بخشی از مقاله
مقدمه
مدارات کنترل از راه دور در بین علاقمندان الکترونیک طرفداران بسیاری دارد. زیرا امروزه دامنه کاربرد آنها بسیار وسیع گشته و در همه جا قابل استفاده می باشند. برای موارد حساس لازم است سیستم کنترل از راه دور مورد استفاده دارای کد بندی بوده و در مدار آن از Encoder-Decoder استفاده شده باشد تا احتمال خطا در کارکرد به صفر برسد. در این نوع از سیستم های کنترل از راه دور فرستنده کد خاصی ارسال میکند که تنها توسط گیرنده ای که همان کد به آن داده شده است، قابل دریافت است و بنابراین احتمال خطای ناشی از تأثیر نویز و پارازیت های اطراف و سیگنال های سایر دستگاه های مشابه بر گیرنده به حداقل می رسد.
با توجه به فرکانس های مختلف کار دستگاه ها و حالت های مختلف کد بندی (دو به توان ده حالت)، احتمال تأثیر گذاری دستگاه های افراد مختلف بر روی یکدیگر بسیار کم می باشد . البته چنین سیستم هایی امروزه در حد زیادی تولید می شوند و در موارد مختلف (بخصوص بعنوان کنترل کننده دزدگیر و قفل مرکزی اتومبیلها) مورد استفاده قرار می گیرند . هر یک از سیستم های مزبور بسته به نوع کاربرد، دارای عملکرد متفاوت در خروجی گیرنده می باشند. مثلا بعضی بصورت لحظه ای کار می کنند یعنی با فشار دادن کلید فرستنده و با رها کردن
کلید فرستنده خروجی گیرنده غیر فعال خواهد شد همچنین برخی دیگر بصورت فلیپ فلاپ عمل کرده و با هر بار ارسال سیگنال توسط فرستنده خروجی گیرنده به طور متناوب و یکی در میان به حالت روشن و خاموش می رود. بعضی دیگر نیز بصورت تایم دار عمل کرده و خروجی گیرنده پس از دریافت سیگنال فرستنده برای مدتی فعال شده و پس از آن به حالت خاموش در می آید.
مزیت سیستم معرفی شده در این مقاله آن است که کلیه حالت های توضیح داده شده همگی در آن جمع بوده و دستگاه می تواند در هر یک از حالت های گفته شده مورد استفاده قرار گیرد و علاوه بر آن یک حالت دیگر نیز برای کارکرد مدار وجود دارد که در مورد آن توضیح داده خواهد شد.
مشخصات فنی مدار
مدار دارای دو کانال مستقل بوده و هر یک از کانال ها توسط یک کلید جداگانه روی فرستنده کنترل می شود. هر یک از کانال ها می توانند در یکی از حالات زیر عمل کنند: 1- لحظه ای 2- فلیپ فلاپ 3- تایم دار 4- ضربدری
در مورد سه حالت اول در مقدمه توضیح داده شد. در حالت چهارم یعنی حالت ضربدری دو کانال دستگاه بطور مستقل عمل نکرده و بهم وابسته می باشند و با فشار دادن کلید هر کانال در فرستنده کانال مزبور در گیرنده فعال شده و کانال دیگر به حالت قطع می رود. انتخاب حالت های مختلف توسط نصب چند جامپر (سیم رابط کوتاه) در مدار انجام می شود. در جدول 1 مشخصات فنی مدار فرستنده و گیرنده آمده است.
ولتاژ کار فرستنده 12 ولت
باند امواج ارسالی فرستنده UHF
جریان مصرفی فرستنده 5-15 میلی آمپر
ولتاژ کار گیرنده 12 ولت
جریان مصرفی گیرنده 20-100 میلی آمپر
جدول 1- مشخصات فنی مدار فرستنده و گیرنده کنترل از راه دور
طرز کار مدار
در شکل 1 نقشه شماتیک مدار فرستنده دیده می شود . آی سی PT2262 بعنوان مولد سیگنال و رمز کننده عمل می نماید. بسته به آنکه S1 وصل شود یا S2 ، فرکانس متفاوتی در خروجی ظاهر می گردد که دارای کد خاصی نیر می باشد. این کد بستگی به وضعیت پایه های 1 تا 8 و 10 و 11 آی سی مزبور دارد . هر یک از پایه های 1 و 2و 3 و 4 و 5و 6و 7و 8و 10و 11 می توانند در حالت 0 (اتصال به منفی) و یا (اتصال به مثبت) و یا به حالت آزاد باشند . بسته به ترتیب اتصال پایه های مزبور، کد حاصل بصورت یک کد ده رقمی ظاهر می گردد. استفاده از D1 و D2 سبب شده است که در حالت عادی باتری از مدار خارج بوده و فقط با فشردن یکی از کلیدها جریان در مدار برقرار گردد. یک عدد LED برای نشان دادن ارسال
سیگنال در مدار تعبیه شده که بصورت سری با آن قرار گرفته است. مقاومت بین پایه های 15 و 16 آی سی مربوط به اسیلاتور داخلی آن می باشد. سیگنال ارسالی توسط آی سی در پایه 17 آن ظاهر شده و توسط قسمت مدولاتور (شامل یک اسیلاتور متشکل از ترانزیستور و چند قطعه جانبی آن ) روی امواج UHF مدوله شده و توسط آنتن در فضا انتشار می یابد . توسط خازن تریمر موجود موجود در قسمت مدولاتور میتوان فرکانس امواج ارسالی را تغییر داد. جامپرهای JS1 و JS2 که در شکل دیده می شوند در واقع در مدار وجود نداشته و در واقع داخل S1 و S2 قرار دارند. زیرا در داخل این دو کلید پایه ها دو بدو بهم متصلند و از اتصال درونی کلیدها در مدار چاپی بعنوان جامپر استفاده شده است.
نقشه شماتیک مدار گیرنده بعلت گستردگی نسبتا زیاد در قسمت های جداگانه چاپ شده است. در شکل 2 قسمت دریافت امواج ارسالی توسط فرستنده مشاهده می شود. امواج ارسالی فرستنده پس از دریافت توسط آنتن گیرنده توسط دو ترانزیستور تقویت و آشکار سازی می شوند. با تنظیم تریمترهای فرستنده و گیرنده می توان آنها را با هم هماهنگ کرد. امواج دریافتی پس از آشکار سازی یه ورودی های آی سی LM358 منتقل می شود. این آی سی یک تقویت کننده عملیاتی (OP-AMP) دوبل بوده و سیگنال آشکار شده را پس از تقویت بصورت علائم دیجیتالی که قابل استفاده برای قسمت های بعدی می باشند، در می اورد در نهایت در خروجی این قسمت سیگنالی مشابه سیگنال ایجاد شده در فرستنده خواهیم داشت.
شکل 2- قسمت دریافت امواج ارسالی
در شکل 3 قسمت دیجیتال مدار مشاهده می شود که عملکرد آن نیاز به توضیح بیشتری دارد. شیگنال ظاهر شده در خروجی طبقه قبلی به ورودی (پایه 14) آی سی PT2272 اتصال می یابد. آی سی مزبور نقش دیکودر (DECODER) را بر عهده داشته و خروجی های آن (پایه های 12 و 13) وقتی که فرستنده سیگنال ارسال می کند، تغییر وضعیت می دهند . به این ترتیب که با اتصال هر یک از کلیدهای فرستنده خروجیمربوط به همان کانال در گیرنده از حالت صفر به حالت یک می رود. البته به شرط آنکه کد بندی آی سی مزبور مشابه آی سی فرستنده انجام شود. همانند فرستنده پایه های 1 تا 8 و 10 و 11 آی سی PT2272 مربوط به کد بندی بوده و پایه های مزبور باید دقیقا در همان وضعیتی قرار گیرند که پایه های
مشابه در آی سی PT2262 (در قسمت فرستنده) قرار داشت. مثلا اگر در فرستنده پایه های 1و 2و 3و 4 به وصل بوده و پایه های 5و 6و 7و 8 به منفی متصل باشند و پایه های 10و 11 نیز آزاد باشند در گیرنده نیز پایه های0 1 و 11 آن آزاد باشند در گیرنده نیز پایه های 1 و 2و 3و 4 ای سی PT2272 به + وصل بوده و پایه های 5و 6و 7و 8 آن به منفی و پایه های 10 و 11 آن آزاد باشند ایجاد حالت های مختلف در خروجی ها که قبلا در مورد آنها توضیح داده شد توسط باز یا بسته بودن کلیدهای آی سی 4093 متصل می شوند. آی سی 4093 شامل چهار گیت ناند اشمیت تریگر می باشد. چون این گیت ها دو بدو بصورت سری بسته شده اند در حالتی که همه کلیدهای A1 تا A4 و B1 تا B4 باز هستند هر یک از گیت ها بصورت معکوس کننده عمل کرده و بنابراین همان وضعیت ورودی را در خروجی خواهیم داشت.
خروجی های این آی سی به ورودی های CLOCK دو فلیپ فلاپ نوع D که در داخل یک آی سی 4013 قرار دارند، اتصال یافته و در خروجی فلیپ فلاپ ها حالت 1 یا 0 را خواهیم داشت. نتیجه آن خواهد شد که با هر بار ارسال سیگنال توسط فرستنده، خروجی فلیپ فلاپ 1 شده و با ارسال بعدی به حالت 0 می رود. در صورتی که کلید A2 یا ( B2 ) بسته باشد خروجی فلیپ فلاپ پس از گذشت مدت زمانی که توسط مقاومت R22 ( یا R17 ) و خازن C16 ( یا C23 ) تعیین می گردد، پایه RESET خود را تحریک کرده و RESET میشود. بنابراین خروجی بصورت تایم دار عمل کرده و با ارسال اطلاعات توسط فرستنده، برای مدت گفته شده، خروجی فعال شده و دوباره به حالت غیر فعال باز می گردد.
در حالتی که هر دو کلید A1 و A2 و ( یا B1 و B2 ) وصل باشند، پایه 4 ( یا 10 ) آی سی 4093 مستقیما و بدون ارتباط به فلیپ فلاپ به خروجی متصل شده و بنابراین هر یک از خروجی ها بصورت لحظه ای عمل می کنند. در حالت چهارم که B4,A4,B3,A3 وصل باشند، با اتصال کلید هر کانال در فرستنده، فلیپ فلاپ متناظر آن در گیرنده، SET شده و فلیپ دیگر RESET می شود. و در این حالت مدار بصورت ضربدری عمل خواهد کرد.
در شکل 4 قسمت درایورهای رله ها و تغذیه مدار دیده می شود.
خروجی فلیپ فلاپ توسط دو عدد مقاومت محدود کننده جریان بیس، به ترانزیستورهای درایور اتصال می یابند. در کلکتور ترانزیستورها علاوه بر رله از دیود حفاظت کننده در برابر ولتاژ القایی معکوس استفاده شده و دو عدد دیود نورانی نیز همراه با مقاومت های محدود کننده جریان برای نشان دادن وضعیت رله ها مورد استفاده قرار گرفته است. تغذیه مدار نیز در شکل مزبور دیده می شود. ولتاژ DC دوازده ولت پس ازاتصال به دیود محافظ و خازن های فیلتر در ورودی آی سی رگولاتور ظاهر شده ودر خروجی آی سی مزبور ولتاژ رگوله شده 8 ولت را خواهیم داشت. خازن بکار رفته در خروجی نیز جهت حذف ریپل های احتمالی بکار برده شده است.
ساخت مدار
توجه : بدلیل وجود نکات ظریف و پیچیدگی نسبی مدار، توصیه می شود مراحل ساخت، کدبندی و راه اندازی مدار را دقیقا مطابق مراحل گفته شده انجام دهید.
بعلت فشردگی و ظرافت فیبرهای مدار چاپی گیرنده و فرستنده، توصیه می شود ساخت مدارهای چاپی توسط روشهای عکاسی (پوزیتیو 20 یالامینیت یا چاپ سیلک) انجام شود و یا آنکه بصورت آماده خریداری شود. بهتر است فیبرهای مورد استفاده بخصوص فیبر مربوط به فرستنده از نوع فایبرگلاس انتخاب شود. چنانچه فایبرگلاس مورد استفاده برای فرستنده از نوع نازک (کمتر از یک میلی متر) انتخاب شود، نصب آن در جعبه مخصوص راحت تر انجام شود.
در شکل 5 فیبر مدار چاپی فرستنده و در شکل 6 فیبر مدار چاپی گیرنده دیده می شوند. ( چنانچه برای ساخت فیبر مدار چاپی به شکل های مزبور نیاز دارید، از بریدن آنها خودداری نموده و به صفحات انتهایی ماهنامه مراجعه نمایید.)
در جدول های 2 و 3 نیز فهرست قطعات بکار رفته در فرستنده و گیرنده چاپ شده است.
هنگام مونتاژ فرستنده به نکات زیر توجه کنید:
1-برای آی سی PT2262 نباید از سوکت استفاده کنید. زیرا استفاده از سوکت سبب می شود که فیبر مدار چاپی داخل جعبه قرار نگیرد.
2-پایه های 1 تا 8 و 10 و 11 آی سی PT2262 را فعلا آزاد بگذارید. در مراحل بعدی در هنگام کدبندی مدار، این پایه ها مورد استفاده قرار می گیرند. پیش از نصب آی سی توجه داشته باشید یک عدد جامپر (سیم کوتاه) درزیر آی سی نصب می شود. این اتصال را در قسمت مسی کف فیبر نیز انجام دهید.
شکل 5- فیبر مدار چاپی فرستنده کنترل از راه دور
3-RFC مورد استفاده باید از نوع خوابیده کوچک انتخاب شود.
4- برای اتصال باتری که از نوع 12 ولتی مینیاتوری انتخاب شده، از فنر و صفحه فلزی مخصوص استفاده نموده و فنر را در محل- و صفحه را در محل + به فیبر مدار چاپی اتصال دهید، توجه داشته باشید که فیبر مدار چاپی در محل قرارگیری باتری باید بریده شود. (اگر فیبر فرستنده را از نوع نازک انتخاب کرده باشید می توانید براحتی آنرا توسط قیچی برش دهید. )
5-آنتن مورد استفاده را از نوع کشویی مخصوص دستگاههای ریموت کنترل انتخاب نمایید واتصال آن را به فیبر مدار چاپی توسط یک تکه سیم کوتاه (پایه مقاومت چیده شده) انجام دهید. انتخاب آنتن مزبوربه این جهت انجام گرفته است که بتوانید فرستنده را داخل جعبه های ریموت استاندارد جاسازی نمایید.
6 –سیم پیچ های L1 و L2 روی قسمت مسی فیبر مدار چاپی چاپ شده اند و در صورتی که خودتان فیبر مدار چاپی را می سازید، باید دقت کنید شکل و اندازه آن دقیقا مطابق نمونه ارائه شده باشد.
7-هنگام نصب قطعات به جهت آی سی، دیودها، دیود نورانی و ترانزیستور توجه کنید. هنگام نصب ترانزیستور توجه داشته باشید که پایه وسط آن کمی جلوتر از دو پایه دیگر قرار می گیرد.
شکل 6- فیبر مدار چاپی گیرنده کنترل از راه دور
هنگام مونتاژ گیرنده به نکات زیر توجه داشته باشید:
-برای همه آی سی ها(بجز سی رگولاتور) از سوکت استفاده کنید.
- پایه های 1 تا 8 و 10 و 11 آی سی PT2272 را فعلا آزاد بگذارید (پایه های گفته شده در سوکت را لحیم کاری نکنید ). در مراحل بعدی درهنگام کد بندی مدار این پایه ها مورد استفاده قرار می گیرند.
- آی سی رگولاتور مورد استفاده از نوع کوچک (شنبه ترانزیستور های مدار ) می باشد. در صورت عدم دسترسی به این نوع آی سی رگولاتور می توانید از نوع معمولی (بزرگ) آن استفاده کنید. تنها باید توجه داشته باشید که جهت نصب آن بر عکس می شود.
- برای ساخت سیم پیچ های L2 و L3 در گیرنده که مشابه یکدیگرند به روش زیر عمل کنید.
از سم لاکی به قطر تقریبی یک میلی متر دو تکه بطول 28 میلی متر (8/2 سانتیمتر ) بریده و لاک دو سر هر یک از سیم ها را در حدود یک میلی متر بتراشید تا آماده اتصال و لحیم کاری شوند. سپس استوانه ای به قطر 5/3 میلی متر انتخاب کرده (اگر چنین استوانه ای پیدا نکردید میتوانید از یک مته 5/3 میلیمتر که در ابزار فروشی ها به فروش می رسند استفاده کنید) و سیم ها را یک دور به دوراستوانه بپیچید تا به شکل U درآند. سپس آنها را در محل های L2 و L3 نصب کرده و پایه های آنها را لحیم کاری نماییدو توجه داشته باشید که سیم پیچ های مزبور دقیقا مطابق اندازه های داده شده و کاملا مشابه ساخته شوند و هنگام نصب آنها روی فیبر فاصله آنها از کف فیبر مساوی بوده و بصورت موازی با هم قرار گیرند.
- نقاط A1 تا A4 و B1 تا B4 مربوز به انتخاب حالت و برنامه ریزی دستگاه می باشند و فعلا مورد استفاده قرار نمی گیرند.
- برای تریمر گینده دو سایز مختلف روی فیبر مدار چاپی در نظر گرفته شده و بنابراین یکی از سوراخ های محل نصب آن (VC) بدون استفاده باقی می ماند.
- برای اتصال باتری به مدار می توانید در محل BAT از ترمینال مخصوص روی برد و با یک تکه بین هدرسه تایی (که پایه وسط آن خارج شده است) استفاده کنید.
- آنتن گیرنده میتواند یک تکه سیم لاکی و یا روکش پلاستیکی ضخیم (به قطر 1 تا 2 میلیمتر ) و بطول تقریبی 30 تا 35 سانتی متر باشد. در نمونه ساخته شده در آزمایشگاه ماهنامه الکترونیک از یک سیم لاکی به قطر 1 میلیمتر و طول 33 سانتیمتر استفاده شد.
- OUT1 و OUT2 خروجی های دستگاه هستند که بعدا در مورد آنها توضیح داده خواهد شد و فعلا در مرحله آزمایش بدون استفاده باقی می مانند.
- هنگام نصب قطعات به جهت آی سی ها، دیودها، ترانزیستورها، دیودهای نورانی و خازن های الکترولیت توجه کنید.
- در مدار از مقاومت های صفر اهم استفاده شده در صورت عدم دسترسی به آنها از یک تکه سیم بعنوان جامپر استفاده کنید.
