РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРА ДЕШИФРАТОР ПУЛЬТА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Разработка и создание электронного прибора ДЕШИФРАТОР ПУЛЬТА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Барановский Андрей Сергеевич

Студент гр. КС-31 КГБ ПОУ «Хабаровский колледж отраслевых технологий и сферы обслуживания»

Научный руководитель Богданова Юлия Николаевна

Преподаватель, КГБ ПОУ «Хабаровский колледж отраслевых технологий и сферы обслуживания»

Введение

Актуальность выбранной темы обусловлена использованием электронных технологий в повседневной жизни молодого поколения, позволяющих сократить затраты на эксплуатацию цифровых устройств и ввести новое доступное устройство в повседневный процесс жизнедеятельности человека.

Использование инфракрасных пультов дистанционного управления (далее - ИК ДУ)  от бытовой техники достаточно популярно для управления различными самодельными устройствами от различных умных выключателей света, систем умного дома и до игрушек и роботов. Существует большое разнообразие протоколов ИК ДУ пультов и способов кодирования сигнала. Один очень простой способ обработки ИК сигналов, работающий с большинством распространённых протоколов.

В сети опубликовано большое количество различных программных декодеров для приема команд с пультов ДУ, большинство заточены под какой-то определенный протокол, например, RC-5, RC-6, Sony, Nec и т.д., но есть и универсальные. Со специализированными декодерами всё понятно, они хорошо работают (только) со своими пультами, но по этой-же причине их применение ограниченно. Универсальные алгоритмы, как правило, либо сравнивают длительности импульсов и пауз между ними по таблице, либо производят выборку по таблице контрольных точек. Это требует относительно большого объёма памяти для хранения кодов кнопок. 

А нужно ли для уверенного детектирования определенной команды ее в точности разбирать по определенному протоколу, или точно сопоставлять длительности всех импульсов/пауз? В общем-то нет. Минимальная длительность импульсов ограниченна используемой несущей частотой. Например, для ИК приёмников серий TSOP17xx (где xx — несущая частота КГц) минимально детектируемый импульс — 15 периодов тактовой частоты ~0.42 мс. Минимальная длительность импульсов в посылках пультов примерно вдвое больше и составляет около 0.85 мс. Увеличивать длительность импульсов больше этой величины не имеет смысла, так как на отправку команды будет уходить слишком много времени. Тоже самое касается пауз между импульсами. На практике, разница между длинами импульсов разных пультов ДУ меньше чем в в два раза, это позволяет отказаться от точного измерения длительности импульсов и пауз и характеризовать их только как «короткие» и «длинные» (стартовые импульсы нас не интересуют). То есть необходимо запоминать один бит на фронт и спад.

Представленный в проекте электронный прибор - дешифратора пульта дистанционного управления, создавался с целью решения актуальных жизненных задач в повседневной жизни человека.

На сегодняшний день рынок средств управления различными устройствами переполнен новинками, которые часто имеют необоснованную завышенную цену и не всегда долговечны в использовании. Поэтому, имея опыт работы с электронными и цифровыми приборами и устройствами, автор обозначил цель проекта: разработка и изготовление электронного прибора – дешифратора пульта ДУ для управления различными устройствами.

Для достижения обозначенной цели были поставлены следующие задачи:

• проанализировать рынок средств управления устройствами на предмет стоимости;
• изучить электронную сборку подобных приборов, представленных на рынке;
• разработать и реализовать доступную схему устройства в системе автоматизированного проектирования;
• создать и провести анализ созданного продукта на основе его тестирования в реальных условиях.

В итоге, созданный электронный прибор был ориентирован на управление цифровыми бытовыми устройствами, а также на формирование у населения позитивного мнения о юношеском поколении.

Разработка и проектирование электронного изделия

Процесс разработки и проектирования электронного прибора автор разделил на этапы:

• 1 этап: анализ рынка электронных средств – аналогов изготовленному, на предмет рыночной стоимости;
• 2    этап: изучение схемы электронной сборки подобных устройств, представленных на рынке. Мониторинг аналогов для обеспечения максимально эффективной сборки;
• 3 этап: определение требования к электронным компонентам разрабатываемого устройства;
• 4 этап: создание и анализ созданного продукта на основе его апробации в реальных условиях.

Автор проанализировал представленные аналоги на рынке (Таблица № 1) на предмет рыночной стоимости.

Таблица № 1

А также, автор изучил электронную сборку подобных устройств, иисследовал продукцию на предмет рыночной стоимости и доступности встроенных модулей.

Себестоимость разработанного электронного прибора демонстрирует Таблица № 2.

Таблица № 2

Модули приобретались на радио рынке г. Хабаровска.

Монтаж электронного устройства произведен на одностороннем стеклотекстолите.

Автор использовал лазерно-утюжную технологию производства печатных плат. Травление платы производилось в растворе хлористого железа.

Рис. 3. Монтажная схема разработанного устройства в системе автоматизированного проектирования Sprint-Layout

В результате проделанной поэтапной работы разработанный прибор получился предельно экономичным по себестоимости, а также простым и доступным при эксплуатации.

Характеристики и параметры электронного прибора

Разработанное устройство выполнено в печатном монтаже (рис. 4). Прибор питается от гальванического элемента типа “КРОНА” напряжением 9В.

Рис. 4. Принципиальная схема устройства

Разработанное электронное устройство собрано на интегральных микросхемах К561ЛН2 и К561ИЕ8.

Готовое к использованию электронное изделие имеет характеристики, представленные в Таблице № 3. Прибор компактный, легок по массе и практичен в транспортировке – легко помещается в дамскую сумочку или барсетку.

Таблица № 3

Анализ эксплуатации

Разработанное устройство хорошо себя зарекомендовало среди широкого круга лиц и знакомых автора. С помощью данного электронного прибора можно управлять различными устройствами от различных умных выключателей, систем умного дома и до игрушек и роботов. Портативность этого прибора не затрудняет его переноску.

Тестирование показало, что прибор эффективен в 100% случаев апробации.

Разработанный и внедренный дешифратор пульта дистанционного управления не уступает по техническим характеристикам отечественным и импортным аналогам, а по параметрам надежности и функциональности превосходит многие из них.

Заключение

Разработанный прибор - дешифратора пульта ДУ эффективно работает в реальных условиях и имеет преимущества над подобными устройствами:

• простота изделия позволяет даже начинающему радиолюбителю повторить монтаж и сборку устройства;
• разработанный прибор намного дешевле своих аналогов;
• внедренный электронный продукт не дает сбоев при работе в реальных условиях.

В период работы над проектом автор проделал объективную кропотливую работу:

• углубленно изучил новинки рынка электроники;
• предметно освоил принципы организации полупроводниковых приборов;
• экспериментально овладел умениями синтеза цифровых логических схем на печатных платах;
• в совершенстве освоил технологии цифровой схемотехники;
• проанализировал целый ряд рекомендованной руководителем литературы;

• детально изучил представленные на рынке электронные аналоги;

• разработал и внедрил электронный прибор в повседневную жизнь.

В ходе работы реализованы следующие задачи:

•    проанализирован рынок аналогов на предмет ценообразования;
•    определены требования к электронным компонентам разрабатываемого устройства;
•    изучена электронная сборку подобных устройств. Мониторинг рынка обеспечил максимальную простоту сборки;
• создан электронный прибор и проведен анализ созданного продукта на основе апробации его в реальных условиях. Устройство не уступает по параметрам аналогам и превосходит их.

Автор считает, что поставленные задачи были решены и цель достигнута.

Подводя итоги можно сказать, что была проделана детальная работа в области электроники и цифровой схемотехники.

Список источников

1. http://we.easyelectronics.ru/Soft/prostoy-universalnyy-dekoder-ik-du.html
2. http://forum.ekits.ru/viewtopic.php?f=9&t=1073
3. Д.В. Игумнов, Г.П. Костюнина «Основы полупроводниковой электроники» 2015, М.: «Горячая линия - Телеком».
4. В.Ш. Берикашвили, А.К. Черепанов «Электронная техника» 2015, М.: «Академия».
5. В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев «Электроника и микропроцессорная техника» 2012, М.: «Высшая школа».
6. М.В. Гальперин «Электронная техника» 2014, М.: «Форум».
7. С.В. Якубовский Справочник «Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы» 2012, Москва.: «Радио и связь».