Zdalnie sterowany włącznik 4-kanałowy

Schemat ideowy włącznika pokazano na rysunku 1. Urządzenie jest zasilane z sieci 230 V AC przez transformator TS1. Napięcie po przejściu przez prostownik (M1) i filtr (C1, C3, C5, C6) trafia na stabilizator US4, który dostarcza napięcie +5 V. Elementem sterującym pracą całego urządzenia jest mikrokontroler (US1) ATmega8, a zawarte w nim oprogramowanie jest odpowiedzialne za analizowanie i dekodowanie sygnałów nadawanych w podczerwieni. Mikrokontroler jest taktowany za pomocą rezonatora kwarcowego (Q1) o częstotliwości 8 MHz.

Odbiornikiem promieniowania podczerwonego z pilotów jest specjalizowany układ US3 typu TSOP4836, który zawiera wszystkie elementy niezbędne do odbioru sygnałów w podczerwieni. Aby zwiększyć czułość odbiornika, zasilany jest on przez filtr złożony z rezystora R11 i kondensatora C4.

Jako stopień wyjściowy dla poszczególnych kanałów przełącznika zastosowano układ (US2) typu ULN2003A, który zawiera 7 stopni wzmacniaczy tranzystorowych z diodami zabezpieczającymi umożliwiającymi bezpośrednie sterowanie przekaźnikami.

Zasadnicze zadanie, które wykonuje program mikrokontrolera, to odbieranie sygnału z odbiornika podczerwieni i rozróżnianie w tym sygnale ramek, czyli kodów wysyłanych z pilota IR. Taka ramka najczęściej zawiera od kilkunastu do kilkudziesięciu impulsów, których czasy trwania i czasy przerwy z reguły mieszczą się w przedziale od 0,2 ms do 3 ms. Program pozwala na pomiar impulsów o długości do 8 ms. W wypadku, gdy na wejściu sygnału utrzyma się niezmieniony poziom przez 8 ms, jest to znak, że nadawanie jednej ramki zostało zakończone i najbliższy impuls będzie początkiem nowej ramki. Gdy pojawi się sygnał, program odmierza czasy impulsów i czasy przerw pomiędzy nimi i zapisuje wyniki w tablicy aż do kolejnej 8-milisekundowej przerwy lub do uzyskania 64 pomiarów. Zatem jedynymi ograniczeniami odnośnie do pilota (dokładniej generowanego przez niego kodu), którego urządzenie potrafi się „nauczyć”, jest czas trwania każdego pojedynczego impulsu i przerwy, które muszą zawierać się we wspomnianych granicach oraz maksymalna długość kodu – 32 impulsy (oraz 32 przerwy).

Ważnym czynnikiem, dzięki któremu urządzenie jest w stanie zapamiętać kod, jest częstotliwość modulacji sygnału IR – każdy pilot wysyła kody na ustalonej częstotliwości nośnej. Najpopularniejsza, najczęściej spotykana to 36 kHz. W razie potrzeby odbiornik można wymienić na podobny o innej częstotliwości nośnej. Mogą to być np. TSOP4833 – 33 kHz, TSOP4838 – 38 kHz, TSOP4840 – 40 kHz.

Przełącznik wyposażono w przyciski umożliwiające bezpośrednie przełączanie przekaźników bez konieczności stosowania pilota. Krótkie przyciśnięcie przycisku pozwala zmieniać stan przekaźnika. Diody LED1...LED4 sygnalizują, który przekaźnik jest aktualnie załączony, natomiast dioda LED5 pełni funkcję sygnalizatora, informując zarówno o pracy urządzenia, odebraniu komendy z pilota, jak i wejściu w tryb programowania. Wejście w tryb programowania kodów pilota odbywa się przez przytrzymanie wybranego przycisku przez około 5 sekund. Po wykonaniu tej czynności dioda LED odpowiadająca programowanemu kanałowi zacznie migać z niewielką częstotliwością. Oznacza to, że układ oczekuje na podanie i potwierdzenie komendy z pilota, która odpowiadać będzie za przełączanie przekaźnika. Prawidłowe odebranie przez urządzenie kodu pilota poskutkuje dłuższym zaświeceniem diody LED, po czym jej ponowne miganie będzie oznaczało, że układ oczekuje potwierdzenia odebranej wcześniej komendy. W tym wypadku należy ponownie przycisnąć ten sam przycisk w pilocie. Po odebraniu prawidłowej komendy procedura programowania zostaje zakończona, a urządzenie powróci do normalnej pracy. Wejście w tryb programowania możliwe jest w dowolnym momencie pracy urządzenia i odbywa się niezależnie dla każdego z czterech kanałów.

Schemat montażowy płytki drukowanej pokazano na rysunku 2. W materiałach dodatkowych można znaleźć wzory płytek drukowanych, które można wykorzystać jako panel czołowy i tylny. Szczegóły montażu przedstawiają załączone fotografie. Płytkę dopasowano do obudowy Z4 – jej wymiary to 74 mm×145 mm. Montaż głównego obwodu drukowanego jest typowy i nie wymaga dodatkowego szczegółowego opisu. Jedynie wyprowadzenia diod LED należy zagiąć tak, aby znajdowały się nad kątowymi mikroswitchami i dało się je przełożyć przez przedni panel. Dwa pola lutownicze na płytce głównej warto połączyć lutowiem z polami na płycie czołowej. Pozwoli to na pewne zainstalowanie płytek w obudowie. Dodatkowo płytka główna ma otwory montażowe dopasowane do słupków w obudowie służące do przykręcenia. Na panelu tylnym najlepiej zamontować 4 gniazda typu GS-035. Ich montaż odbywa się za pomocą jednego wkręta. Płytkę główną (X1, X2, X4, X5) ze wspomnianymi gniazdami należy połączyć przewodami o przekroju min. 1,5 mm². Są to gniazda bez uziemienia i pozwalają na dołączenie urządzenia z przewodami zakończonymi płaską wtyczką. Na tylnym panelu znajduje się również miejsce na wyłącznik oraz otwór na przewód zasilający. Przełącznik należy włączyć w obwód przewodu zasilającego, a wolne końce do gniazda śrubowego X3. Bezpiecznik znajduje się wewnątrz urządzenia i przed ewentualną wymianą należy pamiętać o odłączeniu urządzenia od sieci. Obciążenie pojedynczego kanału/gniazda wynosi do 150 W.

Mavin
mavin@op.pl