Устройство многокомандного дистанционного управления на микроконтроллере для проведения пиротехнических шоу с использованием электровоспламенителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Предлагаемое вниманию устройство многокомандного дистанционного управления разрабатывалось для проведения пиротехнических шоу с использованием электровоспламенителей.

Обладая несомненными преимуществами по сравнению с громоздкими проводными пультами оно, тем не менее, не уступает им в надежности, благодаря использованию современной элементной базы и цифрового кодирования сигнала. Очевидно, что область применения подобного рода устройств весьма широка.

Дистанционное управление состоит из передающей части и восьми приемных частей (по 30 команд в каждой). Управление фейерверком осуществляется со стандартной клавиатуры персонального компьютера, подключенной к передающей части пульта. Передающая часть снабжена дисплеем для отображения текущего режима работы и номеров исполняемых команд. На передней панели передатчика расположены светодиоды (2 шт). Один- индикатор включения усилителя мощности передатчика, второй- индикатор разряда батареи питания.

Если дальность между приемниками и передатчиком не превышает 20-30м, работать возможно с выключенным усилителем мощности. При этом потребляемый передающей частью ток составит 50 мА. Если требуется большая дальность, необходимо включить усилитель мощности ( на клавиатуре это F12). В этом режиме потребляемый ток составит 150мА. Уверенная работа наблюдалась во время испытаний на удалении около 1 км по открытой местности.

Радиоканалы устройства работают на относительно высоких частотах - 166,7 МГц ( 0 канал). Удобство этих частот налицо: при малых размерах антенн (40 см) и небольшой мощности передатчика (0,3 Вт) достигается "приличная" дальность уверенной работы. В устройстве реализованы 10 частотных каналов связи, как в радиотелефоне или радиостанции. Переход с канала на канал осуществляется нажатием клавиши F11. При переключении на следующий частотный канал приемники реагируют "бегущим огнем" на нижнем ряду светодиодов, для наглядности исполнения команды.

Для стабилизации частот гетеродина и задающего генератора передатчика применены синтезаторы сетки частот, реализованные на микросхемах фирмы "Sanyo" LM 7001, хорошо зарекомендовавшие себя во многих конструкциях на частоты даже выше паспортных для этой микросхемы.

В каждом из приемников предусмотрен НЧ монитор ( на схеме не показан) для оценки на слух помеховой обстановки в конкретном месте применения устройства.

Настройка

(нажмите для увеличения)

(нажмите для увеличения)

Когда все платы безошибочно собраны и еще не впаяны на свои места в "материнке", целесообразно произвести приблизительную настройку задающего генератора передатчика и гетеродина приемника. Подав +5V на ножку 4 МС3361, подключают УНЧ к ее девятой ноге и убеждаются в наличии шума частотного детектора. Покрутив сердечник фазосдвигающего контура, добиваются максимального значения шума. Причем, диапазон регулировки сердечника должен позволять получать максимум шума приблизительно в среднем его положении.

Далее измеряют частоту гетеродина приемника. Пока синтезатор не "прошит" контроллером, частота будет весьма нестабильна. Подбором емкостей, помеченных на схеме *, добиваются приблизительного значения показаний частотомера на уровне около 155 МГц. Во время грубой настройки не следует трогать витки катушки гетеродина, а можно временно впаять параллельно емкость 1-7 пФ. Затем впаивают платы контроллера, фильтра и индикации в "материнку". Ели все правильно собрано и "прошит" процессор, на плате индикации инициируется команда "бегущий огонь". Это тестовая команда будет выполняться каждый раз по включению питания на приемной части.

Следующий шаг. Аккуратно, на длинных проводах, подпаивают к "материнке" плату приемника с СЧ. Измеряют напряжение в контрольной точке (2,5+/- 0,5V).Еще раз подстраивают гетеродин, подбирая более точно емкости 68 и 39 пФ до появления нужного напряжения. Окончательная подстройка достигается раздвиганием витков контура. При этом нежелательно параллельно ему оставлять подстроечный конденсатор, т. к. при малейшем изменении его емкости ( температура, удар) гетеродин выйдет из области захвата ФАПЧ. Экранировать контур обязательно.

Повторяем те же процедуры с СЧ передатчика с той лишь разницей, что показателем нормальной работы контроллера и остальных узлов "материнки" передатчика будут "0 0 0" на дисплее и звук из пьезоизлучателя. Включаем клавиатуру в гнездо и убеждаемся, что при нажатии на клавиши, на дисплее отображаются их номера. Питание дисплея составляет около 1,3V ( подбирается по отсутствию засветки лишних сегментов).

Когда СЧ передающей части настроен ( в контрольной точке 2,5V +/- 0.5V), устанавливаем его частоту 166,7 МГц точно подбором емкостей возле кварца 7,2МГц, помеченных *.

Включаем приемную часть и настраиваемся точно на сигнал передатчика ( подбором тех же емкостей, только на СЧ приемника), контролируя с вывода 9 МС 3361 пропадание шума. Уносим передатчик от приемника, пока приемник не зашумит. Настраиваем согласующий контур связи гетеродина со смесителем по максимально возможному пропаданию шума.

Нажимаем любую из клавиш алфавита на клавиатуре. В приемнике слышим код. Настраиваем фазосдвигающий контур до пропадания искажений звука, одновременно уменьшая в передатчике амплитуду модуляции. Затем устанавливаем уровень модуляции до нормального, неискаженного звука из приемника на 9 ноге МС3361. Окончательная настройка приемника производится регулировкой витков катушек УРЧ по максимальной чувствительности с включенной антенной ( четверть волны). Во время этого этапа настроек, усилитель мощности передатчика все время выключен и к нему не подключена антенна.

Следующий этап. Контролируем звук на выводе 7 LM358 ( выход фильтра второго порядка с резонансной частотой 1,5 кГц). Это частота пилот-тона, генерируемая передатчиком. Фильтр в настройке не нуждается. На 7-й ноге фильтра обязательно должно присутствовать половинное напряжение питания ( 2,5V) во время отсутствия сигнала.

При выключенном передатчике шум ЧД после фильтра еле слышен, а 1,5кГц проходят с амплитудой 0,5V.Далее проверяем звук на порту "контрольный". Это цифровой выход внутреннего компаратора процессора. Звук должен быть четким даже если с ЧД слышен вместе с кодом приблизительно 50-ти процентный шум. На плате индикации в это время должны зажигаться светодиоды, согласно командам с клавиатуры передающей части. Компаратор процессора настроен програмно на 2,55V. Опорное напряжение берется с шины питания внутри микросхемы. Следовательно, если КРЕН 5А допустит дрейф напряжения в любую сторону, опорное напряжение также изменится. Главное условие - чтобы фильтр и контроллер питались по одной шине, тогда и "дрейфовать" они будут вместе, что не скажется на пороге реакции компаратора. Следует уделить особое внимание резисторам 22к, формирующим искусственную среднюю точку для LM358, они должны быть идентичны.

Подбором сопротивления 120к, соединяющего 9- ю ногу МС3361 и вход фильтра, добиваются максимального отклика компаратора при прохождении сигнала в условиях шума. Однако, слишком уменьшать сопротивление не стоит. Разумным компромиссом можно считать периодическое возникновение "единиц" на контрольном порту ( приблизительно 1 раз в 3 сек)из-за шума ЧД, когда передатчик выключен.

Усилитель мощности

Прежде чем настраивать УМ, следует регулировкой витков контуров полосового фильтра на входе добиться максимума ВЧ напряжения на нагрузке 50 Ом, подключенной к затвору ПТ и общему проводу. Это напряжение должно составлять 100 мV. Подбором делителя напряжения, подключенному к затвору, устанавливают ток покоя оконечного каскада в пределах 100 мА. Подключают эквивалент нагрузки на выход и, главным образом регулируя последовательный контур между ПТ и ФНЧ, добиваются максимума напряжения на нагрузке. Подключив антенну, следует побороться с " возбуждением ", если оно возникнет. На практике его не наблюдалось, но если УМ собран на биполярном СВЧ транзисторе (был вариант на BFG 135) оно было. В этом случае шунтируют коллекторный дроссель резистором около 100 Ом.

Необходимо также обратить внимание на качество сигнала с выключенным УМ и при его включении. При включении УМ качество сигнала ( нч с выхода приемника) не должно ухудшаться. Это также касается сложенной или развернутой телескопической антенны при включенном УМ.

Цифровая часть состоит из контроллера и сдвиговых регистров. Код, принятый микроконтроллером, преобразуется в данные и стробыдля сдвигающих регистров, устанавливающих лог 1 на ножках, соответствующих полученным командам.

Силовая часть состоит из мощных ключей управляемых сдвиговыми регистрами. Схема исполнительного силового устройства на 23-ю команду очерчена пунктиром. Остальные каналы идентичны .Нижний на схеме полевой транзистор ( разрешение режима реальной стрельбы)общий для всех 30 силовых ключей. Сдвиговые регистры питаются отдельно от 6-вольтового стабилизатора для того, чтобы на их выходах, нагруженных на светодиоды было достаточное напряжение для обеспечения ключевого режима работы мощных ПТ.

Детали

В основном устройство собрано на зарубежных СМД элементах. Транзисторы инвертора СЧ могут быть буквально любыми кремниевыми малой мощности с коэффициентом усиления не менее 100 ( например зарубежный аналог КТ 315 в СМД исполнении).

Варикапы выпаяны из радиотелефона "Харвест", их марка, согласно схеме 1SV215 ( с другими эксперименты не проводились) .

Катушки все, кроме гетеродинной и фазосдвигающего контура приемника, имеют по 4 витка провода диаметром 0,6 мм, полный диаметр катушки - 5 мм. Контур гетеродина приемника имеет 5 витков того же провода, диаметр катушки тот же. Фазосдвигающий контур взят, опять же, с "Харвеста" и имеет 140 витков провода, диаметром 0,07 мм. Этот контур можно изготовить самостоятельно, намотав 140 витков провода на контуре ( например, от импортных УКВ приемников). При 140 витках всегда удавалось попасть в резонанс путем подбора емкости, параллельно этому контуру.

Файлы печатных плат здесь(не в зеркальном отображении). Печатные платы могут немного не соответствовать схеме ( на уровне лишнего резистора в цепях питания, или лишней блокировочной емкости). Плат передатчиков 2 (существенных отличий нет),поскольку было собрано 2 варианта.

Следует отметить, что при разработке этого устройства приняты особые меры, как программные, так и "железные", по борьбе с ложными срабатываниями.

Скачать файлы разводки плат в формате lay

Демо-версии прошивок контроллеров передатчика и одного приемника можно получить бесплатно у автора

Автор: Сергей, г. Кременчуг, 8-050-942-35-95, blaze@vizit-net.com, blaze2006@ukr.net; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Солнечные панели на фосфиде индия 06.02.2013 Исследователи из Университета Лунда в Швеции нашли способ создавать эффективные и дешевые солнечные панели из нанопроводов на основе фосфида индия. Ученые подчеркивают, что им впервые удалось использовать нанопровода для производства полностью функциональных солнечных ячеек. На самом деле исследования солнечных ячеек из нанопроводов проводятся во всем мире. Однако именно шведские ученые смогли создать солнечные ячейки с эффективностью 13,8%. Шведские нанопровода изготовлены из полупроводникового материала фосфида индия. Они работают как антенны, поглощающие солнечный свет и вырабатывающие электроэнергию. Нанопровода собираются на подложке в один квадратный миллиметр - по 4 млн на каждой. При этом на единицу площади солнечные ячейки из нанопроводов производят в несколько раз больше энергии, чем современные кремниевые ячейки. Благодаря высокой эффективности солнечные панели из нанопроводов могут обеспечить производство экологически чистой энергии при низких затратах на установку и обслуживание. Расчеты показывают, что нанопроводная солнечная панель в виде тонкой пленки производит столько же энергии, что и кремниевая панель, но при этом занимает на 90% меньше площади. В настоящее время шведские ученые работают над повышением КПД солнечных ячеек на основе нанопроводов из фосфида индия. Также идет работа по объедению различных типов полупроводниковых материалов для эффективного использования максимально широкой части солнечного спектра.

Другие интересные новости:

▪ Следующий iPhone получит самые большие изменения

▪ Медиасистема Ford Sync 3

▪ Студенческий спутник

▪ Носимое устройство для экстренного вызова спасателей

▪ Умный взрыватель

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Конспекты лекций, шпаргалки. Подборка статей

▪ статья Страдания юного (молодого) Вертера. Крылатое выражение

▪ статья Почему на логотипе BMW изображен пропеллер самолета? Подробный ответ

▪ статья Восьмерка. Советы туристу

▪ статья Как проверить симистор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Трансформатор из магнитного пускателя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026