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:

Умная капсула GISMO: миниатюрный анализ здоровья кишечника изнутри 05.06.2026

Медицина активно ищет способы сделать диагностику заболеваний желудочно-кишечного тракта менее инвазивной, комфортной и информативной. Триллионы бактерий, населяющих наш кишечник, производят множество веществ, которые могут сигнализировать о воспалениях, нарушениях микробиоты и даже ранних стадиях серьезных заболеваний задолго до появления симптомов. Именно поэтому ученые из Бельгии и Нидерландов разработали революционную технологию - крошечную умную капсулу, способную "путешествовать" по пищеварительной системе и собирать ценные химические данные в реальном времени. Капсула GISMO (Gastrointestinal Smart Module), созданная специалистами imec и OnePlanet Research Center, по размеру сравнима с конфетой Tic Tac. Пациенту достаточно проглотить ее, после чего устройство начинает каждые 20 секунд анализировать химическую среду кишечника, в частности окислительно-восстановительный потенциал (redox balance), уровень pH и температуру. Собранные данные передаются на небольшой приемник, которы ...>>

Робот-уборщик томатов черри 05.06.2026

В условиях острого дефицита рабочей силы в сельском хозяйстве многих стран, особенно в Японии с ее стареющим населением, автоматизация сбора урожая становится одним из главных направлений развития агротехнологий. Роботы, способные бережно и точно собирать деликатные культуры, помогают фермерам снижать трудозатраты и поддерживать стабильное производство. Ярким примером такого прогресса стала разработка японской компании Tokuiten Inc. Японская агротехнологическая компания Tokuiten Inc. сообщила, что ее робот для сбора томатов черри с всасывающим механизмом успешно завершил пилотную фазу. С 25 мая 2026 года машина работает в штатном режиме на органической ферме (сертифицированной по стандарту JAS) площадью 2000 м2 в городе Чита префектуры Аити. Это один из первых случаев в Японии, когда робот для уборки овощных культур используется в повседневном коммерческом производстве. В апреле 2026 года один робот обеспечивал сбор до 31 кг томатов черри в сутки. По результатам внутренних провер ...>>

Экологичный способ добычи лития без кислот и высоких температур 04.06.2026

Растущий спрос на литий, необходимый для производства аккумуляторов электромобилей и систем хранения энергии, ставит перед человечеством серьезные экологические и экономические вызовы. Традиционные методы добычи этого металла часто сопровождаются высоким потреблением воды, значительными выбросами углекислого газа и образованием вредных отходов. Однако ученые из Массачусетского технологического института (MIT) предложили инновационный подход, который может кардинально изменить ситуацию, сделав добычу лития из твердых пород более чистой, дешевой и устойчивой. Новый процесс, подробно описанный в исследовании, опубликованном в журнале Science в мае 2026 года, позволяет химически разделять минерал сподумен на литий, алюминий и кремний без использования кислот и высокотемпературного обжига. В отличие от традиционных технологий, этот низкотемпературный метод основан на применении фторида аммония, который безопасно растворяет силикатную матрицу породы, высвобождая ценные компоненты. Йет- ...>>

Случайная новость из Архива Эластичный аккумулятор, подзаряжающийся от человеческого пота 22.08.2021 Ученые всего мира непрерывно работают над созданием оригинальных методик подзарядки носимых мобильных гаджетов. Необычный способ пополнения энергии аккумулятора с использованием человеческого пота предложили специалисты из Сингапурского университета NTU. Экспериментальная гибкая эластичная батарея размером 2 на 2 см имеет плоскую форму, может крепиться к ткани, собирающей пот, и оперативно подключается к любым мобильным гаджетам, в том числе смарт-часам, медицинским датчикам и другим приборам. В ходе тестирования доброволец закреплял эластичную батарею на запястье и на протяжении 30 минут катался на велосипеде. За время эксперимента элемент генерировал напряжение 4,2 В при мощности 3,9 мВт, что позволяет подпитывать температурный датчик и обеспечивать передачу данных от сенсора на смартфон по Bluetooth. В состав аккумулятора не входят вредные или агрессивные материалы, наносящие вред здоровью человека или ущерб окружающей среде. Новые аккумуляторы способны поддерживать автономную работу любых носимых гаджетов при помощи энергии генерируемой человеческим организмом. При этом отсутствует опасность заражения окружающей среды вредными элементами, имеющимися практически во всех современных батареях. Основу изобретения, сделанного в NTU, составляют чернила для принтера, в состав которых входят серебряные хлопья и гидрофильный полиуретан-акрилат (HPUA). При контакте серебряных хлопьев с потом человека ионы хлорида и повышенная кислотность пота инициируют химическую реакцию, в ходе которой хлопья объединяются, что увеличивает электропроводность, а также генерируется электрический ток между электродами. Для гибкого аккумулятора используется текстильная ткань, способная аккумулировать человеческий пот, что обеспечивает батарею возможностью генерировать электричество даже тогда, когда человек находится в покое и не потеет. Также, по заявлению разработчиков, новая батарея имеет более длительный срок эксплуатации, чем современные аккумуляторы.

Другие интересные новости:

▪ Фотогальванический модуль с эффективностью преобразования 23,8%

▪ Покрышки с электронным выдвижением шипов

▪ Беспроводная клавиатура Keychron Q1 HE

▪ Выращены мыши с человеческими клетками

▪ Домашняя камера наблюдения D-Link DCS-8200LH HD

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Большая энциклопедия для детей и взрослых. Подборка статей

▪ статья Айболит. Крылатое выражение

▪ статья В каком государстве мира самая низкая рождаемость? Подробный ответ

▪ статья Система социального страхования трудящихся в РФ

▪ статья Простая TV-антенна. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бестрансформаторный удвоитель напряжения для малогабаритных устройств, 100 миллиампер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

www.diagram.com.ua
2000-2026