Urządzenie do zdalnego sterowania wielokierunkowego na mikrokontrolerze do przeprowadzania pokazów pirotechnicznych z wykorzystaniem zapalników elektrycznych. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Wielofunkcyjne urządzenie do zdalnego sterowania na mikrokontrolerze do pokazów pirotechnicznych z wykorzystaniem zapalników elektrycznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Mikrokontrolery

Komentarze do artykułu

Proponowane wielokierunkowe urządzenie do zdalnego sterowania zostało opracowane z myślą o pokazach pirotechnicznych z wykorzystaniem zapalników elektrycznych.

Posiadając niezaprzeczalne zalety w stosunku do wielkogabarytowych pilotów przewodowych, nie ustępuje im jednak niezawodnością, dzięki zastosowaniu nowoczesnej podstawy elementu i cyfrowego kodowania sygnału. Oczywiście zakres takich urządzeń jest bardzo szeroki.

Pilot zdalnego sterowania składa się z części nadawczej i ośmiu części odbiorczych (każda po 30 poleceń). Fajerwerki są sterowane ze standardowej klawiatury PC podłączonej do części nadawczej pilota. Część nadawcza wyposażona jest w wyświetlacz pokazujący aktualny tryb pracy oraz numery możliwych do wykonania poleceń. Na przednim panelu nadajnika znajdują się diody LED (2 szt.). Jeden to wskaźnik włączenia wzmacniacza mocy nadajnika, drugi to wskaźnik niskiego poziomu baterii.

Jeżeli odległość między odbiornikami a nadajnikiem nie przekracza 20-30m, możliwa jest praca z wyłączonym wzmacniaczem mocy. W takim przypadku prąd pobierany przez część nadawczą wyniesie 50 mA. Jeśli wymagany jest większy zasięg, należy włączyć wzmacniacz mocy (na klawiaturze jest to F12). W tym trybie pobór prądu wyniesie 150mA. Pewną pracę zaobserwowano podczas testów w odległości około 1 km na otwartej przestrzeni.

Kanały radiowe urządzenia działają na stosunkowo wysokich częstotliwościach - 166,7 MHz (kanał 0). Wygoda tych częstotliwości jest oczywista: przy małych rozmiarach anteny (40 cm) i niskiej mocy nadajnika (0,3 W) osiąga się „przyzwoity” zasięg pewnej pracy. Urządzenie posiada 10 częstotliwościowych kanałów komunikacji, jak w radiotelefonie lub radiostacji. Przejście z kanału na kanał odbywa się poprzez naciśnięcie klawisza F11. Podczas przełączania na następny kanał częstotliwości odbiorniki reagują „biegnącym ogniem” na dolnym rzędzie diod LED, co zapewnia przejrzystość wykonywania poleceń.

Aby ustabilizować częstotliwości lokalnego oscylatora i głównego oscylatora nadajnika, zastosowano syntezatory siatki częstotliwości, zaimplementowane w mikroukładach Sanyo LM 7001, które sprawdziły się w wielu projektach przy częstotliwościach nawet wyższych niż paszportowe dla tego mikroukładu.

Każdy z odbiorników wyposażony jest w monitor niskich częstotliwości (niewidoczny na schemacie) do oceny słuchowej środowiska akustycznego w konkretnym miejscu użytkowania urządzenia.

Tryby działania

ESC	Pierwsze kroki od 1 do 50 poleceń (używane są przyciski alfabetu); wyświetlacz pokazuje „0 0 0”
F1	Pracuj od 50 do 100 poleceń (używane są te same przyciski alfabetu); wyświetlacz pokazuje „0 5 0”
F2	Pracuj od 100 do 150
F3	Pracuj od 150 do 200
F4	Pracuj od 200 do 255
F5	„Praca synchroniczna”. Wszystkie odbiorniki wykonują od pierwszego do trzydziestego polecenia. W tym trybie używanych jest tylko 30 klawiszy, a pozostałe są wyłączone (w przedostatnim zaznajomieniu się z wyświetlaczem pojawia się „P”).
F6	Operacja w czasie rzeczywistym zgodnie z wciśniętym klawiszem numerycznym polecenia. W tym trybie dopuszczalne jest napięcie na wyjściu klawiszy wykonawczych (następuje rzeczywista praca zapalników elektrycznych), na ostatnim zaznajomieniu wyświetlacza pojawia się „P” i zmienia się ton wciśniętego klawisza. Jeśli tryb F6 jest wyłączony, strzał nie zostanie oddany. Jest to przydatne do weryfikacji komunikacji i przekazywania poleceń między odbiornikiem a nadajnikiem (tryb ćwiczeń).
F7	Tryb - „automatyczny”. Na pierwszym znaku wyświetlacza pojawi się „F”. Po naciśnięciu dowolnego klawisza o numerze polecenia, kolejne, aż do ostatniego, zostaną uruchomione automatycznie w odstępie 1 sekundy. Po osiągnięciu ostatniej komendy urządzenie powróci do początku i zatrzyma się (na wyświetlaczu „0 0 0”). Możesz zatrzymać proces, naciskając klawisze „F1-F12” lub „enter”. Możesz wznowić dalszą pracę za pomocą „spacji”. „Spacja” gdy maszyna jest wyłączona (jeśli ją przytrzymasz) włącza komendy po kolei, aż do 255. z przerwą 0,5 sekundy.
F8	Ustawianie interwału (dostępne tylko w trybie „automatycznym”). Od 1 do 5 sekund, 10 pozycji.
F9	Wyłącz dźwięk klawiszy (domyślnie jest dźwięk).
F10	Włączanie/wyłączanie trybu wybierania na jednostkach odbiorczych (w celu zmniejszenia zużycia energii). Jednocześnie gaśnie środkowy rząd diod sygnalizujących podłączone zapalarki (domyślnie włączony jest tryb wybierania numeru). Gdy wszystkie 30 zapalników jest podłączonych do urządzenia i wszystkie 30 diod świeci się, pobór prądu odbiornika w trybie czuwania wynosi 150mA. W „trybie ekonomicznym” - 50mA.
F11	Przełączanie kanałów częstotliwości. Po włączeniu wszystkie urządzenia, zarówno odbiorniki, jak i nadajnik, ustawione są na kanał zerowy (niewidoczny na wyświetlaczu). Wyświetlane są kanały 1-9. Polecenie jest wysyłane przez nadajnik trzykrotnie. Zaleca się przełączanie kanałów tylko przy niezawodnym połączeniu, ponieważ w warunkach silnych zakłóceń część odbiorników może „nie usłyszeć” polecenia i pozostać na poprzednim kanale komunikacji.
F12	Włącz/wyłącz wzmacniacz mocy nadajnika. Wskaźnik ledowy.

regulacja

(kliknij, aby powiększyć)

Gdy wszystkie płytki są prawidłowo zmontowane i jeszcze nie wlutowane na swoje miejsca w „płycie głównej”, wskazane jest dokonanie przybliżonej regulacji oscylatora głównego nadajnika i lokalnego oscylatora odbiornika. Podając napięcie + 5 V do nogi 4 MC3361, podłącz ULF do dziewiątej nogi i upewnij się, że detektor częstotliwości emituje szum. Skręcając rdzeń obwodu przesunięcia fazowego, osiąga się maksymalną wartość szumu. Co więcej, zakres regulacji rdzenia powinien pozwolić na uzyskanie maksymalnego szumu mniej więcej w jego środkowej pozycji.

Wielozadaniowe urządzenie zdalnego sterowania na mikrokontrolerze do pokazów pirotechnicznych z użyciem zapalników elektrycznych. Schemat ULF

Następnie zmierz częstotliwość lokalnego oscylatora odbiornika. Dopóki syntezator nie zostanie „flashowany” kontrolerem, częstotliwość będzie bardzo niestabilna. Wybierając pojemności zaznaczone na wykresie *, uzyskuje się przybliżoną wartość wskazań miernika częstotliwości na poziomie około 155 MHz. Podczas zgrubnego strojenia nie należy dotykać zwojów lokalnej cewki oscylatora, ale można tymczasowo przylutować równolegle pojemność 1-7 pF. Następnie płytki kontrolera, filtra i wyświetlacza są wlutowane w „płytę główną”. Jeśli wszystko jest poprawnie zmontowane i procesor jest „flashowany”, na płycie wyświetlacza inicjowana jest komenda „running fire”. To polecenie testowe będzie wykonywane za każdym razem, gdy zasilanie zostanie włączone po stronie odbiorczej.

Następny krok. Ostrożnie, na długich przewodach, przylutuj płytkę odbiornika ze środkiem do „płyty głównej”. Zmierz napięcie w punkcie pomiarowym (2,5 +/- 0,5 V) Ponownie wyreguluj lokalny oscylator, wybierając dokładniej pojemności 68 i 39 pF, aż pojawi się żądane napięcie. Końcową regulację uzyskuje się przez rozsunięcie zwojów konturu. Jednocześnie niepożądane jest pozostawienie kondensatora trymera równolegle do niego, ponieważ przy najmniejszej zmianie jego pojemności (temperatura, uderzenie) lokalny oscylator opuści obszar przechwytywania PLL. Ekranowanie jest koniecznością.

Powtarzamy te same procedury z nadajnikiem średniotonowym z tą różnicą, że wskaźnik normalnej pracy sterownika i innych węzłów „płyty głównej” nadajnika będzie na wyświetlaczu „0 0 0” i dźwięk z piezo emiter. Włączamy klawiaturę w gnieździe i upewniamy się, że po naciśnięciu klawiszy ich numery są wyświetlane na wyświetlaczu. Zasilanie wyświetlacza wynosi około 1,3 V (dobierane jest w zależności od braku podświetlenia dodatkowych segmentów).

Gdy średnica części nadawczej jest dostrojona (w punkcie kontrolnym 2,5 V +/- 0.5 V), ustaw jej częstotliwość na 166,7 MHz, dokładnie dobierając kondensatory w pobliżu kwarcu 7,2 MHz oznaczonego *.

Włączamy część odbiorczą i dostrajamy się dokładnie do sygnału nadajnika (dobierając te same pojemności, tylko na środku odbiornika), kontrolując zanikanie szumu z wyjścia 9 MS 3361. Odsuwamy nadajnik od odbiornika, aż odbiornik zacznie hałasować. Dopasowujemy pętlę dopasowującą do połączenia lokalnego oscylatora z mikserem zgodnie z maksymalną możliwą utratą szumów.

Naciśnij dowolny klawisz alfabetu na klawiaturze. Słyszymy kod w słuchawce. Regulujemy układ przesunięcia fazowego do momentu zaniku zniekształceń dźwięku, jednocześnie zmniejszając amplitudę modulacji w nadajniku. Następnie ustaw poziom modulacji na normalny, niezniekształcony dźwięk z odbiornika na pinie 9 MC3361. Ostateczne dostrojenie odbiornika odbywa się poprzez ustawienie zwojów cewek URF na maksymalną czułość przy włączonej antenie (ćwierćfala). Podczas tej fazy konfiguracji wzmacniacz mocy nadajnika jest cały czas wyłączony i nie jest do niego podłączona żadna antena.

Następny etap. Kontrolujemy dźwięk na pinie 7 LM358 (wyjście filtra drugiego rzędu o częstotliwości rezonansowej 1,5 kHz). Jest to częstotliwość tonu pilota generowana przez nadajnik. Filtr nie wymaga konfiguracji. Na siódmej odnodze filtra połowa napięcia zasilania (7 V) musi być obecna podczas braku sygnału.

Gdy nadajnik jest wyłączony, szum częstotliwości za filtrem jest ledwo słyszalny, a 1,5 kHz przechodzi z amplitudą 0,5 V. Następnie sprawdzamy dźwięk na porcie „sterującym”. To jest wyjście cyfrowe wewnętrznego komparatora procesora. Dźwięk powinien być wyraźny, nawet jeśli wraz z kodem słychać około 50% szumu. W tym czasie diody na tablicy sygnalizacyjnej powinny się zaświecić zgodnie z poleceniami z klawiatury części nadawczej. Komparator procesora jest ustawiony programowo na 2,55 V. Napięcie odniesienia jest pobierane z szyny zasilającej wewnątrz chipa. Dlatego też, jeśli ROLL 5A pozwala na dryf napięcia w dowolnym kierunku, napięcie odniesienia również ulegnie zmianie. Podstawowym warunkiem jest to, aby filtr i sterownik były zasilane z tej samej magistrali, wtedy będą razem „dryfować”, co nie wpłynie na próg odpowiedzi komparatora. Zwróć szczególną uwagę na rezystory 22k, które tworzą sztuczny punkt środkowy dla LM358, powinny być identyczne.

Wybierając rezystancję 120k łączącą 9. odnogę MC3361 i wejście filtra, komparator osiąga maksymalną odpowiedź, gdy sygnał przechodzi przez zakłócenia. Nie należy jednak zbytnio zmniejszać oporu. Rozsądnym kompromisem jest okresowe występowanie „jedynki” na porcie sterującym (około 1 raz na 3 sekundy) z powodu szumu RR, gdy nadajnik jest wyłączony.

Wzmacniacz

Przed dostrojeniem PA należy wyregulować zwoje obwodów filtra środkowoprzepustowego na wejściu, aby osiągnąć maksymalne napięcie RF przy obciążeniu 50 omów podłączonym do bramki FET i przewodu wspólnego. To napięcie powinno wynosić 100 mV. Wybierając dzielnik napięcia podłączony do bramki, prąd spoczynkowy stopnia końcowego ustawia się w granicach 100 mA. Podłączają równoważne obciążenie do wyjścia i, głównie poprzez regulację obwodu szeregowego między FET a LPF, osiągają maksymalne napięcie przy obciążeniu. Po podłączeniu anteny należy poradzić sobie z "wzbudzeniem" jeśli wystąpi. W praktyce tego nie zaobserwowano, ale jeśli PA został zmontowany na bipolarnym tranzystorze mikrofalowym (w BFG 135 była taka opcja), tak było. W tym przypadku dławik kolektora jest bocznikowany rezystorem o wartości około 100 omów.

Konieczne jest również zwrócenie uwagi na jakość sygnału przy wyłączonym PA i kiedy jest włączony. Przy włączonym PA jakość sygnału (LF z wyjścia amplitunera) nie powinna ulec pogorszeniu. Dotyczy to również złożonej lub rozłożonej anteny teleskopowej z włączonym PA.

Część cyfrowa składa się z kontrolera i rejestrów przesuwnych. Kod otrzymany przez mikrokontroler jest konwertowany na dane i stroboskopy dla rejestrów przesuwnych, które ustawiają log 1 na nogach odpowiadających odebranym poleceniom.

Część zasilająca składa się z potężnych klawiszy kontrolowanych przez rejestry przesuwne. Schemat wykonawczego urządzenia zasilającego dla 23. zespołu jest zaznaczony linią przerywaną. Reszta kanałów jest identyczna, dolny tranzystor polowy w obwodzie (rozdzielczość rzeczywistego trybu strzelania) jest wspólny dla wszystkich 30 wyłączników sieciowych. Rejestry przesuwne są zasilane oddzielnie z 6-woltowego regulatora, dzięki czemu ich wyjścia obciążone diodami LED mają wystarczające napięcie, aby zapewnić kluczowy tryb pracy dla potężnych tranzystorów FET.

Szczegóły

Zasadniczo urządzenie jest montowane na obcych elementach SMD. Tranzystory inwerterowe MF mogą być dosłownie dowolnymi krzemami małej mocy o wzmocnieniu co najmniej 100 (na przykład zagraniczny analog KT 315 w wersji SMD).

Warykapy są lutowane z radiotelefonu Harvest, ich marki, zgodnie ze schematem 1SV215 (nie przeprowadzano żadnych eksperymentów z innymi).

Wszystkie cewki, z wyjątkiem obwodów heterodynowych i przesunięcia fazowego odbiornika, mają 4 zwoje drutu o średnicy 0,6 mm, całkowita średnica cewki wynosi 5 mm. Obwód lokalnego oscylatora odbiornika ma 5 zwojów tego samego drutu, średnica cewki jest taka sama. Obwód przesunięcia fazowego pochodzi ponownie z Harvest i ma 140 zwojów drutu o średnicy 0,07 mm. Obwód ten można wykonać niezależnie, nawijając 140 zwojów drutu na obwód (na przykład z importowanych odbiorników VHF). Przy 140 zwojach zawsze można było wejść w rezonans, wybierając pojemność równoległą do tego obwodu.

Pliki PCB są tutaj (nie w odbiciu lustrzanym). Płytki drukowane mogą trochę nie pasować do obwodu (na poziomie dodatkowego rezystora w obwodach zasilających lub dodatkowej pojemności blokującej). Istnieją 2 płytki nadajnika (nie ma znaczących różnic), ponieważ zmontowano 2 opcje.

Wielozadaniowe urządzenie zdalnego sterowania na mikrokontrolerze do pokazów pirotechnicznych z użyciem zapalników elektrycznych

Należy zauważyć, że podczas opracowywania tego urządzenia podjęto specjalne środki, zarówno programowe, jak i sprzętowe, w celu zwalczania fałszywych alarmów.

Pobierz pliki układów PCB w formacie lay

Wersje demonstracyjne oprogramowania dla sterowników nadajników i jednego odbiornika można otrzymać bezpłatnie u autora

Autor: Siergiej, Kremenczug, 8-050-942-35-95, blaze@vizit-net.com, blaze2006@ukr.net; Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Mikrokontrolery.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Kontaktron miniaturowy firmy Coto Technology 06.05.2013

Coto Technology specjalizuje się w miniaturowych stykach elektronicznych od ponad 90 lat. Podczas konferencji Design West weteran branży ogłosił wprowadzenie na rynek nowego produktu o nazwie RedRock RS-A-2515. Produkt jest uszczelnionym stykiem sterowanym magnetycznie (kontaktronem), który wykorzystuje technologię MEMS.

Według producenta RedRock RS-A-2515 to najmniejszy kontaktron na świecie. Pod względem liczbowym wymiary RedRock RS-A-2515 to 1,01 x 2,08 x 0,94 mm.

Zalety produktu, jakie daje zastosowanie technologii MEMS, oprócz jego miniaturyzacji, firma nawiązuje do dużego podobieństwa parametrów poszczególnych instancji oraz wysokiej niezawodności.

Czułość odpowiedzi wynosi 5-25 mT, co pozwala kontrolować styk na odległość do 20 mm za pomocą małego magnesu. Maksymalne ciągłe napięcie pracy RS-A-2515 wynosi 100 V, prąd 50 mA (lub 35 mA w przypadku AC). Podobnie jak inne kontaktrony, RedRock RS-A-2515 nie zużywa energii, dzięki czemu nadaje się szczególnie do urządzeń zasilanych bateryjnie.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Niebezpieczeństwa związane z jazdą na skuterach elektrycznych

▪ Bakterie lądowe mogły polecieć na Marsa

▪ Zrobotyzowane pociągi londyńskiego metra

▪ Półprzezroczysta nowość

▪ Miniaturowy laser blokujący mod

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Radioelektronika i elektrotechnika. Wybór artykułów

▪ artykuł Bóg dał. Bóg wziął. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jak rosną grzyby? Szczegółowa odpowiedź

▪ Artykuł Kierownik sprzedaży. Opis pracy