אוטומציה בעלות נמוכה באמצעות PIC16F676 | פרויקט אלקטרוניקה מלא

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


Sani & Dwivediישנם סוגים רבים של מערכות אוטומציה ביתיות ותעשייתיות זמינות בשוק. אלה כוללים שלט רחוק IR, אוטומציה ביתית Bluetooth, אוטומציה ביתית DTMF, אוטומציה ביתית Wi-Fi, אוטומציה ביתית RF ואוטומציה ביתית בשליטה קולית. זו המוצגת כאן היא מערכת אוטומציה בעלות נמוכה. ניתן להשתמש בו בבית או בסביבה תעשייתית כדי להפעיל ולכבות מכשירים.

בקרי ומקלטי IR מרחוק פועלים לפי פרוטוקולים סטנדרטיים לשליחה וקבלה של הנתונים. חלק מהפרוטוקולים הסטנדרטיים הם NEC, PHILIPS RC5, JVC ו-SIRC (שלט אינפרא אדום של סוני). אנו נשתמש בפרוטוקול NEC עבור פרויקט זה. לאחר הבנת פורמט המסגרת של שלט IR, נחבר את מקלט ה-IR TSOP1738 עם מיקרו-בקר PIC16F676 כדי לפענח את המקש שנלחץ משלט IR של NEC, כפי שמוצג באיור 1.

שלט VIRE NEC IR
איור 1: שלט VIRE NEC IR

כל סיביות מועברות באמצעות מרחק הפולסים, כפי שמוצג באיור. 2. '0' לוגי הוא פרץ דופק של 562.5µs ואחריו רווח של 562.5µs, עם זמן שידור כולל של 1.125ms. '1' לוגי הוא פרץ דופק של 562.5 מיקרון ואחריו רווח של 1.6875ms, עם זמן שידור כולל של 2.25ms.

מסגרת מרחק דופק
איור 2: מסגרת מרחק דופק

כאשר מקש נלחץ בשלט הרחוק, ההודעה המועברת מורכבת מהדברים הבאים בסדר שלהלן:

  1. פרץ דופק מוביל של 9ms (פי 16 מאורך פרץ הדופק המשמש לסיבית נתונים לוגית)
  2. מרחב של 4.5ms
  3. כתובת 8 סיביות עבור המכשיר המקבל
  4. ההיפוך הלוגי של 8 סיביות של הכתובת
  5. הפקודה של 8 סיביות
  6. ההיפוך הלוגי של 8 סיביות של הפקודה
  7. פרץ דופק אחרון של 562.5 µs כדי לציין את סיום העברת ההודעות

ארבעת הבתים של סיביות הנתונים כל אחד נשלחים עם הסיביות הכי פחות משמעותיות תחילה. איור 3 ממחיש את הפורמט של מסגרת שידור NEC IR עבור כתובת של 00h (00000000b) ופקודה של ADh (10101101b).

פורמט של מסגרת שידור NEC IR
איור 3: פורמט של מסגרת שידור NEC IR

סה"כ נדרשים 67.5ms להעברת מסגרת הודעה. הוא זקוק ל-27ms כדי להעביר את 16 סיביות הכתובת (כתובת+הפוכה) ואת 16 הסיביות של הפקודה (פקודה+הפוכה).

טבלה 1 מציגה פורמט מסגרת NEC של 32 סיביות וטבלה 2 מציגה את הרשימה המלאה של קודי מפתחות IR עבור השלט הרחוק של NEC IR.

מסגרת NECבקר PIC16F676

PIC16F676 הוא מיקרו-בקר CMOS PIC 8 סיביות של Microchip עם זיכרון פלאש. הוא מגיע באריזה של 14 פינים עם מעבד RISC בעל ביצועים גבוהים, מה שהופך אותו לבחירה אידיאלית עבור רוב היישומים האלקטרוניים הקשורים למערכות משובצות או אוטומציה תעשייתית. השבב הזעיר הזה משלב את כל מה שאתה צריך כדי לפתח פרויקטים בודדים. חלק מהתכונות שלו הן:

  • זיכרון הפלאש של PIC16F676 בעל ביצועים גבוהים מסייע בהגברת מהירות העיבוד של המיקרו-בקר.
  • זה מגיע בחבילות PDIP, SOIC ו-TSOP, שכולן זמינות בתצורת 14 פינים.
  • PIC16F676 מכיל זיכרון תוכניות עם שטח זיכרון סביב 1.7kB, בעוד שזכרונות RAM ו-EEPROM הם של 64 בתים ו-128 בתים, בהתאמה.
  • מודול ADC אחד של 10 סיביות במכשיר מגיע עם שמונה ערוצים אנלוגיים. מודול זה ממלא תפקיד חיוני עבור ממשק חיישנים והמרת ערכים אנלוגיים לדיגיטליים.
  • איפוס הפעלה, השוואת, תכנות טורי במעגל ואיפוס ברור מאסטר הם כמה תכונות נוספות המשולבות במכשיר. אלה עוזרים לו להקדים את השבבים האחרים על הסיפון ומסירים את הצורך בקניית רכיבים חיצוניים לביצוע פעולות שונות. דיאגרמת פינים של PIC16F676 מוצגת באיור 4.
דיאגרמת פינים של PIC16F676
איור 4: דיאגרמת פינים של PIC16F676

מעגל ועבודה

הפרויקט משתמש במיקרו-בקר PIC16F676 ושלט NEC IR כדי להפעיל/לכבות כל עומס AC, כולל אורות ומאווררים, מהנוחות של הכיסא או המיטה שלך. אותות ה-IR השונים מהשלט עבור האורות והמאווררים השונים נקלטים על ידי המיקרו-בקר, אשר לאחר מכן שולט בממסרים המתאימים באמצעות מעגל דרייבר ממסר. ממסרים אלה משמשים להפעלה או כיבוי של האורות והמאווררים.

רשימה מרוחקת של NECישנם סוגים רבים של שלטי IR זמינים עבור מכשירים שונים, אך רובם פועלים סביב תדר 38kHz. פרויקט זה דורש שלט טלוויזיה IR רגיל. לזיהוי אותות IR, מקלט IR TSOP 1738 מוצג ב
נעשה שימוש באיור 5. הוא יכול לחוש את האות בתדר 38kHz.

מקלט IR TSOP 1738
איור 5: מקלט IR TSOP 1738

דיאגרמת הבלוק של הפרויקט מוצגת באיור 6.

תרשים בלוקים
איור 6: דיאגרמת בלוקים

בפרויקט זה, פיני ה-IO הדיגיטליים RC0, RC1 ו-RC2 של יציאה C של המיקרו-בקר PIC16F676 משמשים לשליטה בממסרים כדי להפעיל/כיבוי את המכשירים. פינים אלו מוגדרים בתור פיני פלט בתוכנית. מקלט ה-IR מחובר לפין RC4 של PIC16F676, המוגדר בתור פין קלט בתוכנית.

המיקרו-בקר PIC16F676 פועל ב-+5V. לפיכך, נעשה שימוש בשנאי להורדת אספקת החשמל של 230V AC, אשר מתוקן באמצעות מיישר גל מלא. המתח המיושר מווסת ל-+5V על ידי שימוש בווסת IC 7805. דיאגרמת המעגלים המלאה מוצגת באיור 7.

רשימת חלקים

העבודה של הפרויקט הזה היא פשוטה למדי. כאשר לוחצים על כפתור בשלט ה-IR, הוא שולח רצף של קודים בצורה של פולסים מקודדים באמצעות תדר אפנון של 38kHz. פולסים אלה מתקבלים על ידי חיישן TSOP 1738 ואז נקראים על ידי המיקרו-בקר. המיקרו-בקר מפענח את הרכבת המתקבלת של הפולסים לערך hex ומשווה אותו עם ערכי הhex שהוגדרו מראש בתוכנית.

בכל פעם שנלחץ על מקש בשלט ה-IR, אות ה-IR המשודר מתקבל על ידי מקלט IR והמפתח מפוענח על ידי התוכנה. בפרויקט זה, כל המחרוזת של 32 סיביות (4 בתים של פרוטוקול NEC) משמשת לפענוח. במחרוזת 32 סיביות זו, הבת השלישי מושווה בתוכנית לשליטה על האורות/מאווררים. אם מתרחשת התאמה כלשהי, הבקר מבצע פעולה יחסית על ידי הפעלת הממסר המתאים דרך הטרנזיסטור BC547 והתוצאה המתאימה מסומנת על ידי נורית LED. שלושת הנוריות במעגל מציגות את מצב הממסרים.

בפרויקט זה, מספרי המפתח 2, 4 ו-6 של השלט ה-IR שימשו לשליטה בשלושת הממסרים. מקש 2 מחליף ממסר RL1, מקש 4 מחליף ממסר RL2, ומקש 6 מחליף ממסר RL3.

תוֹכנָה

המעגל משתמש בתוכנה שנטענת בזיכרון הפנימי של PIC16F676. התוכנית מורכבת באמצעות Mikro C PRO גרסה 7.2.0 עבור מהדר PIC ומועלת לתוך PIC16F676. התוכנה main.c כתובה בשפת C משובצת, המאפשרת כתיבת הקוד תוך מספר שורות. קוד ההקסדה שנוצר נצרב בשבב ה-MCU באמצעות לוח מתכנת PIC K150.

לא נעשה שימוש כאן במצב כותרת, הפסקה או לכידה והשוואה כדי לזהות אות IR. פין דיגיטלי RC4 קורא את הנתונים, בדיוק כמו שאנו קוראים כפתור לחיצה. בכל פעם שהאות עולה לגבוה או נמוך, מאמצים את ההקפצה והטיימר מופעל. בכל פעם שהפין משנה את מצבו למצב אחר, ערכי הזמן נשמרים במערך.

הגדרות ביט נתיך
איור 8: הגדרות ביט נתיך

שלט IR שולח לוגי 0 כפולס של 562.5 µs והלוגיקה 1 כפולס של 2250µs. בכל פעם שהטיימר מזהה דופק של 562.5µs, התוכנית מניחה שהוא 0, וכאשר היא מזהה דופק של 2250µs, היא מניחה שהוא 1. ואז התוכנית ממירה אותו ל-hex. האות הנכנס מהשלט מכיל 32 ביטים (4 בתים). התוכנית מאחסנת את כל הבתים במערך ולאחר מכן מפענחת את הבת השלישי לשימוש לצורך השוואה.

במקרה של הצהרת התכנות הפשוטה 'מתג' נעשה שימוש לזיהוי ושליטה במכשירי החשמל הביתיים.

אל תשכח להגדיר פיוז ביטים לפני תכנות PIC16F676 באמצעות מתכנת PIC K150. התוכנית לא תעבוד ללא הגדרת סיביות הפתיל. הגדרות הפתיל מוצגות באיור 8.

בנייה ובדיקה

פריסת PCB בגודל אמיתי עבור מערכת האוטומציה מוצגת באיור 9 ופריסת הרכיבים שלה באיור 10. לאחר הרכבת המעגל על ​​PCB, סגור אותו בקופסה מתאימה. מקלט IR1 צריך להיות מקובע בפאנל הקדמי, כך שהשלט יוכל להתמקד בו כדי להפעיל כל עומס המחובר לממסר המתאים. CON1 צריך להיות קבוע בצד האחורי של הארון. כל שלושת מכשירי 230V AC מחוברים למעגל באמצעות שני חוטים וממוקמים במיקומם. אב הטיפוס של המחבר המחובר על גבי PCB לשימוש כללי מוצג באיור 11.

פריסת PCB בגודל אמיתי
איור 9: פריסת PCB
פריסת רכיבים של ה-PCB
איור 10: פריסת רכיבים של ה-PCB
אב טיפוס של המחבר
איור 11: אב טיפוס של המחבר

הורד קובצי PDF של PCB ורכיבים: לחץ כאן

הורד קוד מקור


Pamarthi Kanakaraja הוא עוזר פרופסור (תא מו"פ) באוניברסיטת KL, Vaddeswaram, מחוז Guntur, Andhra Pradesh





קישור לכתבת המקור – 2022-08-13 13:37:55

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר