Простая схема ду на ик лучах. Схема дистанционного управления устройствами. Модули с инфракрасным управлением

Приемник ИК — команд пульта дистанционного управления для управления бытовой техникой может быть легко сделан с применением десятичного счетчика CD4017, таймера NE555 и инфракрасного приемника TSOP1738.

Используя эту схема ИК приемника, можно с легкостью управлять своей бытовой техникой с помощью пульта от телевизора, DVD-плеера или же с помощью схемы ПДУ описанного в конце статьи.

Схема ИК приемника для дистанционного управления

Выводы 1 и 2 ик-приемника TSOP1738 используются для его питания. Резистор R1 и конденсатор C1 предназначены для стабильной работы и подавления различных помех по цепи питания.

Когда ИК лучи на частоте 38 кГц падает на ИК-приемник TSOP1738, на его выходе 3 появляется низкий уровень напряжения, при исчезновении ик-лучей вновь появляется высокий уровень. Этот отрицательный импульс усиливается транзистором Q1, который передает усиленный частотный сигнал на вход десятичного счетчика CD4017. Выводы счетчика 16 и 8 предназначены для питания его. Вывод 13 подключен к земле, разрешая тем самым его работу.

Выход Q2 (4 контакт) подключен к выводу сброса (15 контакт), чтобы сделать работу CD4017 в режиме бистабильного мультивибратора. В время первого импульса на Q0 появляется лог1, второй синхросигнал вызывает появление лог1 на Q1 (Q0 становится низким), а на третий сигнал опять выводит на Q0 лог 1 (Q2 подключен к MR, поэтому третий тактовый сигнал сбрасывает счетчик).

Давайте предположим, счетчик совершил сброс (Q0 высокий уровень, а остальные низкий). При нажатии на кнопку ПДУ, тактовый сигнал воздействует на счетчик, что приводит к появлению высокого уровня на Q1. Таким образом, LED D1 светится, транзистор Q2 включается и активируется реле.

Когда вновь нажимают кнопку ПДУ, на выводе Q0 появляется лог 1, реле отключается и LED D2 загорается. LED D1 указывает, когда прибор включен и LED D2 указывает, когда прибор выключен.

Вы можете использовать свой пульт от телевизора для управления или собрать отдельный на по приведенной ниже схеме.

Собрав JDM программатор, приступаем к поискам какой-либо несложной для повторения схемы. Довольно часто это бывают банальные мигалки на светодиоде или часы на LED индикаторах, но первый вариант практического применения почти не имеет, а второй нередко не подходит не потому, что нежелателен, а потому, что радиолюбитель, особенно начинающий или проживающий в глубинке, не всегда располагает нужными компонентами (например, кварцевым резонатором или LED индикаторми).

Фотодатчик TSOP1738 был заменён мной на TSOP1736, но можно поэкспериментировать и с аналогичными деталями, снятыми с неисправной аппаратуры.

Микроконтроллеры, указанные в схеме, прошиваются разными прошивками - оба варианта прошивок можно скачать с упомянутого выше сайта.

Реле можно использовать любое на напряжение обмотки 12 вольт.

Немного об остальных деталях, поскольку на схеме номиналы некоторых из них читаются не очень хорошо:
C1 - 220 мкФ 25 В;
C2 - 220 мкФ, не менее 10 В;
C3 - 0,1 мкФ (тут в схему автора вкралась опечатка - следующий конденсатор, электролитический, должен иметь порядковый номер 4);
C4 - 4,7 мкФ 10 В;
R1 - 330 Ом;
R2 - 1K;
R3 - 4,7 K;
Т1 - BC547, КТ315 или другие аналогичные транзисторы структуры N-P-N;
LED - светодиод любого типа и понравившегося цвета;
D1 - 1N4148, 1N4007 или аналоги;
Кнопка - без фиксации.
Стабилизатор - любой на 5 вольт.

В данной статье приводится схема устройства для дистанционного управления освещением. Данный прибор очень удобен, поскольку позволяет управлять, например, освещением в комнате не вставая с кресла. Наличие контроллера позволяет использовать для управления ИК-протокол RC5 и любые комбинации кнопок ПДУ.

Устройство состоит из бестрансформаторного блока питания, микроконтроллера, ИК приёмника. Силовая часть выполнена на реле. Мозгом всей конструкции является микроконтроллер PIC12F675. Он считывает принимаемый фотоприёмником TSOP1736 ИК-сигнал, декодирует его и управляет через транзистор VT1 реле Р1, которое в свою очередь коммутирует источник света. Выбор типа реле зависит от мощности нагрузки и напряжения его питания. В качестве VD2 можно применить КД208. Для индикации работы используется маломощный светодиод HL1 c токоограничивающим резистором R2. Номинал резистора R2 рассчитывается исходя из падения напряжения на HL1 и рабочего тока. Опять же, исходя из минимизации энергопотребления, был взят резистор номиналом побольше. SB1 — малогабаритная кнопка. Она необходима для записи ИК команды в память контроллера любой не используемой кнопки ИК пульта и индикации включения ламп.

После монтажа схемы печатную плату необходимо обязательно промыть спиртом и высушить. Не вставляя контроллера в панель, проверяют необходимые напряжения питания. Если все нормально, снимают напряжение и вставляют ранее запрограммированный микроконтроллер. Снова подают напряжение питания и нажимают на кнопку SB1, схема готова к приему ИК кода. Далее нажимают на любую неиспользуемую кнопку пульта, должен засветиться светодиод HL1 (команда принята и дешифрирована) и сразу же опять нажимаем на SB1 – код команды записан в память контроллера. Промежуток между включением светодиода и нажатие кнопки для записи кода должен быть небольшим. Все. Теперь, при нажатий выбранной вами кнопки, должен будет включаться и выключаться свет.

Внимание! Поскольку в схеме использован бестрансформаторный блок питания, то прикосновение к любой части схемы может вызвать поражение электрическим током. Все подключения можно проводить, только убедившись, что оба питающих провода отключены от устройства.

Среди устройств, предназначенных для дистанционного управления и контроля, устройства, использующие инфракрасное (ИК) излучение, занимают давнее и почетное место.

Например, первые пульты дистанционного управления на инфракрасных лучах появились в 1974 году благодаря фирмам Grundig и Magnavox, которые выпустили первый телевизор, оснащенный таким управлением. Датчики, использующие ИК-излучение, широко используются в автоматике.

Основным преимуществом устройств управления на ИК-лучах является их низкая чувствительность к электромагнитным помехам, а также то, что эти устройства сами не создают помех другим электронным устройствам. Как правило, ИК дистанционное управление ограничивается жилым или производственным помещением, а излучатель и приемник ИК излучения должны находиться в прямой видимости и быть направленными друг на друга.

Эти свойства определяют основную сферу применения рассматриваемых устройств – дистанционные управление бытовыми приборами и устройствами автоматики на небольших расстояниях, а также там, где требуется бесконтактное обнаружение пересечения линии прямолинейного распространения излучения.

Даже на заре своего возникновения устройства на ИК лучах были весьма просты в разработке и применении, в настоящее же время при использовании современной электронной базы такие устройства стали еще проще и надежнее. Как нетрудно заметить, даже мобильные телефоны и смартфоны оснащаются ИК-портом для связи и управления бытовой техникой по ИК-каналу, несмотря на широкое применение беспроводных технологий, таких как Bluetooth и Wi-Fi.

Компания Мастер Кит предлагает несколько модулей, работающих с использованием ИК-излучения, предназначенных для применения в проектах DIY.

Рассмотрим три устройства разной степени сложности и назначения. Для удобства основные характеристики всех устройств сведены в таблицу, расположенную в конце обзора.

1. Инфракрасный барьер предназначен для применения в качестве датчика охранных систем, при спортивных соревнованиях в качестве фотофиниша, а также для дистанционного управления устройствами автоматики на расстоянии до 50 метров.

Устройство состоит из двух модулей – передатчика и приемника. Передатчик собран на сдвоенном интегральном таймере NE556 и формирует прямоугольные импульсы с заполнением частотой 36 кГц. Таймер имеет достаточно мощный токовый выход для того, чтобы непосредственно управлять подключенными к нему инфракрасными светодиодами.

Одиночным аналогом NE556 является знаменитый интегральный таймер NE555, который вот уже много десятков лет верой и правдой служит целой армии радиолюбителей для разработки электронных устройств. Изучить таймер на примерах 20 электронных схем, разработанных на основе этого таймера, можно с помощью набора-конструктора «Классика схемотехники» их серии Азбука электронщика. При сборке схем даже не потребуется паяльник; все они собираются на беспаечной макетной плате.

Излученный сигнал принимается приемником, основой которого является специализированная микросхема, детектируется пиковым детектором и поступает на усилитель тока на транзисторе, к которому подключено реле, позволяющее коммутировать ток до 10А.

Инфракрасный барьер, несмотря на простоту, является достаточно чувствительным устройством, и позволяет работать как на «просвет», так и на «отражение» и требует изготовления бленд для передатчика и приемника, устраняющих влияние переотраженных сигналов.

Пример применения инфракрасного барьера совместно с набором «Цифровая лаборатория» из уже упомянутой серии Азбука электронщика можно посмотреть .

1. – это выключатель освещения с управлением от любого пульта дистанционного управления на инфракрасных лучах.

Модуль позволяет управлять освещением или другими электроприборами, используя любую кнопку пульта ДУ.

Как правило, на каждом пульте ДУ есть редко используемые или вовсе не используемые кнопки. Применив этот выключатель, вы сможете включать и выключать люстру, вентилятор и т.п. с того же пульта ДУ, с которого вы управляете телевизором или музыкальным центром.

При подаче питания модуль в течение 10 секунд «ждет» получения сигнала, соответствующего выбранной кнопке пульта, и по истечению этого времени «запоминает» нажатую кнопку. После этого для срабатывания реле модуля достаточно один раз нажать эту кнопку, при повторном нажатии реле выключится. Таким образом, реализуется режим управления типа «триггер». Модуль остается запрограммированным даже при отключении его питания.

Следует отметить, что модуль «помнит» свое последнее состояние при отключении питания.

В устройстве предусмотрен режим автоматического отключения нагрузки примерно через 12 часов после ее включения на случай, если нагрузку забыли выключить.

Реле модуля может коммутировать мощность до 1500 Вт.

1. Комплект беспроводного управления по ИК-каналу имеет собственный пульт ДУ с 4-мя кнопками и 4 канала управления по 2000 Вт каждый.

Каждый из 4-х каналов дистанционного управления работает в режиме «кнопка», т.е. реле канала замкнуто, пока нажата соответствующая кнопка на пульте ДУ.

С помощью модуля можно организовать реверсивное управление двумя коллекторными электродвигателями, поскольку каждое реле имеет один нормально замкнутый (NC) и один нормально разомкнутый (NO) контакты с общим проводом.

Для удобства использования каждый канал оснащен светодиодом, индицирующим включение реле.

Пульт комплекта питается от элемента CR2032.

Управление нагрузкой с большей мощностью для всех рассмотренных устройств можно осуществить с помощью модулей расширения:

До 4000 Вт: подойдет модуль расширения ;

До 8000 Вт: подойдет модуль расширения .

Модули с инфракрасным управлением

Описываемый ниже светорегулятор предназначен для использования с лампами накаливания. Управляют им с помощью пульта дистанционного управления (ПДУ) от любой бытовой аппаратуры (телевизор, видеопроигрыватель и т. д.). Устройство может быть полезно людям с ограниченными возможностями передвижения или просто людям, ценящим комфорт. Кроме того, регулятор позволяет экономить электроэнергию за счёт более разумного и оправданного использования освещения. Несмотря на то что идея использовать ПДУ для управления освещением явно не нова и подобных устройств разработано немало, найти в радиолюбительской литературе и Интернете подходящее для повторения не удалось. В результате было собрано устройство, схема которого представлена на рис. 1.

Предлагаемый светорегулятор выполнен на доступной элементной базе, хорошо повторяется (изготовлено несколько экземпляров) и собранный без ошибок в монтаже начинает работать сразу. Отмечена чёткая, уверенная, без сбоев и ложных самопроизвольных срабатываний работа регулятора. Функцию коммутирующего элемента в нём выполняет микросхема фазового регулятора мощности КР1182ПМ1, что делает возможным плавное переключение света, защищая нить накаливания лампы от преждевременного перегорания.

Регулятор работает следующим образом. При нажатии на любую кнопку ПДУ излучаемый ИК-сигнал принимается фотоприёмником В1. На его выходе (вывод 3) появляются пачки импульсов низкого уровня напряжения, которые через ограничивающий резистор R1 поступают на вход одновибратора, выполненного на микросхеме DA1, и запускают его. На выходе DA1 (вывод 3) формируется прямоугольный импульс положительной полярности, длительность которого зависит от сопротивления резистора R3 и ёмкости конденсатора С2 . Импульс приходит на тактовый вход (вывод 14) счётчика-дешифратора DD1 и устанавливает на его выходе 1 (вывод 2) высокий уровень. Через диод VD1 он поступает на вывод 6 микросхемы DA2, и осветительная лампа EL1 загорается в полный накал.

При следующем нажатии на кнопку ПДУ высокий уровень с выхода 1 DD1 переходит на выход 2 (вывод 4), и на вывод 6 DA2 поступает напряжение с делителя, образованного резисторами R4 и R8. Яркость лампы уменьшается. Дальнейшие нажатия на кнопку приводят к тому, что высокий уровень последовательно появляется на выходах 3, 4, 5 (соответственно выводы 7, 10, 1), в делитель напряжения, поступающего на вывод 6 DA2, включаются резисторы R5, R6, R7, и яркость лампы ещё более понижается. Когда же высокий уровень появляется на выходе 6 (вывод 5), который соединён с входом R (вывод 15), счётчик устанавливается в нулевое состояние, в котором напряжение на всех его выходах имеет низкий уровень. Лампа гаснет. Далее всё повторяется.

Цепь R2C1 введена для повышения стабильности работы устройства. Диоды VD1-VD5 играют роль разделительных. Элементы VD6-VD10, R9, R10 и конденсаторы C4, C5 образуют источник питания устройства. Интегральный стабилизатор DA3 стабилизирует напряжение питания фотоприёмника B1.

Регулятор собран на печатной плате (рис. 2) из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Все резисторы и диоды установлены перпендикулярно плате (элементы цепей VD2R4-VD5R7, R9R10 впаяны в плату одним выводом, вторые соединены друг с другом). Фотоприёмник B1 установлен над корпусом таймера DA1, для чего его выводы согнуты под прямым углом. К электросети и нагрузке плата подключена через соединительную колодку с винтовыми зажимами. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3.

Возможная замена микросхемы КР1006ВИ1 - таймеры 555 с различными буквенными индексами (NE, LM и др.), интегрального стабилизатора L78L05 - отечественный КР1157ЕН502А и др. с выходным напряжением 5 В. Диоды VD1-VD5 - любые маломощные, VD6-VD9 -1N4004-1N4007, КД209А, КД209В и др. с обратным напряжением не менее 400 В. Стабилитрон КС191М заменим любым маломощным с напряжением стабилизации 9...10 В.

Для управления регулятором автор использует пульт от телевизора "Горизонт". Испытывались фотоприёмники TSOP1133, TSOP1733. Результат одинаков. В помещении площадью 25 м 2 плата, расположенная на столе, уверенно принимала отражённый сигнал при направлении пульта в разные стороны, не мешали даже расположенные в помещении предметы обстановки. При накрывании платы листом бумаги чувствительность устройства несколько падала. И лишь после того как фотоприёмник был обёрнут слоем чёрной изоленты, он стал принимать только прямое излучение от ПДУ. Но и его оказалось достаточно, чтобы нормально пользоваться регулятором.

В устройстве можно применить и другие фотоприёмники, но для максимальной дальности приёма важно, чтобы несущие частоты ПДУ и фотоприёмника были одинаковыми (для TSOP1133 - 33 кГц ). Хотелось также добавить, что необходимо оберегать фотоприёмник от прямых солнечных лучей и яркого света электроламп.

Плата установлена в декоративном кожухе, закрывающем крепление люстры к потолку. Как показала практика, отражённого от него ИК-излучения вполне достаточно для переключения. Если кожух вплотную прилегает к потолку, в нём необходимо просверлить одно-два небольших отверстия для попадания внутрь излучения ПДУ. Штатный выключатель светильника, расположенный на стене, должен быть включён и будет играть роль вспомогательного.

При желании подбором резисторов R4-R7 можно изменить яркость свечения лампы по своему вкусу. При увеличении сопротивления яркость падает, и наоборот. Мощность электролампы EL1 (или другой нагрузки, подключаемой к регулятору) не должна превышать 150 Вт. Для её значительного увеличения достаточно подключить симистор . Введением дополнительного оксидного конденсатора ёмкостью 100 мкФ (с номинальным напряжением 16 В) параллельно резистору R8 (плюсом к выводу 6 DA2) можно добиться плавного переключения света, что может быть более привлекательным.

Число уровней яркости света можно увеличить или уменьшить. Например, если желательно иметь шесть уровней, с выводом 15 микросхемы DD1 следует соединить её вывод 6, а вывод 5 через диод и резистор сопротивлением 46 кОм подключить к выводу 6 микросхемы DA2. Для получения девяти уровней к этому выводу DA2 подключают (также через диоды и резисторы) выводы 5, 6, 9, 11 DD1, а вывод 15 последней соединяют с общим проводом. Разумеется, для более "плавного" регулирования при увеличенном числе уровней придётся заново подобрать резисторы цепей, соединяющих выходы микросхемы DD1 с выводом 6 DA2.

Если необходимости в регулировании яркости нет, а достаточно только включать и выключать лампу, диоды VD1-VD5 и резисторы R4-R7 удаляют, а выход 2 (вывод 4) микросхемы DD1 соединяют с её входом R (вывод 15). Можно поступить иначе (рис. 4): заменить счётчик-дешифратор К561ИЕ8 одним из D-триггеров микросхемы К561ТМ2, работающим в счётном режиме, а микросхему КР1182ПМ1Р - симистором VS1, подключённым через оптрон U1 (нумерация остальных элементов продолжает начатую на рис. 1).

В этом случае мощность нагрузки будет ограничена параметрами симистора (при использовании BTA16-600B -2 кВт).

Очевидно, что светорегулятор можно использовать не только для управления освещением, но и для регулирования мощности различных электронагревательных приборов (например, ТЭНов), электродвигателей и т. п. устройств соответствующей мощности. Входную часть регулятора можно использовать как источник управляющего сигнала, оснащая простым ДУ различные устройства, например, такие, доступ к которым затруднён или они находятся на значительной высоте (сигнал снимают с вывода 3 DA1). Для поочерёдного управления двумя различными нагрузками можно задействовать второй триггер микросхемы К561ТМ2 (рис. 5). Включение нагрузок будет происходить в последовательности: включена нагрузка 1 - включена нагрузка 2 - включены обе нагрузки - выключены обе нагрузки - включена нагрузка 1 и т. д.

В заключение следует сказать, что более грамотным, наверное, было бы регулирование яркости света от минимальной к максимальной. В этом случае при включении меньше нагрузка на микросхему КР1182ПМ1Р, продлевается ресурс электроламп и для зрения не столь контрастный переход. Просто автору показалось это неудобным. А изменить направление регулирования можно, поменяв местами точки подключения анодов диодов VD1 c VD5 и VD2 c VD4.

И последнее. Все элементы и цепи регулятора имеют гальваническую связь с сетью 220 В, поэтому при испытаниях, налаживании и в процессе эксплуатации следует соблюдать правила электробезопасности.

Литература

1. Зельдин Е. Применение интегрального таймера КР1006ВИ1. - Радио, 1986, № 9, с. 36, 37.

2. Долгий А. Модули приёмников ИК-сиг-налов. - Радио, 2005, № 1, с. 47-50.

3. Немич А. Микросхема КР1182ПМ1 - фазовый регулятор мощности. - Радио, 1999, № 7, с. 44-46.

Дата публикации: 23.11.2014

Мнения читателей

• Евгений / 25.02.2015 - 11:20
  Прошу прощения, а можно ли получить структурную схему по данному светорегулятору?