UChip - IR በላይ ላይ ተከታታይ!: 4 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:31

የገመድ አልባ ግንኙነት በአሁኑ ጊዜ በፕሮጀክቶቻችን ውስጥ ቁልፍ ባህሪ ሆኗል እና ስለ ሽቦ አልባ ማውራት ፣ ወደ አእምሮዬ የሚመጣው የመጀመሪያው ነገር Wi-Fi ወይም BT ነው ፣ ግን የ Wi-Fi ወይም BT የግንኙነት ፕሮቶኮሎችን አያያዝ ቀላል ስራ አይደለም እና ብዙ ይወስዳል የ MCU ሀብቶች ፣ የእኔን ማመልከቻ ኮድ ለማድረግ ትንሽ ቦታን በመተው። ስለዚህ ፣ ሚናዎቹን ለመከፋፈል እና ከፍ ያለ ነፃነትን ለማግኝት ብዙውን ጊዜ ከማይክሮ መቆጣጠሪያ ጋር በተከታታይ የተገናኘውን የውጭ Wi-Fi/BT ሞጁል እመርጣለሁ።

ሆኖም ፣ አንዳንድ ጊዜ Wi-Fi እና BT ለአንዳንድ መተግበሪያዎች ዝቅተኛ የቢት ፍጥነት እና አጭር የግንኙነት ርቀት ለሚፈልጉ “ከመጠን በላይ” ናቸው። በተጨማሪም ፣ Wi-Fi ወይም BT ን በመጠቀም የእርስዎን ስማርትፎን ወይም መሣሪያን ከትክክለኛ ማረጋገጫ ጋር የማገናኘት አስፈላጊነትን ያመለክታል።

የውጭ ብርሃንን ማብራት/ማጥፋት ወይም የመብራት ጥንካሬን መለወጥ ወይም የኤሌክትሪክ በር መክፈት ያስፈልግዎታል ብለው ያስቡ። Wi-Fi ወይም BT ን መጠቀም ዋጋ አለው?

በአከባቢው እና በትግበራዎች ላይ በመመስረት በ IR (ኢንፍራሬድ) የሞገድ ርዝመት ላይ ሽቦ አልባ ግንኙነት ጠቃሚ ሊሆን ይችላል። በጥቂት ውጫዊ አካላት (3 ልዩ ክፍሎች!) ፣ እና uChip (በጣም ትንሽ የአርዱዲኖ ተኳሃኝ ቦርድ) የተተገበረ አንድ Serial over IR ፣ እርስዎ የሚፈልጉት መፍትሔ ሊሆን ይችላል!

የቁሳቁሶች ሂሳብ (ለአንድ Tx-Rx መሣሪያ)

1 x uChip

1 x IR LED - የልቀት ከፍተኛው በ 950nm ላይ

1 x TSOP-38238 (ተመጣጣኝ)

1 x 1KOhm Resistor

ሃርድዌር

1 x የዳቦ ሰሌዳ/ፕሮቶ ቦርድ

1 x ጥቁር ፕላስቲክ ቲዩብ-ከ IR LED ጋር ተመሳሳይ መጠን ያለው የውስጥ ዲያሜትር ፣ ከ TSOP መቀበያ ጋር መሻገሪያን ለመከላከል ቱቦው አስፈላጊ ነው።

1 x የአሉሚኒየም ፎይል (3 ሴሜ x 3 ሴ.ሜ)

1 x ቴፕ

ጠቃሚ ምክር-አላስፈላጊውን የ RX/TX ሃርድዌርን ከወረዳው በማስወገድ ወይም በሥዕሉ ውስጥ ያለውን ተዛማጅ ኮድ በማንቃት/ባለአንድ አቅጣጫ ግንኙነት እንዲያስፈልግዎት ከፈለጉ አንድ-ቲክስ ወይም ብቻ-አርኤክስ መሣሪያ መሥራት ይችላሉ።

ደረጃ 1 - ሽቦ

በእቅዱ መሠረት አካሎቹን አንድ ላይ ያጣምሩ።

በቀላል መርሃግብሩ ላይ ጥቂት ማስታወሻዎች። TSOP-38238 የኃይል አቅርቦትን ከ 2.5 ቮ እስከ 5 ቮ የሚፈቅድ እና ቢበዛ 0.45mA ስለሚወስድ (የመረጃ ቋቱን እዚህ ያገኛሉ) ፣ እኔ መሬቱን እና የኃይል አቅርቦቱን በቅደም ተከተል የሚያቀርበውን ሁለት ፒን በመጠቀም ተቀባዩን ኃይል እሰጣለሁ። ይህ ተቀባዩን በፍላጎት ማብራት/ማጥፋት እና በጣም ቀላል የሃርድዌር ሽቦ ማቀናበርን ያስችላል። በተጨማሪም ፣ አንድ አቅጣጫ አቅጣጫ ግንኙነት ቢያስፈልግ TSOP-38238 ን በቀላሉ በማሰናከል/በማንቃት (Tx/Rx)-ብቸኛ መሣሪያ ለመሥራት መምረጥ ይችላሉ።

ወረዳው እንዴት ይሠራል?

እሱ በጣም ቀላል ነው። አነፍናፊው በ 38 ኪኸ 6 ባቡሮች ወይም ከዚያ በላይ ባቡር ሲያገኝ የ TSOP ውፅዓት ፒን ዝቅተኛ ይጎትታል ፣ በሌላ በኩል እንደዚህ ያለ ምልክት በማይኖርበት ጊዜ ወደ ላይ ይጎትታል። ስለዚህ ፣ ተከታታይ መረጃን በ IR ላይ ለማስተላለፍ ፣ ወረዳው የሚሠራው የ LED ካኖድን ዝቅ በሚያደርግ የቲኤክስ ተከታታይ ምልክት በተስተካከለ 38KHz PWM የ LED anode ን ማብራት ነው።

በዚህ ምክንያት ፣ በተከታታይ TX0 ከፍተኛ ደረጃ ላይ ፣ ኤልዲ (LED) በተገላቢጦሽ ወይም በተገላቢጦሽ (በጥራጥሬ የለም) እና የ TSOP ውፅዓት ፒን ወደላይ ይጎተታል። በዝቅተኛ ደረጃ ላይ ዝቅተኛ ደረጃን በማስተላለፍ ፣ ኤልኢዲ ኃይል ባለው እና በተተገበረው የ PWM ምልክት መሠረት የ IR ግፊቶችን ያመነጫል ፤ ስለዚህ ፣ የ TSOP ውፅዓት ዝቅተኛ ነው።

ስርጭቱ ቀጥተኛ (0-> 0 እና 1-> 1) በተቀባዩ በኩል የተገላቢጦሽ ወይም ሌላ አመክንዮ አያስፈልግም።

በመተግበሪያው መሠረት የ PWM ግዴታ ዑደትን በመምረጥ የ LED ኦፕቲካል ውፅዓት ኃይልን እቆጣጠራለሁ። የኃላፊነት ዑደት ከፍ ባለ መጠን ፣ የኦፕቲካል ውፅዓት ኃይል ከፍ ባለ እና ስለዚህ ፣ የበለጠ መልእክትዎን ያስተላልፋሉ።

አሁንም ጥራጥሬዎችን ማፍለቅ እንዳለብን ያስታውሱ! ስለዚህ ፣ ከ 90% የግዴታ ዑደት በላይ መሄድ የለብዎትም ፣ አለበለዚያ TSOP ምልክቱን እንደ ጥራጥሬዎች አይለይም።

የበለጠ ኃይል ይፈልጋሉ?

የአሁኑን ለመጨመር ፣ የ 1kOhm resistor ዋጋን በቀላሉ መቀነስ እንችላለን?

ምናልባት ፣ በጣም አይጠይቁ! በ “SAMD21” የውሂብ ሉህ ውስጥ እንደተገለጸው የወደብ ፒን ከተለመደው (PINCFG. DRVSTR = 1 እና VDD> 3V) ሲነዱ ከ MCU ፒን የሚያገኙት ከፍተኛው የአሁኑ በ 7mA ብቻ የተገደበ ነው።

ሆኖም ፣ መደበኛ ውቅረት (በአርዱዲኖ አይዲኢ ቤተ -መጻህፍት እንደ ነባሪ የተቀበለው) የአሁኑን ወደ 2mA ይገድባል። ስለዚህ ፣ 1kOhm ን በመጠቀም የአሁኑን ገደብ ከነባሪ ቅንብሮች ጋር ይሰጣል!

የአሁኑን መጨመር የኤሌክትሪክ አካላት ጉዳይ ብቻ አይደለም። በአጭሩ

• ተቃዋሚውን ይለውጡ (ዝቅተኛው እሴቱ በግምት 470Ohm -> VDD/470 ~ 7mA) ብቻ የተገደበ ነው ፤
• ተመጣጣኝ PORT-> PINCFG-> DRVSTR ን ወደ 1 ያቀናብሩ።

ለወደፊቱ ዝመና ውስጥ ይህንን ባህሪ ጨምሮ ኮዱን እሰጣለሁ።

ግን ያስታውሱ ፣ ወደ ገደቦቹ ቅርብ ከሆኑት ከ MCU ፒኖች መስመጥ እና ማፍሰስ እንደዚህ ጥሩ አቀራረብ አይደለም። በእርግጥ ፣ የ MCU ዕድሜ እና አስተማማኝነትን ዝቅ ያደርገዋል። ስለዚህ ፣ የተለመደው ድራይቭ ጥንካሬን ለረጅም ጊዜ አገልግሎት እንዲቆይ ሀሳብ አቀርባለሁ።

ደረጃ 2 - ፕሮግራሚንግ

ንድፉን “IRSerial.ino” ን ወደ uChip (ወይም እርስዎ የሚጠቀሙት አርዱinoኖ ተኳሃኝ ቦርድ) ይጫኑ።

PWM ን የሚያመነጫውን ፒን መለወጥ ከፈለጉ ፣ ከኮምፒዩተር ሰዓት ቆጣሪ ጋር የተገናኘ ፒን መጠቀሙን ያረጋግጡ ፣ ምክንያቱም ይህ የኮዱ ስሪት የሚሠራው ከ TCC ሰዓት ቆጣሪዎች ጋር ብቻ ስለሆነ (ለዚህ መረጃ የቦርድዎን “variant.c” ይመልከቱ)።). በሚቀጥሉት ዝመናዎች ውስጥ የ TC ሰዓት ቆጣሪዎችን ለመጠቀም ኮዱን እጨምራለሁ።

ኮዱ በጣም ቀላል ነው። ፒን_5 ን ዝቅ ካደረገ (TSOP GND ን ይሰጣል) እና ፒን_6 ከፍ ያለ (TSOP ን ኃይል) ፣ MCU PWM ን በፒ_1_1 ላይ ይጀምራል ፣ የሰዓት ቆጣሪውን ጊዜ በማቀናጀት እና አስፈላጊ ከሆነው ድግግሞሽ ማስተካከያ ጋር በማነጻጸር ይይዛል (በእኔ ሁኔታ 38KHz ነው) እና ግዴታ ዑደት (12.5% እንደ ነባሪ)። ይህ የሚከናወነው በ PWM ፒኖች ላይ መደበኛውን የአናሎግ ፃፍ () ተግባር በመጠቀም እና የ PER_REG (የጊዜ መመዝገቢያ) እና የ CC (ቀረፃ ማወዳደር) ምዝገባን ብቻ ነው (የተፃፈው ኮድ በቀላሉ ከ wiring_analog ቤተ-መጽሐፍት የተቆረጠ እና ለጥፍ)። PER_REG ን በሚቀይረው የ TSOP አነፍናፊ መሠረት አስፈላጊውን ድግግሞሽ ማቀናበር ይችላሉ (የጊዜ ገደቡን ቆጣሪ እንደገና ማስጀመር የላይኛው ወሰን ነው) ፣ ሲሲን ከወቅታዊው እሴት ጋር ወደ ተፈላጊው የሥራ ዑደት መቶኛ ያዋቅሩ።

በመቀጠልም ኮዱ 2400 ሰከንድ የሆነውን ትክክለኛውን የባውድ መጠን በመጠቀም ተከታታይ ወደቡን ያዘጋጃል። ለምን እንዲህ ያለ ዝቅተኛ የባውድ ተመን ?! መልሱ እዚህ ማግኘት በሚችሉት በ TSOP የውሂብ ሉህ ውስጥ ነው። TSOP አላስፈላጊ መቀየሪያን ለመከላከል ከፍተኛ ጫጫታ አለመቀበል ማጣሪያዎችን ስለያዘ ፣ የ TSOP ን የውጤት ፒን ለማውረድ የብዙ ጥራጥሬ ባቡር መላክ አስፈላጊ ነው (የጥራጥሬዎች ብዛት በ TSOP ስሪት ላይ የተመሠረተ ነው ፣ 6 የተለመደው እሴት ነው)። በተመሳሳይ ፣ የ TSOP ውፅዓት በትንሹ ከ 10 ጥራጥሬዎች ወይም ከዚያ በላይ ጋር ተመጣጣኝ ከሆነ በኋላ ወደ ከፍተኛ ይጎትታል። ስለሆነም ፣ የ TSOP ውፅዓት እንደ ተለዋዋጭ TX0 ምልክት ለማድረግ ፣ የሚከተለውን ቀመር ግምት ውስጥ በማስገባት የባውድ ተመን ማዘጋጀት አስፈላጊ ነው-

ተከታታይ ባውድ <PWM_frequency/10

38KHz ን በመጠቀም ይህ ከ 3800 ሰከንድ በታች ባውዲተርን ያስከትላል ፣ ይህ ማለት ቀደም ሲል እንደተጠበቀው ከፍ ያለ “መደበኛ” የሚፈቀደው የባውድ መጠን 2400 ፒቢኤስ ነው ማለት ነው።

የባውድ ተመን መጨመር ይፈልጋሉ? ሁለት አማራጮች አሉ።

በጣም ቀላሉ አማራጭ TSOP ን ወደ ከፍተኛ ድግግሞሽ ስሪት (እንደ TSOP38256) መለወጥ ነው ፣ ይህም የባውድ ፍጥነትን (4800 ሰከንድ) በእጥፍ ለማሳደግ ያስችልዎታል።

በቂ አይደለም?! ከዚያ ቀላል የ IR LED+photodiode እና የማጉያ ወረዳዎችን በመጠቀም የራስዎን የኦፕቲካል አገናኝ ማድረግ ያስፈልግዎታል። ሆኖም ፣ ይህ መፍትሔ ጫጫታ በተላለፈው መረጃ ላይ ተጽዕኖ እንዳያሳድር ብዙ የኮድ እና የኤሌክትሮኒክስ ባለሙያዎችን ይፈልጋል እናም ስለዚህ አፈፃፀሙ በጭራሽ ቀላል አይደለም! ሆኖም ፣ በቂ በራስ የመተማመን ስሜት ከተሰማዎት ፣ የራስዎን የ TSOP ስርዓት ለመሥራት ከመሞከርዎ በላይ እንኳን ደህና መጡ!:)

በመጨረሻ ፣ በተከታታይ ተቆጣጣሪው ላይ መረጃን ለመላክ እና ለመቀበል የምጠቀምበትን የ SerialUSB ወደብ (2400 ሰከንድ) አዘጋጃለሁ።

የ loop () ተግባር በሁለቱ ተከታታይ ላይ መረጃን ለማስተላለፍ አስፈላጊ የሆነውን ኮድ ያጠቃልላል እና የሴሪያል ስሞችን ብቻ ከመቀየር ከምሳሌው ንድፍ SerialPassthrough በቀጥታ ይገለበጣል።

ደረጃ 3: ከለላ IR LED

የ “IRSerial.ino” ኮዱን ከጫኑ በኋላ ከላይ ያለውን ወረዳ ከፍ ካደረጉ በ Arduino IDE ላይ ያለውን ተከታታይ መቆጣጠሪያ ይፈትሹ እና ሕብረቁምፊ ለመላክ ይሞክሩ። ምናልባት uChip የሚያስተላልፈውን በትክክል እየተቀበለ መሆኑን ያዩ ይሆናል! በ IR LED እና በተመሳሳዩ መሣሪያ TSOP መካከል በኦፕቲካል ግንኙነት ምክንያት በወረዳው ውስጥ የመስቀለኛ ንግግር አለ!

መነጋገሪያን በመከላከል የዚህ ፕሮጀክት ከባድ ክፍል ይመጣል! በ IR ላይ የሁለትዮሽ ተከታታይ ግንኙነት ለማድረግ ቀለበቱ መሰበር አለበት።

ምልልሱን እንዴት እንሰብራለን?

የመጀመሪያው አማራጭ ፣ የ PWM ግዴታ ዑደትን ዝቅ ያደርጋሉ ፣ በዚህም የኤልዲውን የኦፕቲካል ኃይል ውፅዓት ዝቅ ያደርጋሉ። ሆኖም ፣ ይህ አቀራረብ እርስዎ አስተማማኝ ተከታታይ IR ሰርጥ የሚያገኙበትን ርቀትም ይቀንሳል። ሁለተኛው አማራጭ የ IR LED ን በመከላከል አቅጣጫዊ IR “beam” ያደርገዋል። እሱ የመሞከር እና የስህተት ጉዳይ ነው። በመጨረሻ ፣ በአሉሚኒየም ፎይል እና በቴፕ (በኤሌክትሪክ ሽፋን መስጠት) ተጠቅልሎ ጥቁር የአየር ግፊት የአየር ቱቦ በመጠቀም የመስቀለኛውን ንግግር ለመስበር ችዬ ነበር። የሚያስተላልፈውን IR LED ን በቱቦ ውስጥ ማስገባት በአንድ መሣሪያ TX እና RX መካከል መገናኘትን ይከላከላል።

የእኔን መፍትሄ ለማየት ሥዕሉን ይመልከቱ ፣ ግን ሌሎች ዘዴዎችን ለመሞከር እና/ወይም የራስዎን ለመጠቆም ነፃነት ይሰማዎ! ለዚህ ጉዳይ ፍጹም መፍትሔ የለም (ቀላል የአንድ አቅጣጫ ሰርጥ እስካልፈለጉ ድረስ) እና እንደ ፍላጎቶችዎ መጠን የወረዳውን አቀማመጥ ፣ የ PWM ግዴታ ዑደት እና የ IR ጋሻ ማስተካከል ያስፈልግዎታል።

የመስቀለኛ ንግግሩን አንዴ ከሰበሩ ፣ በ IR አንፀባራቂ ገጽታዎች ላይ የ IR ሞገድ ርዝመትን ነፀብራቅ በመጠቀም በመሣሪያው Tx-Rx ላይ loop በመፍጠር መሣሪያዎ አሁንም እየሰራ መሆኑን ማረጋገጥ ይችላሉ።

ደረጃ 4: መግባባት

ይሄ ነው

በ IR መሣሪያ ላይ ያለው የእርስዎ ተከታታይ ለመገናኘት ዝግጁ ነው ፣ በ IR ላይ መረጃን ለመላክ ፣ የሚወዱትን ማንኛውንም ነገር ለማብራት/ለማጥፋት ይጠቀሙበት ወይም በድብቅ የሚደብቁትን ዳሳሽ ሁኔታ ይፈትሹ!

ግንኙነቱ አስተማማኝ የሆነበት ርቀት ለ WiFi ወይም ለ BT መሣሪያ ያህል አይደለም። ሆኖም ፣ እሱ አቅጣጫዊ ነው (በ LED ክፍት እና በተተገበረው የ IR መከላከያ ስርዓት ላይ በመመስረት) ፣ በአንዳንድ ትግበራዎች ውስጥ በጣም ጠቃሚ ሊሆን ይችላል!

እኔ ያደረግኳቸውን ትግበራዎች ጥቂት ምሳሌዎችን የሚያዩበትን ቪዲዮ በቅርቡ እሰቅላለሁ። ይደሰቱ!