Основные возможности разра­ботанного модуля дистанционного управления:

•    15 выходов для подключения нагрузок;

•    дистанционное управление и настройка при помощи любого пульта дистанционного управле­ния, работающего по протоколу RC-5;

• запоминание 21 команды пульта дистанционного управления в режиме обучения;

•    возможность программирова­ния включения выходов от различ­ных пультов дистанционного управ­ления (например, управление вы­ходами 1 ...10 от одного ПДУ, а уп­равление выходами 11...15 и сер­висными функциями от ПДУ с дру­гим системным адресом), при этом каждый из пультов управляет толь­ко "своими" выходами;

•    каждый из выходов может ра­ботать как в триггерном режиме (изменение состояния нагрузки вкл./откп. после каждого нажатия на кнопку), так и в режиме времен­ной активности (нагрузка включа­ется на время заданное в меню для данного канала: от 1 до 100 секунд с дискретностью 0,1 секунды);

•    отключаемый таймер автома­тического выключения нагрузок по истечении заданного времени при отсутствии принимаемых команд с пульта дистанционного управления или клавиатуры;

•    диапазон устанавливаемого в меню времени автоматического выключения нагрузок от 1 минуты до 999 минут с шагом в 1 минуту;

•    1 цифровой вход для подклю­чения цепочки фотоприемников;

•    1 аналоговый вход для под­ключения 16-командной клавиату­ры или местных выключателей ос­вещения;

•    функция программного "анти­дребезга" клавиатуры и задержка на выполнение дублирующих ко­манд ПДУ;

•    возможность подключения до 30 фотоприемников типа ILMS 5360 в параллель по трехпроводной ли­нии;

•    возможность подключения большого количества концевых выключателей или полнофункцио­нальных блоков клавиатуры, рас­положенных в различных помеще­ниях по существующей двухпро­водной линии 220 В;

•    отключаемый через меню зву­ковой сигнал при помощи бипера для информирования о включении нагрузок, неправильно принятых командах и т.п.;

•    возможность подключения по одной двухпроводной линии до 100 12-вольтовых биперов со встроен­ным генератором и возможность расположения их в различных по­мещениях,

•    сохранение всех настроек и состояния нагрузок в энергонеза­висимой памяти контроллера и их восстановление после подачи пи­тания на устройство;

•    отключаемая через системное меню функция "антиповтора нажа­тий", не позволяющая нагрузке "дергаться" (т.е. периодически включаться и выключаться) при

удержании нажатой клавиши ПДУ или клавиатуры;

• сброс настроек "по умолча­нию" через системное меню, при этом все выходы устанавливаются в триггерный режим работы, вре­мя автоматического отключения устанавливается равным 12 часов, включается звук, включается фун­кция "антиповтора нажатий".

Описание электрической принципиальной схемы и подключение устройства

Основу устройства составляет микропроцессор AT Mega8 с "заши­той" программой управления, кото­рая берет на себя обработку всей поступающей отдатчиков и выключателей информации и производит необходимые расчеты.

Принципиальная электрическая схема устройства изображена на рис. 1.

Выводы PD0 и PD1 микропро­цессора нарочно не задействова­ны. Свободные линии приемопере­датчика USART и наличие некото­рой свободной памяти программ позволяют в будущих версиях ПО наладить двухстороннюю связь с персональным компьютером по ин­терфейсу СОМ или USB (следите за обновлениями на сайте [2]). Для этого на плате предусмотрен драй­вер сом-порта - микросхема пре­образователь интерфейса DD2 и конденсаторы обвязки С16. С20 Поскольку в данной версии про­шивки микропроцессора функция связи с компьютером не поддержи­вается, то указанные элементы можно на печатную плату не устанавливать.

Микроконтроллер можно заменить на AT Mega8L. Реле могут использоваться любые, рассчитанные на напряжение питания 12 В и соответству­ющую силу тока во вторичной цепи. Номиналы остальных элементов схемы, за исклю­чением резисторов R20, R22, R23, R25, R26, R28...R37, R39, R40, образующих дели­тель напряжения клавиатуры, не критичны. Указанные со­противления должны быть по­добраны с точностью ±5%. Как видно из написанного выше, микроконтроллер оп­ределяет номер нажатой кла­виши по уровню поступающе­го на вход РС-5 напряжения при помощи программной пе­рекодировки напряжения в код нажатой кнопки. Если бу­дет нажато несколько кнопок одновременно, то, как видно из схемы клавиатуры, боль­шим приоритетом обладает кнопка с меньшим номером команды.

Внешний вид готового ус­тройства приведен на рис. 2, а размещение элементов на печатной плате - на рис. 3.       

Назначение кнопок ручного уп­равления следующее:

-     "Выключить все" - выключить все включенные нагрузки;

-     1... 15 - управление соответ­ствующими выходами;

-     "Включить все" - включить все включенные нагрузки.

Стабилитрон VD18 служит для защиты микропроцессора от им­пульсных помех, которые могут возникнуть в соединительных про­водах при их значительной длине.

Все стабилитроны КС151А или аналогичные маломощные с напря­жением стабилизации 5,1 В в металлостеклянном малогабаритном корпусе. Мощность всех резисто­ров 0,125 Вт. Номинальные напря­жения конденсаторов,если на схе­ме не указано иное, - 6 В. Тип реле: TIANBO HJR-21FF-S-Z. Конденса­тор С12 устанавливается как можно ближе к выводам фотоприемника. Он устанавливается возле каждого фотоприемника, в одном с ним кор­пусе.

Возможно множество вариан­тов подключения кнопок ручного управления. На рис. 1 изображены два из них.

Первый заключается в изготов­лении отдельной платы клавиатуры с расположенными на ней цепочкой резисторов и винтовых зажимов. В этом случае кнопки подключаются к соответствующим контактам за­жимов и могут быть разнесены на значительное расстояние от базо­вого блока. При этом допускается соединение кнопок параллельно, например, с целью управления ос­вещением из различных концов ко­ридора и т.п. В этом случае целесо­образно использовать существую­щую электрическую сеть и штатные выключатели, однако предвари­тельно необходимо исключить по­падание сетевого напряжения на элементы схемы, а клавишные вык­лючатели заменить на выключатели без фиксации положения (можно просто установить внутри корпуса выключателя возвратную пружину).

Второй вариант предусматрива­ет расположение резисторов не­посредственно в корпусе каждого выключателя или соответствую­щей ему соединительной коробке, при этом также возможно парал­лельное соединение кнопок управ­ления, но только при установке в корпус каждой резистора соответ­ствующего номинала. В этом слу­чае плату клавиатуры можно не изготавливать.

Для расчета номиналов резис­торов делителя напряжений для обоих вариантов схемы на сайте [2] размещена электронная таблица в формате MS Excel. В зеленую ячей­ку вводится номинал резистора R20 в Омах. Тогда в синем столб­це появятся рассчитанные номина­лы резисторов по второй схеме включения кнопок клавиатуры, а в желтом - для первого варианта.

Порядок нажатия на кнопки пульта дистанционного управления при начальном программировании модуля определен следующий:-

1.   - выключить все нагрузки / настройка времени автоматическо­го отключения при нахождении в системном меню;

2.   - включить/выключить на­грузку 1;

3.   - включить/выключить на­грузку 2;

16  - включить/выключить на­грузку 15;

17  - включить все нагрузки, ра­ботающие в триггерном режиме / настройка режимов работы выхо­дов при нахождении в системном меню;

18  - вход в системное меню;

19. - включение/отключение звука (бипера) при нахождении в системном меню;

20. - сброс настроек по умол­чанию при нахождении в систем­ном меню;

21. - включение/отключение функции антиповтора при нахожде­нии в системном меню.

После нажатия на каждую из кнопок микропроцессор сохраняет в энергонезависимой памяти код, соответствующий нажатой клави­ше, и подает короткий звуковой сигнал. При нажатии на кнопку, код которой уже был записан в память (кнопка была нажата ранее или удерживается в нажатом состоя­нии в текущий момент), устройство подает три коротких звуковых сиг­нала, свидетельствующих об ошиб­ке. По окончании процедуры запо­минания прозвучит два длинных и три коротких звуковых сигнала, и устройство перейдет в рабочий ре­жим, в котором выполняется управ­ление нагрузками.

Системное меню и настройки

Для входа в системное меню модуля необходимо нажать на ПДУ соответствующую клавишу (смот­рите "обучение командам ПДУ").

Вызов меню с клавиатуры нароч­но не предусматривался. Вход в меню сопровождается тремя звуко­выми сигналами средней длитель­ности. При этом во время навига­ции по меню каждая принятая ко­манда сопровождается соответ­ствующим звуковым сигналом, не­зависимо от того, включен ли звук. То есть пока пользователь будет находиться в меню, звуковой сиг­нал будет подаваться устройством независимо от его настроек

Возможны следующие настойки при нажатии соответствующих кно­пок на ПДУ после входа в систем­ное меню (смотрите раздел "обуче­ние командам ПДУ"):

1.   Включение/отключение звука (бипера). При этом каждое нажа­тие на кнопку №19 ПДУ вызывает либо включение, либо отключение звука Если пользователь нажати­ем на кнопку отключил звуковой сигнал, то в подтверждение этому устройство подаст два сигнала средней длительности, при этом реальное отключение звука будет выполнено только после выхода из меню Если же пользователь звук включил, то модуль ответит одним сигналом средней длительности (200 мс). Звук в этом случае оста­нется включенным и после выхода из системного меню.

2.   Установка времени автомати­ческого отключения нагрузок при отсутствии сигналов управления модулем. При нажатии на кнопку "Выключить все" (№1 на ПДУ) уст­ройство подаст один длинный зву­ковой сигнал и будет ожидать вво­да трех цифр (0...9) от цифровых клавиш ПДУ, подтверждая каждую принятую цифру коротким звуко­вым сигналом. По окончании вво­да времени будет подан один длин­ный и два коротких звуковых сиг­нала. При этом необходимо учиты­вать, что ввод цифр производится непосредственно цифровыми кноп­ками пульта (диапазон кодов в си­стеме RC-5 от 00000 для "0" до 01001 для "9"), а не кнопками, со­ответствующими номерам нагру­зок (№1...10). При неверно нажа­той кнопке ПДУ никаких звуковых сигналов не подается, модуль бу­дет ожидать приема цифр, под­тверждая одиночным звуковым сигналом лишь цифровые значе­ния Если значение времени было введено неверно, то необходимо либо отключить модуль от источни­ка питания до окончании ввода трех цифр, либо завершить ввод, и после звуковых сигналов, озна­чающих окончание ввода всех цифр, повторно войти в данное подменю и ввести верное значе­ние. Если установить время авто­матического отключение равным нулю (комбинация '000"), то таймер отключается, и автоматическое от­ключение нагрузок происходить не будет Дискретность установки времени составляет одна минута (999 мин. при "999").

3. Установка времени активно­го состояния для каждого из кана­лов управления При нажатии на кнопку "Включить все" (№17 на ПДУ) устройство подаст два длин­ных звуковых сигнала и будет ожи­дать ввода трех цифр (0...9) от цифровых клавиш ПДУ, подтверж­дая каждую принятую цифру корот­ким звуковым сигналом. По окон­чании ввода времени активности для первого канала будет подан до­полнительный один длинный звуко­вой сигнал, и модуль будет ожидать ввода значения для второго канала управления и так далее, пока все 15 каналов управления не бу­дут запрограммированы аналогич­ным образом. После ввода после­дней комбинации цифр в дополне­ние к длинному звуковому сигналу устройство подаст еще два длин­ных и три коротких. Дискретность установки времени в этом случае составляет 0,1 секунды (99,9 сек. при "999"). Если введена комбина­ция "000"для какого-либо из кана­лов, то текущий канал будет рабо­тать в триггерном режиме. В слу­чае ошибки ввода необходим по­втор действий, как описано выше.

4 Сброс настроек по умолча­нию При нажатии на кнопку №20 на ПДУ устройство подаст два сиг­нала средней длительности (по 200 мс) и один длинный (500 мс), при этом все выходы устанавливаются  в триггерный режим работы, вре­мя автоматического отключения устанавливается равным 12 часов, включается звук и функция анти­повтора нажатий.

5. Включение/отключение фун­кции антиповтора нажатий. При этом каждое нажатие на кнопку №21 ПДУ вызывает либо включе­ние, либо отключение функции ан­типовтора. Если пользователь на­жатием на кнопку отключил функ­цию антиповтора, то в подтвержде­ние этому устройство подаст один звуковой сигнал средней длитель­ности (200 мс) и один длинный зву­ковой сигнал (500 мс). Если же пользователь включил функцию антиповтора, то модуль ответит уже двумя звуковыми сигналами средней длительности и одним длинным.

При нахождении в системном меню последующее нажатие на кнопку №18 на пульте дистанцион­ного управления выполняет функ­цию выхода из меню. При этом вы­ход из подменю подобным образом невозможен. Необходимо отключить питание модуля или закончить ввод данных в текущем подменю с пос­ледующим выходом из главного меню соответствующей командой.

Рекомендации по выбору пульта дистанционного управления

При выборе пульта дистанцион­ного управления необходимо учи­тывать, что обязательным услови­ем является его работа по прото­колу RC-5. Необходимо также, что­бы число генерируемых кодовых посылок было не менее 21.

Желательно использовать пульт с отличным от нулевого ад­ресом системы, если, конечно же, читатели, повторившие конструк­цию, не захотят управлять устрой­ством одновременно с телевизо­ром или доверить свой дом сосе­ду, который, переключая каналы, будет "играться" с вашим освеще­нием.

В продаже имеется множество универсальных ПДУ, в которых возможен выбор адреса управляе­мого устройства. Например, пуль­ты серии RC6-2...RC6-5, широко используемые совместно с телеви­зорами "HORIZONT" шестого поко­ления, изменяют адрес устройства с "0" на "5" при нажатии совместно с кнопками управления клавиши "VCR". Данное обстоятельство по­зволяет использовать пульты из серии RC6-2...RC6-5, имеющие 42 кнопки и формирующие 40 команд управления, как для управления те­левизором, так и описанным уст­ройством, исключая взаимное вли­яние.

Идеальным вариантом являет­ся последующая переделка ПДУ, которая позволит изменить преда­ваемый адрес или переключать его.

Поскольку возможно програм­мирование включения выходов от различных пультов дистанционно­го управления (например, управле­ние выходами 1 ...10 от одного ПДУ, а управление выходами 11...15 и сервисными функциями от ПДУ с другим системным адресом), при этом каждый из пультов управляет только "своими" выходами, этой возможностью также не стоит пре­небрегать. Как вариант возможно использование одного ПДУ с не­большим количеством кнопок, но переключаемым системным адре­сом (обычно для этих целей в им­портных пультах дистанционного управления используется клавиша "Shift"). В случае отсутствия пере­ключателя его можно установить самостоятельно.

Программирование микропроцессора

Прошивку микропроцессора в hex-формате и рисунок печатной платы в формате lay можно взять на сайте автора [2], там же регуляр­но обновляются версии прошивок для всех разработанных до настоя­щего момента устройств. Как дол­жны быть запрограммированы Fuse-биты контроллера для среды Pony Prog 2000, показано на рис. 4.

Прошивку микропроцессора в hex-формате (файл DU-15.zip), рисунок печатной платы в формате lay (файл DU-15Jay.zip), электронную таблицу (файл DU-15_ADC_Calculator.zip)вы можете загрузить с сайта журнала: http://www.radioliga.com (раздел "Программы") а также с сайта автора: http://www.servissistemy.narod.ru

Литература

1.   А. Филипович. Многоканальная система дистанционного управления или "Умный дом" своими руками. - Радиолюбитель, №№ 3-4, 2009 г.

2.   http://www.servissistemy.narod.ru