V tokratni številki revije Svet Elektronike predstavljamo uporabo daljinskih upravljalnikov, ki jih imajo že skoraj vse naprave zabavne elektronike. V ta sklop, poleg daljinskega upravljalnika, spada še infrardeči (IR) sprejemnik, na katerem se izvede demodulacija, rezultat katere je komanda v obliki pulzov na izhodni liniji. Obstaja kar nekaj različnih protokolov, saj je večina večjih proizvajalcev avdio-video hifi opreme razvila svoje IR prenosne kanale, ti pa večinoma niso medsebojno kompatibilni. V članku se bomo oprli na standard NEC [1], [2].
V prejšnji številki revije Svet Elektronike smo predstavili uporabo ultrazvočnih merilnikov oddaljenosti, ki se večinoma uporabljajo pri mobilnih robotih. Izbrali smo nizkocenovne ultrazvočne senzorje HC-SR04, ki jih je mogoče dobiti v vsaki bolje založeni trgovini z elektroniko. Meritve oddaljenosti, dobljene z ultrazvočnima senzorjema, postavljenima medsebojno pravokotno, smo izpisovali na zdaj že skoraj stalen LCD zaslon, k temu pa smo dodali še možnost prižiganja uporabniških LED diod glede na oddaljenost v intervalu med 0 in 25 cm. Senzor oddaljenosti podaja časovno trajanje potovanja zvoka od senzorja do ovire v obliki pulza z enakim časovnim trajanjem.
Infrardeči sprejemnik (NEC protokol)
Predstavitev IR sistema
Sprejemnik infrardečega signala, ki spada v sklop IR sistema, nosi oznako TSOP1838 [3] in skrbi za demodulacijo sprejetih komand iz različnih IR daljinskih upravljalnikov. V epoksi ohišje sta vgrajena tako IR dioda, kot tudi predojačevalnik, vezju pa je dodan demodulator, tako da nam kot uporabnikom ni potrebno skrbeti za demodulacijo sprejetega signala. Nosilna frekvenca IR sprejemnika znaša približno 38 kHz. Rezultat demodulacije je speljan na izhodni pin detektorja, kar poenostavi interpretacijo komand z mikrokrmilnikom. Slika 1 prikazuje uporabljen IR sprejemnik (cena je okoli 1,5 €www) [4], ki ima vgrajeno kompletno vezavo sprejemnika s pripadajočimi upori in kondenzatorji, saj ne želimo vnašati dodatnih motenj zaradi napajanja sistema (vezava je vidna v podatkovnem listu proizvajalca [3]). V primeru, da se bralec odloči le za TSOP1838 sprejemnik, mora sam poskrbeti za omenjeno vezavo, ki bo filtrirala napajalni šum.
Daljinski upravljalnik je naslednja komponenta potrebna za pošiljanje komand. Za potrebe tega sklopa zadostuje že kakšen daljinski upravljalnik sobne avdio-video hifi opreme, ali mogoče celo univerzalni, a smo se vseeno odločili za manjši daljinski upravljalnik, ki ima na voljo vsega 17 tipk. Prednost daljinskega upravljalnika Keyes je predvsem kompaktnost, na voljo pa ima vse najpogostejše tipke, se pravi, imamo smerne tipke, potrditveno tipko ter številčnico, kaj več pa niti ne potrebujemo (beri kakšne tipke za multimedijo ipd.) Na ta način lahko zelo enostavno razširimo število uporabniških tipk razvojne plošče, kjer imamo na voljo le eno tipko (ob predpostavki, da ne pripeljemo kakšnega stikala na vhodne pine razvojne plošče). Tu pa porabimo le en vhodni pin in lahko z njim upravljamo več dogodkov naenkrat (v našem primeru 17). Slika 2 prikazuje daljinski upravljalnik Keyes, ki stane okoli 2 € in deluje na NEC protokolu, valovna dolžina 940 nm in nosilna frekvenca 38 kHz [5].
Prenos podatkov preko NEC protokola
Protokol, ki ga bomo podrobneje predstavili, je za potrebe zabavne elektronike razvilo japonsko podjetje NEC in združuje skoraj vse japonske proizvajalce, saj je protokol sestavljen na način, da se poleg komande pošlje tudi naslov, ki je razdeljen med različne proizvajalce zabavne elektronike.
Lastnosti tega protokola so [2]:
- 8-bitna dolžina naslova (razširjeni 16 bitov) in komanda,
- uporablja se pulzno-dolžinska modulacija (PDM),
- nosilna frekvenca znaša 38 kHz,
- časovno trajanje enega bita je ali 1,125 ms (logična 0) ali 2,25 ms (logična 1).
NEC protokol za kodiranje bitov uporablja PDM modulacijo. Slika 3 prikazuje tipičen vlak pulzov NEC protokola. Pri tem protokolu se najprej pošlje bit z najmanjšo težo (LSB). V primeru s slike se pošlje naslov 0x59 s pripadajočo komando 0x16. Zanimivost pri protokolu je prvih 9 ms. Te predstavljajo AGC (ang. Automatic Gain Control) izbruh, ki je včasih bil potreben za nastavitev ojačenja IR sprejemnika. Temu prvemu delu sledi pavza trajanja 4,5 ms in ravno po tem pulzu je mogoče določiti tip IR protokola. Temu sledi naslov in komanda, in sicer se zaradi robustnosti protokola in preprečevanja napak pošljeta dvakrat; normalno in invertirano. Če malo pomislimo, lahko prenos komande določimo s fiksnim trajanjem, saj vsakemu bitu v naslednjem sklopu sledi njegov komplement. Pri razširjenem NEC protokolu nadomestimo invertirani del naslova s podatki, s tem pa razširimo naslov na 16-bitov! Kot zanimivost: ko držimo pritisnjeno tipko na daljinskem upravljalniku se komanda pošlje le enkrat, a se na vsakih 110 ms pošlje le koda ponovitve.
STM32F4-Discovery – Od začetnika do poznavalca (7)
2014_SE216_36
