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:

Токсичность интернета преувеличена 07.01.2026

Социальные сети нередко воспринимаются как арена постоянной агрессии, оскорблений и распространения фейковой информации. Новое исследование Стэнфордского университета показывает, что реальность значительно отличается от популярного представления: интернет гораздо менее токсичен, чем многие пользователи считают. Ученые опросили более тысячи американцев, попросив их оценить долю пользователей соцсетей, которые ведут себя агрессивно или распространяют ненависть. Оказалось, что впечатления людей сильно преувеличивают масштабы проблемы. Например, респонденты считали, что почти половина пользователей Reddit хотя бы раз оставляла оскорбительные комментарии, тогда как фактические данные платформы показывают, что таких людей не более 3%. Аналогичная ситуация наблюдается с дезинформацией. Опрос показал, что большинство участников считали почти половину аудитории Facebook распространителями фейковых новостей, однако статистика говорит об обратном: фактическая доля таких пользователей состав ...>>

Процессоры Ryzen AI 400 07.01.2026

Современные вычисления все больше ориентируются на интеграцию искусственного интеллекта и высокую производительность в компактных устройствах, таких как ноутбуки и мини-ПК. Новая линейка процессоров AMD Ryzen AI 400 демонстрирует, как разработчики объединяют мощные центральные ядра, графику и нейросетевые ускорители в одном чипе, чтобы удовлетворять растущие потребности пользователей в играх, контенте и ИИ-приложениях. AMD представила процессоры серии Gorgon Point, которые включают до 12 ядер Zen 5 и до 24 потоков вычислений. Чипы поддерживают интегрированную графику RDNA 3.5, обеспечивают максимальную тактовую частоту до 5,2 ГГц и имеют энергопотребление от 15 Вт до 54 Вт. Особое внимание уделено NPU, способному обрабатывать до 60 триллионов операций в секунду (TOPS), что делает эти процессоры эффективными для задач с искусственным интеллектом. Конструкция Ryzen AI 400 сочетает ядра Zen 5 и Zen 5c, обеспечивая высокую гибкость и производительность. Несмотря на то, что архитектур ...>>

Женщины лучше распознают признаки болезни по лицу 06.01.2026

Способность распознавать, что кто-то нездоров, часто проявляется интуитивно: бледная кожа, опущенные веки, уставшее выражение лица могут сигнализировать о недомогании. Новое исследование международной группы ученых показало, что женщины в среднем точнее мужчин улавливают такие тонкие невербальные признаки болезни, что может иметь эволюционные и социальные объяснения. В отличие от предыдущих работ, где использовались отредактированные фотографии или имитация больных лиц, ученые решили проверить, насколько люди способны распознавать естественные признаки недомогания. Такой подход позволил оценить реальную чувствительность к изменениям в лицах, возникающим при болезни. В исследовании приняли участие 280 студентов, поровну мужчин и женщин. Участникам предложили оценить 24 фотографии, на которых изображены люди как в здоровом состоянии, так и во время болезни. Это дало возможность сравнить восприятие естественных признаков недомогания в реальных лицах. Для анализа состояния каждого ...>>

Случайная новость из Архива Ночное зрение доступно каждому 02.03.2019 Поклонники жанра научной фантастики, наверняка помнят фильм 2000-го года "Черная дыра /Pitch Black", главную роль в котором сыграл Вин Дизель. Так вот, герой Вина Дизеля в этом фильме обладал ночным зрением, полученным искусственным образом, путем специальной обработки роговицы его глаз. Такой сценарий стал практически реальностью, благодаря работе группы ученых из Медицинской школы Массачусетского университета, которые создали специальные глазные капли с наночастицами, применение которых позволяет подопытным животным-грызунам видеть в спектре близкого инфракрасного света (near-infrared, NIR). Практически все млекопитающие и люди, в том числе, способны к визуальному восприятию света, находящегося только в видимом диапазоне. Для того, чтобы расширить диапазон воспринимаемого глазами света, ученые изготовили наночастицы, состоящие из лектиновых белков, которые стали активным компонентом глазных капель. Этими каплями ученые обработали глаза подопытных животных и, как только белковые наночастицы попали внутрь глаза, они "приклеились" к фоторецепторным клеткам, находящимся в сетчатке. После этого дополнительные белки превратились в своего рода наноантенны, способные улавливать свет NIR-диапазона, самого коротковолнового инфракрасного света. Поглощая фотоны инфракрасного света, белки излучают фотоны зеленого света, которые уже улавливаются нормальными фоторецепторными клетками глаза. Лабораторные тесты полностью подтвердили, что подопытные животные способны четко дифференцировать и реагировать на образы, создаваемые в NIR-диапазоне при помощи специальной лампы. При этом, внедрение белковых наночастиц никак не затронула способность глаз к восприятию обычного видимого света. К сожалению, искусственный эффект ночного зрения оказался непостоянным, он начал сходить на "нет" до полного исчезновения после двух недель после обработки глаз каплями с наночастицами. Но самым главным является то, что при такой обработке не было замечено никаких неблагоприятных побочных эффектов. "Результаты наших исследований значительно расширили область практического применения современных нанотехнологий" - рассказывает профессор Ганг Хан (Gang Han) - "Такие белковые наноантенны позволят ученым исследовать множество интригующих вещей, таких, как обработка визуальных сигналов головным мозгом живого существа. Это же, в свою очередь, может быть использовано для лечения заболеваний и расстройств, таких, как дальтонизм".

Другие интересные новости:

▪ Полимер меняет цвет при механическом воздействии

▪ Система идентификации и беспроводной передачи данных Texas Instruments RF430F5978

▪ Первые войны в истории человечества

▪ Бесплатное такси работает за счет рекламы

▪ Смартфон Gigabyte GSmart GX2

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Должностные инструкции. Подборка статей

▪ статья ВИЧ-инфекция (СПИД). Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Кто придумал использовать обратный отсчет для старта космических ракет? Подробный ответ

▪ статья Почтальон. Должностная инструкция

▪ статья Металлоискатель с повышенной чувствительностью на микросхемах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Источник питания испытательной станции. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026