Система дистанционного управления
Предлагаемая совокупность дистанционного управления (ДУ) выполняется в виде приставки к радиотелефону промышленного изготовления. Она разрешает руководить десятью разными нагрузками благодаря восьми фиксируемым каналам (первое нажатие кнопки — включение, второе — отключение) и двум нефиксируемым (функционирование вероятно лишь при надавленной кнопке).
Базисный радиотелефон может использоваться по собственному прямому назначению: для связи с абонентами как и всегда (с импульсным комплектом номера), в то время как с дистанционным управлением трудится тоновый. В принципе, не возбраняется тоновый комплект номера и при абонентской связи, в случае если временно не употребляется кнопка повтора (с изображением «звездочки»).
Настоящий радиус действия совокупности ДУ определяется дальностью устойчивой связи между базисным блоком и носимой телефонной трубкой.
Эта совокупность может использоваться людьми с ограниченной подвижностью, калеками для выключения и включения источников света, электробытовых устройств (обогревателей, вентиляторов и т. д.), для отпирания электрифицированного дверного замка (наряду с этим употребляется нефиксируемый канал ДУ). Ну а при наличии базисного радиотелефона громадного радиуса действия легко создавать эффект присутствия хозяина в квартире, отпугивая преступников.
В современных радиотелефонах передающий тракт, в большинстве случаев, выполнен на самом высоком уровне — с применением частотной модуляции (она снабжает высокую помехозащищенность) и двойного частотного преобразования. Главное усиление сигнала в нем происходит на второй промежуточной частоте, а первая промежуточная выбрана высокой, снабжающей повышенную избирательность по зеркальному каналу.
В большинстве случаев, в приемном и передающем трактах употребляются синтезаторы частот с кварцевой стабилизацией либо подстройка аппаратуры осуществляется посредством так называемой ФАПЧ. Более сложные и дорогие модели радиотелефонов сканируют все каналы связи и разрешают машинально настраиваться на вольный либо на устойчивый канал с меньшим уровнем помех.
Все современные модели радиотелефонов снабжены совокупностью кодирования соответствия компактной базового блока и трубки (ID-код).
Это достаточно сильная защита. Сущность ее в том, что с возложением трубки на базисный блок обе части аппаратуры совместно выбирают один из заблаговременно предусмотренных ID-кодов, и предстоящая связь вероятна лишь между носителями одного пароля. Число таких телефонных ID-кодов варьируется от нескольких десятков до миллиона.
В большинстве случаев при маленьком числе ID-кодов в базисном блоке устанавливается конкретный для данного радиотелефона вариант кода посредством комплекта перемычек либо двухпозиционных тумблеров. Их положение считывается встроенным контроллером. В то время, когда трубка кладется на базисный блок, то ID-код передается в трубку, по окончании чего машинально устанавливается их обоюдное соответствие.
В дорогих радиотелефонах предусматривается много ID-кодов, хранящихся в ПЗУ базового блока и трубки. По сравнению с другими моделями, это неоспоримое преимущество. При каждом опускании трубки на базисный блок выбирается новый ID-код идентификации трубки. Возможность применения тут чужой переносной трубки фактически сводится к нулю.
Принципиальная электрическая схема совокупности дистанционного управления (а) на базе «фирменного» радиотелефона с вероятным применением самодельных симисторных электронных ключей (б) и расширителя импульсов (в)
Сейчас мало о телефонии. Для установления связи с абонентом может употребляться импульсный либо тоновый комплект номера.
Вызывающий телефонный аппарат при импульсном комплекте закорачивает телефонную линию механически (подвижными контактами) либо электронным ключом. Другими словами в АТС формируются импульсы напряжения, число которых соответствует собранной цифре.
При тоновом (тональном) комплекте вызывающий телефонный аппарат генерирует звуковые частоты.
Очень принципиально важно, что они не выходят за пределы звукового спектра. Возрастает помехоустойчивость, уменьшается время комплекта, к тому же предоставляются дополнительные удобства.
В аппаратах с тоновым комплектом номера применяют две группы частот: нижняя (697, 770, 852 и 941 Гц) и верхняя (1209, 1336, 1477 и 1633 Гц). Каждой цифре либо служебному знаку соответствует одна частота из нижней группы и одна— из верхней (всего тут вероятны 16 комбинаций).
Так что при нажатии на наборном поле любой из кнопок появляется генерация двухчастотного (двухтонального) сигнала — так называемый DTMF-код.
Базой разглядываемой совокупности ДУ (рис.а) помогает приемник DTMF-сигналов — микросхема КР1008ВЖ18 (ее аналог — MV8870).
Делаемая по КМОП-технологии, она содержит в себе входной дифференциальный усилитель, фильтры нижней и верхней групп частот на переключаемых конденсаторах, тактовый генератор, схему цифровой обработки сигнала, интерфейс и декодер шины на регистрах-защелках с тремя состояниями.
Входы IN+, IN- (выводы 1, 2) микросхемы КР1008ВЖ18 являются входами дифференциального усилителя.
Вывод GS (3) имеется не что иное, как выход дифференциального усилителя(употребляется для установки коэффициента усиления), а вывод VRE (4) — выход внутреннего источника опорного напряжения. Вход SEL («ножка» 5) помогает выбору кодовой таблицы (для MV8870 вероятны два варианта соответствия DTMF-выходного и посылки кода), а вход PND (6) — переводу в режим пониженной мощности (для MV8870).
Входы OSC (выводы 7, 8) микросхемы КР1008ВЖ18 либо ее зарубежного аналога предназначены для подключения внешнего кварцевого резонатора, VSS (9) есть «неспециализированным проводом», а ТОЕ (10) — входом сигнала разрешения выхода данных. Ножки микросхемы, условно обозначенные как Q1— Q4 (выводы 11—14), являются выходами данных с тремя состояниями, STD (15) имеется выход сигнала позднего обнаружения, EST (16)—выход сигнала раннего обнаружения, а выход ST/G (17) — двунаправленный вывод паузы длительности и контроля сигнала.
Наконец, вход VDD (вывод 18) предназначается для подключения к «плюсу» линии питания.
Микросхема употребляется в стандартном включении, другими словами ее внутренний дифференциальный усилитель трудится в режиме единичного усиления, а напряжение, подаваемое с выхода VRE, смещает выход усилителя к уровню VDD/2.
С выхода усилителя сигнал поступает на блок полосовых фильтров, где происходит разделение верхней и нижней групп частот.
Идущая по окончании таких фильтров схема цифровой обработки определяет частоты составляющих и сравнивает их со стандартными частотами DTMF-сигнала.
В то время, когда декодер реагирует на одновременное присутствие обеих разрешенных частот (состояние «сигнального режима»), выход раннего обнаружения EST переходит в активное состояние (лог.1). При отсутствии либо неожиданном исчезновении сигнального режима выход EST переходит в неактивное состояние.
По окончании обнаружения DTMF-сигнала проверяется его присутствие в течение минимально разрешенного промежутка времени. Осуществляется это посредством внешней времязадающей RC-цепочки, подключенной к выводу EST. Появление большого уровня (лог.1) на выходе EST приводит к нарастанию напряжения на выводе ST/G за счет перезаряда конденсатора.
В случае если выявленный сигнал сохраняет собственные параметры (на выходе EST удерживается лог. 1 ) в течение времени, заданного параметрами RC-цепочки, то на выводе ST/G достигается пороговый уровень управляющей логики. После этого фиксируется прием тональной пары и в выходные регистры-защелки записывается соответствующий 4-битный код.
По окончании маленькой задержки, нужной для установления значений выходных регистров, на выходе позднего обнаружения STD устанавливается большой уровень, показывающий на то, что код новой принятой посылки DTMF-сигнала доступен для считывания. За этим при подаче на разрешающий вход ТОЕ логической единицы выдается содержимое выходных регистров на выходную шину (Q1-Q4).
При пропадании DTMF-сигнала на входе схема контроля контролирует наличие допустимой межсимвольной паузы, трудясь в обратном порядке. Так, микросхема не принимает DTMF-сигналы меньше допустимой длительности и не учитывает исчезновение сигнала на время, которое меньше допустимой межсимвольной паузы.
С выхода приемника DTMF-сигнала (микросхемы DD1) код принятой посылки направляется на входы дешифратора DD2, вводя соответствующий выход в активное состояние (лог.0).
Выходы 1—10 (выводы 2—11) дешифратора употребляются для управления десятью каналами. В качестве элемента памяти для фиксируемых каналов употребляются триггеры DD6—DD9.
При надавленной кнопке фиксируемого канала (цифры 1—8 на клавиатуре трубки) на одном из выходов (1—8) дешифратора появляется деятельный уровень (лог.0), что будет находиться и на одном из верхних (по схеме) входов вентилей 2ИЛИ-НЕ (DD3.2—DD3.4, DD4, DD5.1).
Другое дело, в случае если надавленной оказывается кнопка нефиксируемого канала (цифры 9, 0 на клавиатуре трубки). В этом случае деятельный уровень будет на одном из выходов (9 либо 10) дешифратора и на одном из верхних (по схеме) входов вентилей DD5.2, DD5.3. На нижние же входы всех вентилей приходит инвертированный и буферизированный сигнал STD с выхода вентиля DD3.1.
Так, по окончании приема DTMF-посылки на выходе DD3.1 устанавливается лог.1, открывая тот вентиль, на второй вход которого поступает деятельный уровень от дешифратора. На выходе открываемого элемента устанавливается лог.1. Хороший перепад, образующийся наряду с этим, устанавливает на выходе одного из триггеров DD6—DD9 состояние лог.1, в случае если надавлена одна из кнопок фиксируемого канала.
При повторном нажатии той же кнопки на выходе триггера выясняется лог.0.
Сигнал от триггеров (и логических элементов DD5.2, DD5.3) поступает на входы электронных ключей, выполненных на полупроводниковых триодах VT1—VT10 с электромагнитными реле, коммутирующими конкретно нагрузку (либо более замечательные реле). В коллекторных цепях указанных транзисторов трудятся светодиоды VD15—VD25, индицирующие состояние каналов.
В качестве ключей для управления, к примеру, источниками света в полной мере приемлемы и симисторы (рис.б). С установкой их на радиаторы большой ток нагрузки может быть около 5 А.
В ранних моделях радиотелефонов продолжительность тоновой посылки определяется длительностью нажатия на кнопку комплекта.
У современных же аппаратов (к примеру, стандарта GSM-900) она фиксированная — 40 мс. При применении таких (и более поздних) моделей в качестве базисных для совокупности ДУ не обойтись без расширителя импульсов (РИ) в нефиксируемых каналах.
В частности, стабильно высокие эксплуатационные качества показывает РИ, в базу принципиальной электрической схемы которого положен интегральный таймер КР1006ВИ1 (рис.в).
Исходные импульсы на него поступают от логического элемента DD5.2 (DD5.3). Микросхема КР1006ВИ1 трудится в стандартном варианте одно-вибратора без перезапуска. Цепочка R32R33C13 определяет продолжительность импульса на выходе таймера, для трансформации которой в пределах 0,2—2 с помогает переменный резистор R33.
В качестве С13 лучше подходит оксидно-полупроводниковый, танталовый либо им подобный, имеющий, если сравнивать с алюминиевыми конденсаторами, более стабильные параметры. Транзисторы VT9 (VT10), VT12 — маломощные биполярные, имеющие структуру n-p-n.
Перед тем как приступить к работе с совокупностью ДУ нужно перейти в режим тонального комплекта номера нажатием кнопки «*» либо переводом тумблера PULSE-TONE в положение TONE.
После этого нужно надавить на «*». Наряду с этим на выходе 11 дешифратора будет деятельный уровень, что через диод VD4 устанавливает прямые выходы триггеров DD6—DD9 в исходное состояние. Так осуществляется сброс всех фиксируемых каналов.
Потом нажимается кнопка «#».
Наряду с этим на выходе 12 дешифратора устанавливается деятельный уровень, что сопровождается переводом триггера DD10.1 в состояние с лог.1 на его выходе. Транзистор VT11 раскрывается, соединяя «неспециализированный провод» ключей каналов с одноименным проводом питания. При повторном нажатии на «#» это соединение перестает трудиться, другими словами все каналы устанавливаются в исходное состояние, уменьшая возможность случайного управления ими.
Свечение диода VD24 говорит о входе в режим ДУ. Цепочки R5C10 и R6C11 при включении питания переводят все триггеры в изначальное состояние.
Цепочка R29C12 снабжает задержку сигнала STD, что нужно для верной работы триггеров фиксированных каналов. Если бы таковой цепочки не было, то по окончании неспециализированного сброса конденсатор С10, разрядившись через диод VD4, опоздал бы зарядиться до порога переключения ко времени прихода хорошего перепада на тактовый вход выбираемого триггера.
Источник питания собран по классической схеме и имеет на выходе два напряжения: +5 В (для питания цифровой части схемы) и +15 В (для питания транзисторных ключей). В «неспециализированный провод» 9-вольтного стабилизатора DA1 установлен стабилитрон VD2, поднимающий напряжение на выходе до 15 В. Светодиод VDЗ рекомендован для индикации включения устройства. Конденсаторы С6—С9 блокировочные, установлены в близи от цифровых микросхем.
Ну а трансформатор Т1 снабжает на финишах вторичной обмотки 17—18 В.
DTMF-сигнал оптимальнееснимать с выхода микросхемы базисного блока (а не с телефонной линии). Необходимый выход легко находится посредством осциллографа: нажимая любую кнопку в тоновом режиме, нужно только прогуляться щупом по всем выводам микросхем. Тоновый сигнал имеет амплитуду 1—2 В и характерную форму, похожую на форму балансно-модулированного сигнала с малым разносом частот.
В устройстве нужно применять интегральные микросхемы серии КР1533 ( DD2—DD10). Но их возможно заменить аналогами типа КР555. Конденсаторы С3, С6—С10 керамические, к примеру, КМ-6; С2, С5, С11 электролитические К50-35, а в качестве С13 подойдет К53-14.
Резисторы — типа С2-33-0.25 (очевидно, возможно применять С2-22, МЛТ и другие малогабаритные аналоги).
Диоды VD4—VD14 серии КД521, но допустимы и другие кремниевые импульсные аналоги. Диодный мост VD1 — КЦ405А.
Стабилитрон VD2 — КС162А. Светодиоды VD3, VD15—VD25 нужно иметь серии АЛ307.
Все транзисторы, указанные в принципиальной электрической схеме совокупности дистанционного управления, КТ3102Г, не смотря на то, что в полной мере приемлемы кроме этого другие кремниевые с n-p-n коэффициентом и структурой усиления по току более 200.
Симисторы — КУ208Г. Реле — РЭС49 (паспорт 3360290.0001) с рабочим напряжением 27 В (все экземпляры, имевшиеся у автора, срабатывали при 10,2 В, так что названный запас по напряжению достаточен для устойчивой работы совокупности ДУ). Кварцевый резонатор — с частотой 3 579 545 Гц (употребляется в декодерах NTSC-сигнала).
В.
ВАСИЛЕНКО, г. Свердловск, Луганская обл., Украина
