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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Смартфон как научный инструмент 26.07.2024 Американские ученые совершили очередной прорыв, превратив обычный смартфон в романовский спектрометр. Это открытие значительно расширяет горизонты научных исследований и делает их доступными даже в повседневной жизни. Исследователи смогли интегрировать сложные методы анализа химического состава материалов в простой и доступный формат смартфона. С помощью этого нововведения можно легко выявлять и идентифицировать различные вещества, используя устройство, которое всегда под рукой. Это делает научные исследования мобильными и удобными, что особенно важно для работы в полевых условиях. Технология основана на использовании специального приложения и дополнительного оптического устройства, которое крепится к смартфону. Этот подход позволяет проводить высокоточный анализ без необходимости в дорогостоящем и громоздком оборудовании. Устройство использует спектральный анализ для определения состава веществ, что ранее было возможно только в лабораторных условиях. Одним из главных преимуществ новой технологии является ее доступность. По словам профессора Джеймса Смита из Университета Калифорнии, их цель - сделать высокотехнологичные инструменты доступными для всех. "Использование смартфонов в качестве спектрометров открывает новые горизонты для исследований и повседневного использования", - отметил он. Предлженная технология обещает революционизировать множество отраслей, включая медицину, экологию и сельское хозяйство. В медицине, например, она может использоваться для быстрой диагностики заболеваний путем анализа биологических образцов. В экологии это устройство поможет в мониторинге загрязнений и анализе состояния окружающей среды. В сельском хозяйстве оно может применяться для оценки качества почвы и продуктов. Эта новейшая технология уже прошла серию успешных тестов, продемонстрировав высокую точность и надежность. Ученые уверены, что их разработка готова к коммерческому внедрению и массовому использованию. Это открытие не только облегчает доступ к научным исследованиям, но и способствует распространению знаний и технологий в самых разных уголках мира. Превращение обычного смартфона в романовский спектрометр - это значительный шаг вперед в области науки и технологий. Доступность и мобильность такого устройства открывает новые возможности для исследований и улучшает качество повседневной жизни. Новая технология демонстрирует, как инновации могут изменить наш подход к науке и предоставить инструменты для анализа и диагностики, доступные каждому.

Другие интересные новости:

▪ Летающий робот размером с насекомое

▪ Ректальный джойстик

▪ Микросхема MAX9701 - усилитель мощности звукового сигнала класса D

▪ Подслащенные напитки вызывают ожирение и износ зубов

▪ Зеленый полиэтилен

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электромонтажные работы. Подборка статей

▪ статья Алексис де Токвиль. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто был первым американским президентом? Подробный ответ

▪ статья Трифолиата. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Цифровая шкала - частотомер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сон в воздухе. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026