Перейти к публикации
СофтФорум - всё о компьютерах и не только
Valery

Радиоуправляемая розетка, и адаптер реле для рации

Рекомендованные сообщения

В этом посте речь пойдет только о прототипе, так как законченного устройства я так и не сделал, и скорее всего не сделаю. Хотя само устройство было разработано и испытано в пределах квартиры уже давно. Не исключено что что-то может потребовать уточнения по месту. Устройство разрабатывалось для дистанционного включения насоса полива на даче.

Простой адаптер для подключения реле к бытовой рации (В моём случае - Midland G5). Назначение устройства - удалённое включение и отключение питания каких-либо устройств по радиоканалу, при помощи электромеханического реле.
По-другому такие устройства могут называться радиорозеткой (не путать с розеткой для сетевого радио), или радиореле, радиоуправляемое реле, розетка с радиоудлинителем, радиоуправление на основе рации, ну и т.д. насколько хватает фантазии.
Никакого вмешательства в схему рации не требуется. Схема имеет гальваническую развязку, предотвращающую выход рации из строя при вероятном выходе из строя схемы.
Теоретически возможно подключение и к сотовому телефону, имеющему разъём для гарнитуры, и настроенному на автоответ, но я этого не проверял, тем более что это не бесплатно, требует сим-карту, и наличие надежной сети. При использовании телефона со стереозвуком, следует подключаться только к одному любому стереоканалу разъёма гарнитуры. Нельзя закорачивать каналы между собой или на общий контакт.

Что должно иметься в рации:
- Обязательно: Гнездо для подключения гарнитуры (наушников). В некоторых рациях гнездо для наушников используется так же для зарядки. В моем случае это обычный стерео разъём "jack" диаметром 2,5 мм.
- Обязательно: Наличие системы шумопонижения. Рация на приёме, при отсутствии переговоров других раций, не должна издавать каких-либо звуков, например шипеть или трещать, иначе это сильно усложнит дело.
- Опционально: Если в данной местности часто слышны переговоры других раций, то полезна поддержка кодирования CTCSS.
- Опционально: Поддержка Роджер Бип (Roger Beep)*, или сигнала вызова абонента. Иными словами чего-то, что добавляет к передаче звуковой сигнал. Иначе возможно придется шуметь в микрофон самостоятельно.
* Роджер, - на американском радиосленге - конец передачи, аналог русского "перехожу на приём". Передающая рация перед тем как переключиться на на приём вставляет в передачу звуковой сигнал (Бип). Роджер. :)

Расчет ведется на то, что выход рации на гарнитуру имеет достаточно большую мощность, так как рассчитан на работу с наушниками. У моих раций амплитудное значение напряжения на выходе до 3 вольт, при питании самих раций около 3,6 вольт (три Ni-MH аккумулятора AAA).
По моим прикидкам - если напряжение до 3V, то на сопротивлении наушников пусть 32 ома, может развиваться ток до 90 mA, что предостаточно для зажигания светодиода (несколько миллиампер), и не должно вызвать повреждение рации. Поскольку мы имеем дело с мощным сигналом, на входе схемы можно обойтись не усилителем, а простым выпрямителем, для получения более-менее непрерывного сигнала постоянного тока, из переменного тока звуковой частоты.
Полная схема, как она получилась у меня:

radio-rozetka-fine.thumb.GIF.4e6c2e2fd47721379897124f7a2e8f3e.GIF

Как она работает:
Распайка разъёма XТ1 дана для рации Midland G5, для других раций или телефонов она может быть иной, это можно найти в интернете. Подключаться к выходу на наушники.
Допустим вторая рация сейчас включена на передачу, звуковой сигнал поступает на вход, выпрямляется диодом VD1, и затем поступает на конденсатор C1, который начинает заряжаться. Напряжение с C1 подается на вход оптрона DA1 типа H11L1M, который выполняет две задачи, - гальваническую развязку рации от какого бы то ни было внешнего напряжения, и конвертацию нестабильного напряжения на C1, в нормальные логические уровни, которые можно подавать дальше, на цифровые микросхемы. В какой-то момент напряжение на C1 вырастает настолько, что светодиод внутри оптрона, ток которого ограничивает R1, зажигается, и включает имеющийся на выходе триггер Шмитта. Эту схему можно считать однобитным АЦП.
На выходе оптрона стоит транзистор с открытым коллектором, то есть выход может быть подключен либо к "нулю", либо ни к чему, для формирования логической единицы установлен резистор R2 подтягивающий выход к плюсу. Но теперь выход инвертируется, и для получения единицы во время передачи пришлось добавить простой инвертор на транзисторе VT1, и резисторе R3. Хотя это в принципе не так уж обязательно, просто изменится логика работы.
Полученная логическая единица направляется на D-триггер DD1 на половине ИМС К561ТМ2, собранный по стандартной схеме. Это у нас будет память на  один бит.
При появлении логической единицы на входе, D-триггер сработает, и выставит логическую единицу на выходе (в память запишется единица), которая через ключ VT2 приведет в действие реле К1. И так всё запомнится до тех пор, пока снова не будет нажата кнопка передачи на второй рации, и снова не придет единица на вход триггера. Тогда он выставит на выходе ноль, и реле обесточится. Таким образом одно нажатие кнопки передачи на второй рации включает нагрузку, а второе - отключает.
Реле нужно с катушкой на напряжение 12V постоянного тока, а контакты должны выдерживать необходимые в данном случае напряжение и ток. У меня было применено неизвестное [мне], но достаточно мощное на вид реле, с четырьмя переключающими группами контактов, которое тоже было когда-то давно куплено для забытого проекта. Контакты запараллелены по две группы, для увеличения коммутируемой мощности, и надежности срабатывания. Реле коммутирует нагрузку по двум проводам. Можно было бы запараллелить все четыре, и коммутировать нагрузку по одному проводу. На схеме запараллеленные контакты не показаны. Если нужно работать с очень большими токами, то можно добавить магнитный пускатель. Не исключено что при работе на индуктивную нагрузку может потребоваться схема искрогашения.
Кто-то может спросить, - а почему реле, а не скажем оптосимистор? :) Подключение реле проще организовать, они недороги, и не вносят никаких искажений в коммутируемое напряжение, а это в случае индуктивной нагрузки, такой как например насос или двигатель, или электронных приборов очень важно. Ну а почему именно 12 вольт? Просто потому что такие реле проще найти, хотя схема может работать при напряжении питания от 5 до 15 вольт. Либо можно организовать отдельное питание для реле с другим напряжением. В случае использования автомобильных реле убедится что их контакты могут выдержать то напряжение с которым их планируется использовать.
Перед тем как начать собирать схему, хорошо бы собрать простой тестер как на рис. ниже, схема 1:

radio-rozetka-fine-promez.thumb.GIF.f94209fa2fa12a39981c8182806ecb83.GIF

И с его помощью выяснить что происходит на выходе, и возможно ли вообще использование имеющейся рации таким образом. Светодиод должен загораться один раз за одно нажатие кнопки передачи на второй рации, не зависимо от длительности нажатия на передачу, и наличие или отсутствие фоновых шумов. Если он зажигается несколько раз за одно нажатие, это не годится. Нужно подбирать диод VD1, попробовать установить обычный выпрямительный диод с током не менее 100 mA, или диод Шоттки. Можно попробовать собрать на диодах Шоттки выпрямительный мост. А так же подобрать ёмкость C1, которая должна быть минимально возможная для данного случая. Длительность свечения светодиода после отпускания кнопки передачи не так важна.
Одновременно определить какую громкость установить для приёмной рации, и требуется ли включать Роджер бип, нужно ли шуметь в микрофон, и т.д. Кроме того все рации, даже одной марки, ведут себя немного по-разному. Это может зависеть от качества и уровня заряда питающей батареи и особенностей сборки, качества деталей, срока и условий эксплуатации. После чего добавить оптрон и инвертор на транзисторе VT1, и снова проверить работоспособность, рис. выше, схемы 2 и 3. Если светодиод резко загорается и гаснет один раз за одно нажатие кнопки передачи, то полдела считай сделано, остаётся только добавить триггер и реле.
Если собранная схема работает нестабильно, например реле самопроизвольно включается или отключается, или "дребезжит", то можно добавить по питанию керамические конденсаторы на 0,01 - 0,1 мкф, разместив их около микросхемы триггера. Нестабильность может так же быть при использовании низкокачественного импульсного БП. Тогда добавить по питанию электролит на 470 - 1000 мкф. Или и то и другое вместе, конденсаторов много не бывает. :)
Из-за переходных процессов в момент подачи питания на схему, реле может оказаться как во включенном (у меня так), так и в выключенном состоянии, потому подключая нагрузку необходимо убедиться в каком положении находится реле, и принять соответствующие меры. Для этого служит неоновая лампочка HL1, с гасящим резистором R5. Резистор лучше взять помощнее, на 0,5 - 1 ватт, и сопротивлением 100 - 150 килоом. Можно так же применить любой готовый индикатор сетевого напряжения.
О блоке питания: Тут могут иметь место самые разные варианты, например см. тему про блоки питания. У меня особого блока питания не было, - использовал лабораторный. Но если бы начал делать, то сделал бы обычный БП, с трансформатором, диодным мостом, и "кренкой" на 12 вольт. Можно конечно применить и что-то другое, у кого что есть. БП выбирается так: Больше всего тока у нас потребляет реле, значит подключаем реле к источнику питания, с нормальным для этого реле напряжением, и измеряем потребляемый ток. Наш БП будет должен развивать примерно в два с половиной - три раза больший ток. У моего реле ток около 100 mA, значит БП нужен был бы на 250-300 mA, или больше.
Устройство не предусматривает внешнее питание для рации, оно осуществляется от штатного источника. Потому что это уже вмешательство в схему, и нарушение гальванической развязки. Потому необходимо следить за зарядом аккумуляторов или батареек в рациях, своевременно их заряжать или заменять.  Не забывать выключать после работы. Данная схема не предусматривает управление удалённым оборудованием, за которым нет непосредственного контроля. Включенное устройство нельзя оставлять без надзора, так как легко может произойти ложное срабатывание, например от чужой рации, и подключенная нагрузка может натворить немало бед, или наоборот, не сделать то что должна. В схеме присутствует высокое напряжение, - необходимо соблюдать осторожность при работе.
У меня дома уже были реле, рации, и разная мелочевка. Если покупать всё, то придется затратить до 2000 руб. с рациями, или где-то 300 - 500 руб. без них. Дороже всего обойдется реле и блок питания, возможно корпус. Реле лучше купить с колодкой, это упростит его установку и подключение.
За 2000 рублей конечно можно купить и готовое устройство аналогичного назначения, но по нему вряд ли можно будет еще и разговаривать. :)

Фотография  того что получилось:
3_1.thumb.jpg.a585d122213f5f0dff36763b1f9d1285.jpg
Продолжение следует.

Изменено пользователем Valery
Перезаливка фотографий

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Когда я задумывал это всё, поначалу рассчитывал использовать готовое акустическое (звуковое) реле, которое иногда называют хлопковым, (от слова хлопать). Когда один хлопок в ладоши включает свет, а второй отключает. Такое устройство так же называют акустическим реле с триггером. Логично предположить что если реле срабатывает на звук, то не важно откуда этот звук возьмётся, - непосредственно, или будет передан по рации или телефону.
Таким образом у нас получается модульная конструкция из двух готовых модулей без применения пайки.
Первая и самая простая идея, - разместить рацию и реле в одной коробке, собственно и всё. Но могут мешать внешние звуки, потому лучше подключить рацию к реле непосредственно, с помощью простой схемы сопряжения. Схему сопряжения планировалось разработать в зависимости от схемы звукового реле, типа микрофона, и т.п.
Но дело в том что подходящего реле такого типа, при том не дорого, я как-то поблизости от дома в продаже не нашел, потому и не стал этим пристально заниматься. В основном встречаются реле действующие по другому принципу: акустический датчик плюс таймер, - выдержка времени после "последнего" звука, - что нам не подходит.
Может оказаться так, что  коммутирующим элементом простого звукового реле являются тиристор или симистор, а они, в зависимости от конкретной схемы могут создавать помехи либо по сети, либо по коммутируемому напряжению, т.е. на выходе. Скорее всего такое реле рассчитано только на работу с лампами накаливания, и вряд ли допустима работа на индуктивную нагрузку (реле, мотор, трансформатор и т.п.). Если же на выходе пусть слабое, но реле, то это лучше, его всегда можно усилить другим реле. В общем если кому интересно, можно покопать в эту сторону, в зависимости от типа имеющегося звукового реле.

В  интернете я нашел статью о чем-то похожем, тут рассказывается об аналогичном изделии, и о том как можно собрать многоканальную систему дистанционного управления. Где в качестве радиоканала используются аналогичные рации.

http://www.makeshema.ru/319-radioupravlenie-dlya-raciy.html
 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Насчет предыдущей схемы: как и ожидалось, дальше прототипа дело не пошло, хотя идея в общем вполне рабочая. Просто не хватило сил и желания довести всё до законченного юзабельного устройства. Поскольку нужда в таком аппарате продолжала существовать, поначалу было желание найти какое-то готовое решение. Хотелось приобрести какой-то предельно простой дистанционный выключатель, с управлением по радио от собственного передатчика. Но чего-то такого найти не получилось. Собственно из-за этого я когда-то начал возню с рациями. Имеется много дистанционных выключателей с ИК-управлением для домашнего использования. Есть различные программируемые устройства. Есть даже с Wi-Fi управлением со смартфона. Но понятно что мне всё это не подходило. Мне нужно банально включать и выключать насос. Пришлось опять заниматься сборкой устройства из отдельных модулей, которые как ни странно существуют в большом количестве.

На Алиэкспрессе был выбран модуль, который как раз отвечал всем требованиям, включая цену. Управление - по радиоканалу. В комплекте имеется пульт-передатчик с двумя кнопками On и Off.

dist-1.jpg

Дальность действия (установленная опытным путем) при работе от 12-вольтового аккумулятора не менее 50 метров, что тоже неплохо. Но тут не хватает блока питания, и исполнительного реле. Конечно отдельное реле не особо и нужно, так как в модуле имеется и собственное неплохое реле, но я решил его использовать только для включения внешнего реле, по трём причинам:
- Что бы поберечь от большого тока встроенное реле, замена которого может быть проблематичной.
- Внешнее реле имеет больше контактов, что позволяет коммутировать нагрузку по двум проводам.
- Нежелание заводить на плату модуля высокое напряжение.

Используемое реле НН54Р имеет катушку на 12 вольт, и 4 переключающих группы контактов, каждая на 5А, соединенные параллельно по два, для увеличения надежности срабатывания, и коммутируемого тока. Значит сейчас реле может коммутировать до 10 ампер, что при 220 вольт будет 2,2 киловатта. По-моему предостаточно, хотя что-то сомнение берет. :) Запараллеленные контакты на схеме не показаны. Реле подключается и устанавливается при помощи колодки (панельки).

relay.jpg


При необходимости коммутировать больший ток, в схему можно добавить магнитный пускатель, или еще более мощное реле, или несколько реле соединенных параллельно.

Блок питания тут нужен на 12 вольт, и по крайней мере 0,3-0,5 ампера, всё же желательно не импульсный, а трансформаторный, так как импульсный может создавать помехи, которые могут помешать работе приёмника, и всей схемы. Но у меня использован как раз импульсный. Просто потому что такой БП у меня уже был, и он неплохо устраивался в корпусе. Сравнение дальности приёма при питании от аккумулятора, и от этого БП показало что при использовании этого БП дальность уменьшается примерно на 30%. Но что-то переделывать уже не хочется. В принципе сгодится и столько. Этот БП уже засвечивался в теме о светодиодных лентах, он был куплен для изготовления светодиодной лампочки, но тогда ничего не получилось, и БП остался ждать своего часа.

Все узлы были помещены в электрическую коробку подходящего размера, и закреплены при помощи двустороннего скотча или саморезов. На коробке снаружи размещены розетка для наружной проводки, выключатель питания, и индикатор наличия напряжения на выходе, то есть он показывает состояние реле. Собственно и всё. Ссылка на модуль на Алиэкспрессе - по требованию.

Схема выглядит так:

дист выкл.GIF

Диод VD1 защищает БП и модуль от возможных выбросов в схему высокого напряжения от катушки второго реле при его при коммутации.

Внешний вид аппарата так:

dist.jpgdist-2.jpg

К сожалению потерял половинку корпуса модуля, и пришлось использовать резинку, что бы не вывалилась вся требуха. Позже антенна была выведена наружу. Общая цена не превысила 1000 руб.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Мой предыдущий дистанционный радио выключатель (радиорозетка, радиоуправляемая розетка) при работе показал себя с самой наилучшей стороны. Потому было решено сделать еще один аппарат аналогичной конструкции.

distvykl.thumb.jpg.c3d8f2071d623ed5c06971cba6affa0d.jpg5a94278a0b94e_.GIF.93305d1841160476a1fecd61b6d4d3b5.GIF

Конструкция: Новый аппарат почти повторяет предыдущий, имеет максимальный ток 10 ампер, и работает точно так же, поскольку и задачи не изменились, - дистанционное включение и выключение насоса. Используется идентичный по логике работы одноканальный модуль ДУ управляемый по радио с помощью двухкнопочного пульта-передатчика. Модуль имеет собственное реле, которое усиливается внешним реле установленном на колодке (панельке). Реле с колодкой точно такие же что и в предыдущем аппарате, и описаны выше. Индикатор теперь неоновый, в отличие от прежнего светодиодного. Сетевое питание подаётся двухполюсным выключателем S1 типа KCD4 с подсветкой. Корпус использовался аналогичной конструкции, но побольше размером. Антенна была выпрямлена и выведена из корпуса наружу.

Модуль ДУ:

switch.thumb.jpg.b809ff5a6e41c0f857655c9fe363d5d3.jpg


Имеет внешние отличия от описанного выше. Он гораздо меньше размером, пульт имеет так же две кнопки, только они обозначены не On и Off, как раньше, а А и B. Что и правильно. Было куплено два идентичных модуля, один использован в этом аппарате, второй оставлен в резерве на случай выхода из строя действующих. Если возникнет необходимость, может быть использую его в еще одном аналогичном аппарате.
Подобные модули бывают разных конструкций, но в тех что мне попадались (и в интернете и в реале) всегда можно было найти плату приемника с антенной или без неё, т.н. обучающую кнопку "Learning button" и светодиод. Видимо в предыдущем аппарате модуль был уже настроен, и настраивать его не потребовалось. Но вообще может понадобиться "опознавание" пульта и настройка приемника. Делается это так: нажимая кнопку и наблюдая за светодиодом можно перебирать зашитые в чип приёмника алгоритмы обработки входящих сигналов. Для начала нужно подключить модуль к питанию, и нажимая кнопки на пульте посмотреть, - реагирует ли на них приемник. Если нет - коротко нажать кнопку на приемнике один раз. Нажимая на кнопки пульта убедиться что приемник принимает сигнал, о чем сообщает светодиод, и слышно щелчки реле. Если выбранный алгоритм работы не устраивает, нужно выбрать другой, для чего быстро и коротко нажать кнопку два раза, и снова проверить как приемник реагирует на сигналы с пульта. Если опять не устраивает, - делаем больше нажатий, три, четыре и так далее. Сколько их всего я и сам не знаю, то ли до 6, то ли 7, то ли 8. Я так тупо нажимал, нажимал, пока наконец не получил то что хотел, - одна кнопка пульта включает нагрузку, другая - отключает. Даже не знаю сколько нажатий при этом было сделано, но выполнить такую настройку несложно. Тем более что разным людям понадобятся разные настройки. В разных модулях настройка может происходить так же по-разному, видимо в зависимости от схемотехники. Иногда после видимо не совсем корректной настройки приемник "зависает" и перестает реагировать на команды с пульта. Вывести модуль из зависания можно просто выключив питание. Настройку приемника лучше выполнить до его установки в аппарат, так как потом дотянуться до кнопки может оказаться затруднительно.
Работают такие модули на частоте 433 с чем-то там MHz. Максимальный радиус действия с существующими антеннами - 50 метров. При прямой видимости без серьёзных препятствий возможно и больше. Причем по некоторым сведениям сигнал шифруется, по крайней мере приёмник слушается только того пульта, с которым он настраивался. Пульт от второго модуля игнорируется. Но какие используются протоколы шифрования, это мне неизвестно, да и не особо интересно. Кому это интересно, можно найти более подробную информацию. Насчет  антенн: Антенну в пульте мы конечно заменить вряд ли можем, но вообще следует знать что 433 MHz это примерно 70 сантиметров. Значит антенна должна иметь длину примерно 17, 35, или 70 сантиметров. Специально замерил линейкой, - длина антенны примерно около 17 сантиметров, то есть она настроена на четверть длины волны.

Блок питания: Классический трансформаторный, использованы трансформатор ТП112, 2х15 вольт, 7,2 ватта, диодный мост на диодах 1N4007,  "кренка" на 12 вольт и два конденсатора.  Этот БП при 12 вольтах способен развивать ток примерно до 300 mA. А больше и не надо.

Описанные тут аппараты не имеют обратной связи, то есть подавая команду мы можем судить о её выполнении только по индикатору (для чего он и нужен), либо по тому что включилось или выключилось какое-то подключенное устройство. Отсюда следует что за аппаратом при работе требуется наблюдение. Нельзя подавать команды наобум не глядя. И как любую самоделку его нельзя оставлять без присмотра. После завершения работы всегда нужно выключать аппарат из сети.

Посмотреть видео (24МБ): https://www.dropbox.com/s/t9c4ihw4absss34/radio_dist_rozetka.mp4?dl=0

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Выше я говорил что на всех модулях видел кнопку "Learning button". Всех, да не всех. :) В продаже имеются очень простые и дешевые комплекты радиомодулей передатчик + приёмник. Передатчик известен под названием FS1000A, а приёмник под названием MX-RM-5V. Более подробную информацию по использованию таких модулей можно загуглить. Предназначены они для беспроводной передачи данных при совместной работы с микрокомпьютерами Arduino для беспроводного подключения различных удалённых датчиков, связи между разнесёнными узлами разных устройств, и для других целей. Конечно эти модули можно использовать и совместно с более простыми схемами.
Я купил пять комплектов передатчик + приёмник за 130 рублей. Напряжение питания приёмника - 5 вольт. Приёмник чувствителен к качеству питания. Питание передатчика может находиться в пределах 3-12 вольт, хотя и тут рекомендованное напряжение такое же как у приёмника. Используется частота 433 МHz. Дальность связи может достигать 100 метров. Антенны - отрезки проволоки длиной 17 см.

Эти модули в отличие от описанных выше (тех что с кнопкой "Learning button") не имеют никакой защиты канала связи, потому не исключены ложные срабатывания от других аналогичных передатчиков и разных устройств использующих довольно зашумленную частоту 433 MHz. А таких устройств очень много. Не исключено что в условиях города это устройство будет работать ненадежно.

Как работают эти модули:
Передатчик и приёмник имеют по два контакта питания (+Vcc и общий GND), и один контакт обозначенный "Data", (у приёмника фактически два контакта, но они соединены вместе). Когда на вход Data передатчика подается высокий логический уровень (логическая единица), например если подсоединить его к плюсу питания, такая же единица появится и на выходе Data приёмника. То есть передаётся цифровой последовательный код. И таким образом чередуя нули и единицы можно передавать различную информацию.

Самая простая схема включения модулей, например для их проверки выглядит так:

5ac0d8fdbb0b2_01_fs1000a-.thumb.GIF.e0f67ed7ec8e14085e3be85a912b331a.GIF


Как она работает:

Можно собрать две версии передатчика - при версии 1 питание подаётся непрерывно, а передатчик запускается кнопкой S. При версии 2 передатчик активируется сразу после подачи на него питания. Этот случай более выгоден при питании от батареек.
Так или иначе, когда передатчик начнет передачу сигнала, этот сигнал примет приёмник, который так же выставит на своём выходе Data высокий уровень. Из-за чего зажжется светодиод VD1. Длительность таких посылок невелика, точно назвать время работы затрудняюсь. В моём конкретном случае, при указанной схеме длительность свечения светодиода на глазок около 0,5 сек. не зависимо от длительности нажатия на кнопку.
Видео (25,7 МБ): https://www.dropbox.com/s/ibw95jyn1347u93/Video_FS1000A_01_test.mp4?dl=0

Решил проверить, что можно сделать на этих комплектах. Пока пришло в голову следующее.

Дистанционное управление какой-либо нагрузкой, по типу устройств описанных в предыдущих постах.
Поскольку канал передачи данных не защищен, и вообще нестабилен, большие сомнения что удастся добиться от этого устройства надежной работы, без каких-то схем шумоподавления. Потому я это устройство не собирал, даже на макетках. Теоретически это можно себе представить так:

5ac0da7e8f2c5_02_fs1000a-..thumb.GIF.0c1b1176d10e2bc6a0290debde0893d4.GIF

Передатчик: Схема передатчика показана выше (версия 2). Запитать его можно от трёх круглых батареек АА, или ААА, двух дисковых литиевых элемента последовательно, или от батарейки "Крона". Антенна - 17 сантиметров жесткого медного провода диаметром где-то от 0,5 мм. Антенну можно скрутить в спираль. Возможны так же и другие типы антенн.

Приемник: Антенна приёмника аналогична антенне передатчика. Выход "Data" модуля приемника подключен к триггеру на половине ИМС К561ТМ2. Приход первого сигнала, т.е. при нажатии кнопки на передатчике один раз, - включает триггер, который остаётся в таком положении до тех пор, пока не придёт второй сигнал. Триггер открывает транзистор BD139 (аналог КТ815Г), который включает реле. Общее напряжение питания выбрано 12 вольт, потому что реле на такое напряжение распространены и их нетрудно найти, хотя это напряжение может быть и другим в разумных пределах. Модуль и триггер питаются отдельно от стабилизатора на 5 вольт. У меня это стабилизатор для макетных плат, а вообще можно использовать например ИМС 78L05. Реле питается непосредственно от источника питания. Одно нажатие кнопки на пульте включает нагрузку, второе - отключает.

Оповещатель (бипер). Схема так же из раздела "теоретических".

Передатчик: Схема передатчика показана выше (версия 2).
Приёмник: На выходе Data висит ключевой транзистор, который подает питание на зуммер и красный светодиод. Для односторонней передачи это в общем и всё. Для двусторонней связи понадобятся два передатчика и два приёмника. И кнопка "передача" как в обычной рации. Эта кнопка должна иметь две переключающих группы контактов, которые будут переключать антенну и питание между приемником и передатчиком. Для питания лучше взять батарейку "Крона", но на приёмник напряжение подавать через ИМС 78L05, или какой-то другой стабилизатор на 5 вольт. А зуммер и светодиод можно запитать непосредственно от батарейки. Светодиод VD1 является индикатором наличия питания, которое подается выключателем S2.
Полная схема одного оповещателя может выглядеть примерно так:

5ac0dacc574ca_03_fs1000a-.thumb.GIF.bc10ba805d3ff0d89739bf6f9ccb1547.GIF

!!! На схеме неправильно указана (перепутана) полярность зуммера.

Как я выше уже говорил, - длительность сигнала при одиночном нажатии кнопки передачи будет невелика. Потому для подачи длительного сигнала придется нажимать кнопку передачи несколько раз. Видео я не снимал, потому что зуммера у меня нет, а с одним светодиодом всё выглядит точно так же как в "тестировочной" схеме (первое видео).

Телеграфная рация: (Я знаю что это устройство не является телеграфной рацией в строгом смысле этого слова). Назначение - игрушка, либо еще одна версия бипера, но способная передавать сигналы произвольной длительности.

Передатчик: Прямоугольные импульсы (меандр) амплитудой близкие к напряжению питания и частотой примерно 1 Кгц, от генератора на NE555 через ключ S1 поступают на вход Data передатчика. При не нажатом ключе передатчик ничего не излучает. При нажатии ключа он начинает передавать несущую 433 мгц промодулированную частотой генератора. Модуляция - что-то вроде АМ. Передача будет идти до тех пор, пока не будет отпущен ключ S1. Таким образом ключом S1 можно совершать телеграфные манипуляции.

5ac0daff8a55c_04_fs1000a.thumb.GIF.36e26af5e36d61956df2d5817a9ce77a.GIF

Приёмник: На выходе Data установлен ключевой транзистор, который коммутирует динамик BA1, из которого будут слышны сигналы передатчика. Для питания приёмника нужно будет обеспечить напряжение 5 вольт.

5ac0db370da06_05_fs1000a.GIF.9ab2b6cc0fab6acc435bd78f49b660fb.GIF

При желании сделать законченное двустороннее устройство, - схема коммутации будет такая же как и у бипера. Только вместо кнопки "прием\передача" лучше использовать тумблер или кнопку с фиксацией.

Видео (31 МБ): https://www.dropbox.com/s/8y1po7s1cun2rye/Video_FS1000A_02_telegraph.mp4?dl=0

Рация:
ТЗ было такое: Установить возможность передачи звука при помощи комплекта FS1000A & MX-RM-5V с достаточным качеством, без лишей зауми, и уж конечно без всяких там Ардуинов и микроконтроллеров. Не допускается каких-либо переделок самих модулей. Приём должен идти на штатный модуль приёмника. Как не трудно догадаться эта схема является развитием схемы телеграфной рации, где так же происходит передача звуковой частоты. Эксперименты показали что так сделать можно. Сразу скажу, - работает это всё хреново, но тем не менее работает. Схема получилась сырая, но если покопаться в этом направлении, если её малость додумать и доработать, то можно сделать что-то вполне достойное. Я так предполагаю, что если телеграфная рация передаёт звук вполне хорошо, то тут проблемы не с передатчиком, а с усилителем.

Передатчик: На ИМС DA1 типа LM386 собран микрофонный усилитель. Эта схема классическая и в ней нет ничего особенного. Микрофон - электретный цилиндрический с двумя выводами. Усиленный сигнал звуковой частоты подаётся на схему собранную на DA2 типа NE555. Эта схема преобразует синусоидальный сигнал в прямоугольный, но такой же частоты. То есть тут получается сигнал уже "понятный" для передатчика, с амплитудой близкой к напряжению питания. На выходе получается модуляция очень близкая к АМ. Передатчик питается непосредственно от батареи "Крона" напряжением 9V.

5ac0dc667b089_06_fs1000a-().thumb.GIF.ec3a4c42f17c8529c4682d44392d95c7.GIF

Приемник: Аналогичен приёмнику для телеграфной рации.

Видео (65 МБ): https://www.dropbox.com/s/boimwlls74bozx5/Video_FS1000A_03_raziya.mp4?dl=0

Собственно мне всё тут описанное не нужно, и собирать какие бы то ни было законченные устройства изначально задачи не стояло. Занялся я всем этим из желания посмотреть что получится, и получится ли что-то вообще.
Собрано всё было только на макетных платах, при чем макетных плат у меня не так много, и часто для того что бы что-то собрать, приходилось что-то разбирать, что бы освободить плату. Так что всех устройств одновременно у меня не было. Для питания передатчиков во всех случаях использовалась батарейка "Крона", для приёмников - стабилизатор для макетных плат.

Изучение сигналов передатчиков при помощи SDR приёмника:
На первых двух видео - исследование работы "чистого" передатчика (см. выше версия 1), и передатчика для "голосовой" рации. При съёмке у меня произошел небольшой фейл, - долго не мог поймать сигнал от передатчика для рации, да и программа SDRSharp что-то подвисла. Остановил съёмку, думал вырежу некоторые моменты, потом передумал и выложил как есть, потому и видео из двух частей. Эта съёмка была сделана спонтанно, без какой бы то ни было подготовки или репетиции, так что я и сам не знал как оно всё будет происходить. Тут есть конечно некоторые вопросы, на которые я и сам не знаю как ответить. Например почему частота у отдельного передатчика болталась в широких пределах, а у собранного в схему для рации держалась стабильно, хотя немного "уехала". Так же непонятно почему запаздывает сигнал "голосовой" рации, и где он в это время бывает. :) Хотя это можно свалить на лаги SDR приёмника и его софта.
Видео 1 (57 МБ): https://www.dropbox.com/s/vbl5nbjrg7pms3x/Video_FS1000A_04_SDR_01.mp4?dl=0
Видео 2 (37 МБ): https://www.dropbox.com/s/ljwv2lscd6abuc7/Video_FS1000A_05_SDR_02.mp4?dl=0

Просмотр на SDR приемнике сигналов телеграфного передатчика:
Видео (66 МБ): https://www.dropbox.com/s/nqg7323ma7yh4dr/Video_FS1000A_06_SDR_03.mp4?dl=0

Изменено пользователем Valery

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Небольшой обзор по комплекту модулей дистанционного управления известным под названиями RX480R_4CH (приёмник), и TX118S-4 V1 (передатчик). Делаю я этот обзор в связи с тем, что есть желание в будущем использовать эти модули в более крупных устройствах, и что бы потом можно было на этом не останавливаться, а просто сослаться на этот пост. Цена одного комплекта находится примерно в диапазоне 200-300 рублей. Дальность действия этих модулей в общем такая же, как и у всех описанных выше. 50 метров - уверенная связь. При прямой видимости без серьёзных препятствий - больше. Канал передачи данных защищенный. Частота всё та же - 433 МГц. Скорее всего это диапазон гражданской связи LPD. Модули имеют четыре независимых канала, которые можно задействовать как вместе так и раздельно в любом порядке.
Общий вид: слева - передатчик, справа - приёмник.

transmitter.jpg.eccdcdf0d562dd2ae48bf4fed7186cb4.jpgreciever.jpg.cf50ff072b9e7249d506fbe450d66768.jpg

Передатчик: Собирается по следующей схеме:

2145462316_TX118S-4V1.GIF.30beff6e2e0efdedea0a7189cd33ccca.GIF

Показан вариант с питанием от трёх элементов АА, или ААА. При желании можно добавить какой-то выключатель по плюсу питания.
По заявлениям продавцов напряжение питания лежит в пределах 3-30 вольт, но отзывы говорят что это не так, и слишком завышать напряжение не следует. Я бы рекомендовал подавать напряжение в пределах 3-5 вольт. Я испытывал передатчик с одним литиевым аккумулятором (3,7 вольта), и тремя круглыми батарейками (4,5 вольт). При указанных источниках передатчик работает нормально. Предполагаю что напряжение может быть и выше, но это на свой страх и риск.
Передатчик имеет семь контактов, - "Ant" для подключения антенны; 1,2,3,4 - входы данных от кнопок (или от какой-то внешней схемы). Можно обратить внимание что на эти входы нужно подавать логические нули (соединять с минусом). А так же выводы + и - (общий) для подачи питания. Антенна передатчика аналогична антенне приёмника с теми же рекомендациями (см. ниже).
Этот передатчик совместим с покупными пультами - передатчиками на 433 МГц аналогичным описанным выше, но имеющими 4 кнопки. Цена такого передатчика может быть в пределах 150-400 рублей. Так что делать передатчик на основе указанного модуля ИМХО имеет смысл только тогда, когда нет "фирменного" пульта, но есть этот модуль. Либо передатчик является частью какой-то большой схемы. Либо если ему требуется какой-то особенный корпус.
Я уже испытывал данный модуль на макетной плате, работает он нормально. Но сейчас я не буду его использовать, потому что у меня есть покупные пульты, с которыми приёмник тоже работает вполне корректно. Да и делать самодельный передатчик в законченном виде пока не планирую.

Приёмник: Тестировочная схема включения приёмника для проверки и настройки. На выходы подключены светодиоды для визуализации работы приёмника:

1498011238_RX480R_4CHV4.GIF.df0092efd1ef3bdd7816939afed28413.GIF

Отличие данного модуля от всех описанных выше в том, что этот модуль не имеет каких-либо силовых цепей, будь то реле, или блок (стабилизатор) питания. Приёмник требует напряжения 5 вольт. Может быть будет работать и при других напряжениях, но я это не проверял. Любые проверки - на свой страх и риск. Питание должно быть хорошего качества, использование импульсных БП или стабилизаторов нежелательно.
На плате так же имеется "обучающая кнопка", которая позволяет выбрать один из семи зашитых алгоритмов обработки сигнала. То есть как приёмник будет обрабатывать входящие сигналы. Антенна подключается к точке на плате обозначенной "Ant", делается она из изолированной проволоки длиной 17 или 35 сантиметров. Антенну можно свернуть в спираль, но если есть требования к дальности, лучше что бы она была прямая, и расположена подальше от проводящих элементов и конструкций.
Всего имеется семь внешних выводов: + питания; - питания (общий); D0; D1; D2; D3 - четыре выхода данных, и вывод VT - вывод наружу обучающей кнопки. У меня он не используется. При появлении сигнала от передатчика, приёмник выставляет на выходах логические единицы, согласно тому какие команды пришли от передатчика, и как он сам был настроен. Логические единицы с выходов можно подать на схему дальнейшей обработки сигналов, в частности на КМОП-микросхемах или транзисторах. Используя различные внешние схемы можно получить разнообразные дополнительные свойства, и тем самым организовать дистанционное управление очень многими устройствами.

Как работает комплект: При появлении логического нуля на одном или нескольких входах передатчика, на соответствующих выходах приёмника появятся логические единицы. Будут ли входы 1,2,3,4 точно соответствовать выходам D0,D1,D2,D3 однозначно сказать затрудняюсь. Хоть у меня и соответствовали, но это нужно будет проверить и установить конкретно для своих модулей, при их испытании и настройке перед установкой в какую-то схему. И подключить приёмник так, как это будет нужно, учитывая его особенности, либо особенности передатчика.

Настройка приёмника: Как я уже говорил в приёмник зашиты семь алгоритмов обработки сигнала (1-7 нажатий Learning bitton), и восьмая команда полного сброса (8 нажатий).
Порядок настройки следующий: Собрать схему приёмника на макетной плате, приготовить тот самый пульт, с которым в дальнейшем будет работать данный приёмник. Приёмник можно настроить на несколько пультов, не уверен точно, но вроде как до восьми штук.
Если приёмник уже где-то использовался, то полезно сделать полный сброс, для чего нажать Learning button 8 раз. Светодиод на модуле некоторое время помигает и погаснет. Память сброшена, теперь приёмник не будет реагировать ни на один передатчик.
Далее необходимо нажать Learning button столько раз, сколько это будет необходимо, и сразу нажать несколько кнопок на том передатчике, с которым планируется дальнейшая работа. Передатчик "пропишется" в память приёмника, и далее приёмник будет реагировать только на его сигналы. При желании "прописать" второй передатчик, снова нажимаем Learning button нужное количество раз, и затем кнопки на пульте. Только делать полный сброс уже не нужно.
Имеет ли значение какие именно кнопки нажимаются в данном конкретном устройстве сказать не могу. Но вообще в подобных устройствах - да. По крайней мере в тех модулях которые описаны выше, это было важно. Экспериментов я не проводил, и всегда нажимал на покупных пультах последовательно кнопки A,B,C,D, при нажатии C пульт уже определялся, и прёмник начинал работать примерно так как мне было нужно, все остальные тонкости показаны на видео.

1. Обзор модулей и покупных пультов 30МБ: https://www.dropbox.com/s/g4pv93rzb8ovtg5/RC_Contr_4Ch_part1.mp4?dl=0
1. Перебор зашитых алгоритмов 79МБ: https://www.dropbox.com/s/2489hmio4a4nz83/RC_Contr_4Ch_part2.mp4?dl=0
2. "Привязывание" к приёмнику нескольких пультов 25 МБ: https://www.dropbox.com/s/er5qo42ofl3607g/RC_Contr_4Ch_part3.mp4?dl=0

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Этот пост частично перекликается с этим, и следующим за ним постом, и в какой-то мере является их продолжением. Но поскольку тут используется модуль ДУ, а к блокам питания тут отношение отдалённое, пост был размещен в этой теме.
Всё что написано ниже на данный момент существует только на макетной плате, и не было собрано в виде какого-то готового законченного изделия, хотя бы потому что на данный момент в нем нет нужды. Всё это сделано для того что бы установить возможность подружить модуль ШИМ под названием XY-LPWM (описан по ссылке) с модулем приёмника дистанционного управления под названием RX480R_4CH V4 (описан выше).
Цель эксперимента - дистанционное радиоуправление каким-либо устройством методом ШИМ. Естественно это должно быть устройство которое допускает такое питание.

Ранее я собрал схему:

738678062_.thumb.GIF.3de638ca96d98e587165664244e4c045.GIF

Где был подключен довольно мощный электродвигатель постоянного тока с воздушным винтом, который работал от напряжения 42 вольта. Схема это вполне рабочая, и работала настолько хорошо, что двигатель улетел и поцарапал мне монитор. Потому возвращаться к этой схеме нет никакого желания. Ниже приводится более безопасная схема с автомобильной лампочкой накаливания на 21 ватт 12 вольт, которая и была собрана в этот раз. Схема питается от 12 вольтового аккумулятора, приёмник ДУ через стабилизатор для макетных плат на 5 вольт, а вся остальная схема - напрямую.

1155124180_.thumb.GIF.9d69a1f9eba44cd3c145217bcb12fc3f.GIF

Используя разные ключи, и разные напряжения питания, и немного переделав схему так же можно подключить и другие устройства.

Используемый комплект ДУ является четырехканальным, но используются только два канала для управления ШИМ, а два остаются свободными. Хотя свободные выходы можно задействовать для управления частотой, правда не вижу в этом особого смысла. Либо, используя два модуля, или один модуль с двумя каналами, можно сделать радиоуправление по двум независимым каналам. Например для управления оборотами двух двигателей, яркостью двух лампочек, или для чего-то еще.

Как это работает: Управляющие кнопки ШИМ- модуля подключены таким образом, что при их нажатии они подают на внутреннюю схему логические нули, то есть просто закорачивают некий провод от микросхемы на массу. А это можно сделать и при помощи внешнего транзистора (VT1, VT2). Единица поступившая с приёмника откроет транзистор, который закоротит кнопку точно так же, как если бы она была нажата. Как подключить внешние транзисторы показано на схеме. Управление ступенчатое, но поскольку ступеней 100 (0-100%), то можно считать что управление яркостью (оборотами и т.п.) происходит плавно.

Настройка модуля ШИМ: Сводится к установке наиболее желательной для нагрузки частоты, так как скважность всё равно будет изменяться. В моём случае для лампочки накаливания выбрана частота 500 Гц.

Настройка приёмника описана выше. Выбран режим "1", вызываемый одним нажатием Learning button. Время подачи команды будет равно времени нажатия на кнопку + примерно 0,5 - 1 сек. От того наблюдается некоторая заторможенность ДУ, которое снимает сигнал с запаздыванием. Это конечно неудобно, но придётся смириться с этим, - отпускать кнопку не тогда, когда достигнута нужная яркость лампочки (обороты двигателя и т.п.), а чуть раньше. Привыкнуть к этому можно довольно быстро, да и запаздывание не особо велико. Так же найдутся и другие минусы. Как и устройства описанные выше, данный регулятор не имеет обратной связи, и потому необходим визуальный контроль за работой нагрузки.

Видео (43 МБ): https://www.dropbox.com/s/u1c6glbjwlxfnfc/RC_contr%2BPWM_regulator.mp4?dl=0

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Очередная схема, в которой используется описанный выше модуль дистанционного управления RX480R_4CH V4. На этот раз это управление реверсом двигателя постоянного тока. Сразу скажу - я знаю что существуют схемы так называемых H-мостов, на транзисторах, либо даже на специализированных микросхемах. Но я решил пойти другим путем, используя электромагнитное реле. Этот вариант мне показался более простым и дешевым, и к тому же безопасным и экономичным.
Используется всё те же модуль приёмника и покупной пульт ДУ, на четыре команды. Так же как и в предыдущей схемы используются только два канала, - А и B.

При тестировании данной схемы использовались два режима:
Без фиксации: После подачи питания на схему, или если не нажата ни одна кнопка, двигатель не работает. Его вал начнет вращение тогда, когда на пульте будет нажата кнопка А (в одну сторону), или B (в другую сторону). После того как кнопка будет отпущена двигатель остановится.
Если нажать две кнопки (А и B) одновременно, то двигатель будет вращаться в ту сторону, в которую вращался бы при нажатии кнопки B. Это конечно недоработка, но она не приводит ни к каким необратимым отказам и поломкам, как это было бы при использовании H-моста. Этот баг можно починить, но придётся усложнить схему. Приёмник настроен на режим "1", вызываемый одиночным нажатием Learning button.
С фиксацией: После подачи питания на схему, или если не нажата ни одна кнопка, двигатель не работает.  После нажатия кнопок А или B двигатель начнет непрерывное вращение в некоторую сторону, до тех пор пока не будет нажата кнопка меняющая направление вращение на противоположное. Теперь двигатель будет вращаться в другую сторону. Для того что бы остановить двигатель, нужно одновременно нажать две любые кнопки. Приёмник настроен на режим "3", вызываемый тремя нажатиями на Learning button.
Можно конечно выбрать и другие режимы, получая иные результаты.

Схема:

172334707_.thumb.GIF.6dccf6341ea31b62850adc7079fa59bd.GIF

Как она работает:
Предположим на пульте нажата кнопка A, при этом на выходе приёмника D0 появится логическая единица, которая через диод VD1 пройдёт на базу транзистора VT1. Транзистор откроется, и через нормально замкнутые контакты реле K1 подаст питание на двигатель, который начнет вращаться, предположим влево. После отпускания кнопки на пульте при режиме 1 двигатель остановится, а при режиме 3 - продолжит вращение в выбранном направлении.

Предположим на пульте нажата кнопка B, при этом на выходе приёмника D1 появится логическая единица, которая через диоды VD2 и VD3 пройдет на базы транзисторов VT1 и VT2, которые откроются, и первый как и раньше подаст питание на двигатель, а второй подаст питание на реле, которое одновременно своими контактами перекинет полярность напряжения подаваемого на двигатель. Двигатель начнет вращаться в противоположную сторону, предположим вправо. После отпускания кнопки на пульте при режиме 1 двигатель остановится, а при режиме 3 - продолжит вращение в выбранном направлении. Некоторые реле могут иметь задержку по срабатыванию, тогда двигатель сперва "дернется" влево, но потом всё равно поменяет направление вращения.

Указанная схема это просто прототип, который пока ни к чему не приспособлен. Разве что для рулевого управления какой-либо радиоуправляемой игрушкой. В принципе после некоторой доработки схему можно приспособить для управления моторами переменного напряжения, например для открытия/ закрытия ворот, подъёма/ спуска штор, и т.д. и т.п.

Видео 40 МБ: https://www.dropbox.com/s/27y9a7rzx4pcm48/RC_contr_reverse_DC motor.mp4?dl=0

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

×