التحكم الآلي بالمنزل بالأشعة تحت الحمراء عن بعد باستخدام متحكم الموافقة المسبقة عن علم

في هذا المشروع ، سنستخدم متحكم PIC للتحكم عن بعد في عدد قليل من أحمال التيار المتردد باستخدام جهاز تحكم عن بعد يعمل بالأشعة تحت الحمراء. تم بالفعل تنفيذ مشروع مماثل لأتمتة المنزل الذي يتم التحكم فيه عن بعد بالأشعة تحت الحمراء مع Arduino أيضًا ، ولكن هنا قمنا بتصميمه على PCB باستخدام مصمم ومحاكاة PCB عبر الإنترنت من EasyEDA ، واستخدمنا خدمات تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور لطلب لوحات PCB كما هو موضح في القسم التالي من مقالة - سلعة.

في نهاية هذا المشروع ، ستتمكن من تبديل (تشغيل / إيقاف) أي حمل تيار متردد باستخدام جهاز تحكم عن بعد عادي من الكرسي / السرير المريح. لجعل هذا المشروع أكثر إثارة ، قمنا أيضًا بتمكين ميزة للتحكم في سرعة المروحة بمساعدة Triac. كل ذلك يمكن القيام به بنقرات بسيطة على جهاز التحكم عن بعد الخاص بالأشعة تحت الحمراء. يمكنك استخدام أي جهاز تحكم عن بعد في التلفزيون / DVD / MP3 لهذا المشروع. يتم استقبال إشارات الأشعة تحت الحمراء المختلفة من جهاز التحكم عن بعد بواسطة المتحكم الدقيق الذي يتحكم بعد ذلك في المرحلات المعنية عبر دائرة سائق مرحل. تستخدم هذه المرحلات لتوصيل وفصل أحمال التيار المتردد (الأضواء / المروحة).

شرح العمل:

عمل هذا المشروع سهل الفهم إلى حد ما. عندما يتم الضغط على زر على جهاز التحكم عن بعد IR ، فإنه يرسل سلسلة من التعليمات البرمجية في شكل نبضات مشفرة باستخدام تردد تعديل 38 كيلو هرتز. يتم استقبال هذه النبضات بواسطة مستشعر TSOP1738 ثم قراءتها بواسطة وحدة التحكم. تقوم وحدة التحكم بعد ذلك بفك تشفير قطار النبضات المستلم إلى قيمة سداسية عشرية وتقارنها بالقيم السداسية المحددة مسبقًا في برنامجنا.

في حالة حدوث أي تطابق ، تقوم وحدة التحكم بإجراء عملية نسبية عن طريق تشغيل المرحل / الترياك ، وتتم الإشارة أيضًا إلى النتيجة المقابلة بواسطة مصابيح LED المدمجة. هنا في هذا المشروع ، استخدمنا 4 لمبات (لمبات صغيرة) بألوان مختلفة كأحمال إضاءة ومصباح آخر (لمبة أكبر) يعتبر مروحة لغرض العرض.

لقد اخترنا المفتاح 1 لتبديل المرحل 1 و 2 لتبديل المرحل 2 و 3 لتبديل المرحل 3 و 4 لتبديل المرحل 4 و Vol + لزيادة سرعة المروحة و Vol- لتقليل سرعة المروحة.

ملحوظة: هنا استخدمنا لمبة 100 وات بدلاً من مروحة.

هناك العديد من أنواع أجهزة التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء المتاحة لأجهزة مختلفة ، ولكن معظمها يعمل حول تردد 38 كيلو هرتز. هنا في هذا المشروع ، نتحكم في الأجهزة المنزلية باستخدام جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون IR وللكشف عن إشارات الأشعة تحت الحمراء ، نستخدم جهاز استقبال الأشعة تحت الحمراء TSOP1738. يمكن أن يستشعر مستشعر TSOP1738 إشارة تردد 38 كيلو هرتز. تتم تغطية عمل جهاز التحكم عن بعد IR و TSOP1738 بالتفصيل في هذه المقالة: IR Transmitter and Receiver

يعمل متحكم PIC الخاص بنا عند +5 فولت وتعمل المرحلات عند + 12V ، ومن ثم نستخدم محولًا للتنحي عن 220 فولت AC وتصحيحه باستخدام مقوم جسر كامل. يتم بعد ذلك تنظيم جهد التيار المستمر المعدل إلى + 12V و + 5V باستخدام منظم ICs 7812 و 7805 على التوالي.

لتشغيل التتابع ، نستخدم ترانزستورات مثل BC547 والتي يمكن أن تعمل كمفتاح إلكتروني لتشغيل / إيقاف تشغيل المرحلات بناءً على إشارة من وحدة التحكم الدقيقة PIC. TRIAC عبارة عن أشباه موصلات طاقة قادرة على التحكم في جهد الخرج ؛ تستخدم هذه الإمكانية للتحكم في سرعة المروحة.

لقد استخدمنا أيضًا محرك Triac للتحكم في Triac باستخدام متحكم PIC الخاص بنا. يتم استخدام هذا المحرك لإعطاء نبضة زاوية إطلاق النار إلى Triac ، بحيث يمكن التحكم في طاقة الخرج. هنا استخدمنا 6 مستويات للتحكم في السرعة. عندما يكون المستوى 0 ، سيتم إيقاف تشغيل المروحة. عندما يكون المستوى 1 تكون السرعة 1/5 من السرعة الكاملة. عندما يكون المستوى 2 تكون السرعة 2/5 من السرعة الكاملة وعلى التوالي للآخرين. يمكن مراقبة المستوى الحالي للسرعة باستخدام شاشة العرض المكونة من 7 أجزاء.

يظهر الرسم التخطيطي للمشروع أدناه.

المكونات:

المكونات المطلوبة لبناء هذا المشروع موضحة أدناه:

متحكم PIC18f2520 -1
TSOP1738 -1
IR TV / DVD Remote -1
الترانزستور BC547 -4
مرحلات 12 فولت -4
لمبة مع حامل -5
توصيل الأسلاك -
EasyEda PCB -1
16x2 LCD
امدادات الطاقة 12 فولت
موصل طرفي 2 دبوس "-8
موصل طرفي 3 دبوس -1
محول 12-0-12 -1-
منظم الجهد 7805 -1
منظم الجهد 7812 -1
مكثف 1000 فائق التوهج -1
مكثف 10 فائق التوهج -1
مكثف 0.1 فائق التوهج -1
مكثف 0.01 فائق التوهج 400 فولت `-1
10 ك -5
1 ك -5
100 أوم -7
مقطع الكاثود المشترك -1
1n4007 ديود -10
BT136 التيرستورات -1
رأس ذكر / أنثى -
المصابيح -6
مقرنة البصريات moc3021 -1
مقرنة بصرية mtc2e أو 4n35 -1
20 ميجا هرتز كريستال -1
33pf مكثف -2
5.1 فولت زينر ديود -1
مقاومة 47 اوم 2 واط -1

جميع هذه المكونات شائعة الاستخدام ويمكن شراؤها بسهولة. ومع ذلك ، إذا كنت تبحث عن أفضل شراء عبر الإنترنت ، فإننا نوصيك بـ LCSC.

LCSC هو متجر إلكتروني رائع لشراء مكونات الإلكترونيات الخاصة بك لجميع أنواع المشاريع. إنها تتميز بحوالي 25000 نوع من المكونات وأفضل شيء أنها تبيع حتى العناصر بكميات صغيرة للمشاريع الصغيرة ولديها أيضًا الشحن العالمي.

فك شفرة IR Remote:

كما ذكرنا سابقًا ، يمكنك استخدام أي جهاز تحكم عن بعد لمشروعك. لكن علينا أن نعرف أي نوع من الإشارة يتم إنشاؤه من جهاز التحكم عن بعد هذا. لكل مفتاح فردي على جهاز التحكم عن بُعد ، ستكون هناك قيمة HEX مكافئة لذلك المفتاح. باستخدام قيمة HEX هذه ، يمكننا التمييز بين كل مفتاح على جانب وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بنا. لذلك قبل أن نقرر استخدام جهاز تحكم عن بعد ، يجب أن نعرف قيمة HEX للمفاتيح المحددة مسبقًا في جهاز التحكم عن بُعد هذا. في هذا المشروع ، استخدمنا جهاز تحكم عن بعد من شركة NEC. فيما يلي قيم HEX للمفاتيح الموجودة على جهاز التحكم عن بعد الخاص بـ NEC.

كما يمكنك ملاحظة أن قيمة HEX تحتوي على 7 أحرف يختلف منها فقط آخر رقمين ، ومن ثم يمكننا اعتبار الرقمين الأخيرين فقط للتمييز بين كل مفتاح.

مخطط الرسم البياني:

يظهر الرسم التخطيطي للمشروع أدناه.

تم جعل المخطط أعلاه سهلاً باستخدام محرر تخطيطي esayEDA لأنه يوفر تخطيطات لجميع المكونات المستخدمة في هذا المشروع. كما أنه لا يتطلب التثبيت ويمكن استخدامه عبر الإنترنت أثناء التنقل.

يتم تحديد قيم المكونات والمكونات بوضوح في المخطط أعلاه. يمكنك أيضًا تنزيل الملف التخطيطي من هنا.

برمجة:

يتم تنفيذ برنامج هذا المشروع باستخدام MPLABX ، كما أن الكود بسيط جدًا وسهل الفهم. سيتم تقديم الكود الكامل في نهاية هذا البرنامج التعليمي ، وسيتم شرح بعض الأجزاء المهمة الأخرى من البرنامج أدناه.

في بداية الكود ، يجب أن ندرج المكتبات المطلوبة ، ونحدد الدبابيس ونعلن عن المتغيرات.

#تضمن #تضمن #تضمن # تضمين "config.h" #define tric RB1 #define ir RB2 #define relay1 RC2 #define relay2 RC3 #define relay3 RC4 #define relay4 RC5 #define rly1LED RB3 #define rly2LED RB4 #define rly5define RC1 علم RC0 int = 0 ؛ int cmd = 0 ؛ سرعة int = 5 ؛ تاريخ غير موقعة ؛ كثافة العمليات أنا = 0 ؛ نتيجة شار int j = 0 ؛

بعد ذلك ، قمنا بإنشاء وظيفة تأخير بسيطة باستخدام حلقة "for".

تأخير باطل (وقت int) {لـ (int i = 0 ؛ i

بعد ذلك ، قمنا بتهيئة المؤقت باستخدام الوظيفة التالية

مؤقت الفراغ () // 10 -> 1us {T0PS0 = 0 ؛ T0PS1 = 0 ؛ T0PS2 = 0 ؛ PSA = 0 ؛ // مصدر ساعة الموقت من Prescaler T0CS = 0 ؛ // يحصل Prescaler على ساعة من FCPU (5 ميجا هرتز) T08BIT = 0 ؛ // 16 BIT MODE TMR0IE = 1 ؛ // تمكين TIMER0 Interrupt PEIE = 1 ؛ // Enable Peripheral Interrupt GIE = 1 ؛ // تمكين INTs عالميًا TMR0ON = 1 ؛ // الآن ابدأ الموقت! }

الآن في الوظيفة الرئيسية ، قمنا بإعطاء توجيهات إلى المسامير المحددة وتهيئة المؤقت والمقاطعة الخارجية int0 لاكتشاف التقاطع الصفري.

ADCON1 = 0b00001111 ؛ TRISB1 = 0 ؛ TRISB2 = 1 ؛ TRISB3 = 0 ؛ TRISB4 = 0 ؛ TRISB5 = 0 ؛ TRISC = 0x00 ؛ TRISA = 0x00 ؛ PORTA = 0xc0 ؛ TRISB6 = 0 ؛ RB6 = 1 ؛ التتابع 1 = 0 ؛ التتابع 2 = 0 ؛ التتابع 3 = 0 ؛ التتابع 4 = 0 ؛ rly1LED = 0 ؛ rly3LED = 0 ؛ rly2LED = 0 ؛ rly4LED = 0 ؛ مروحة ليد = 0 ؛ أنا = 0 ؛ الأشعة تحت الحمراء = 0 ؛ ثلاثي = 0 ؛ مؤقت () ؛ INTEDG0 = 0 ؛ // المقاطعة عند حافة السقوط INT0IE = 1 ؛ // تمكين المقاطعة الخارجية INT0 (RB0) INT0IF = 0 ؛ // يمسح INT0 External Interrupt Flag bit PEIE = 1 ؛ // Enable Peripheral Interrupt GIE = 1 ؛ // تمكين INTs عالميًا

الآن ، نحن هنا لا نستخدم أي مقاطعة أو وضع التقاط ومقارنة للكشف عن إشارة الأشعة تحت الحمراء. هنا استخدمنا للتو دبوسًا رقميًا لقراءة البيانات تمامًا كما نقرأ زر ضغط. عندما ترتفع الإشارة أو تنخفض ، نضع طريقة الرفع وتشغيل المؤقت. عندما يغير الدبوس حالته إلى أخرى ، سيتم حفظ قيم الوقت في مصفوفة.

يرسل IR عن بعد منطق 0 كـ 562.5us والمنطق 1 كـ 2250us. عندما يقرأ المؤقت حوالي 562.5us ، فإننا نفترض أنه 0 وعندما يقرأ المؤقت حوالي 2250us ، فإننا نفترض أنه 1. ثم نقوم بتحويله إلى شكل سداسي عشري.

تحتوي الإشارة الواردة من جهاز التحكم عن بعد على 34 بت. نقوم بتخزين جميع البايتات في المصفوفة ثم نقوم بفك تشفير البايت الأخير المراد استخدامه.

بينما (ir == 1) ؛ INT0IE = 0 ؛ بينما (ir == 0) ؛ TMR0 = 0 ؛ بينما (ir == 1) ؛ أنا ++ ؛ دات = TMR0 ؛ إذا (dat> 5000 && dat <12000) {} else {i = 0 ؛ INT0IE = 1 ؛ } إذا (i> = 33) {GIE = 0 ؛ تأخير (50) ؛ كمد = 0 ؛ لـ (j = 26؛ j <34؛ j ++) {if (dat> 1000 && dat <2000) cmd << = 1 ؛ وإلا إذا (dat> 3500 && dat <4500) {cmd- = 0x01؛ cmd << = 1 ؛ }} cmd >> = 1 ؛

يستقبل جزء الكود أعلاه ويفك تشفير إشارة الأشعة تحت الحمراء باستخدام المقاطعات المؤقتة ويخزن قيمة HEX المقابلة في المتغير cmd. الآن يمكننا مقارنة قيمة HEX هذه (متغير cmd) بقيم HEX المحددة مسبقًا وتبديل التتابع كما هو موضح أدناه

إذا (cmd == 0xAF) {relay1 = ~ relay1؛ rly1LED = ~ rly1LED ؛ } else if (cmd == 0x27) {relay2 = ~ relay2؛ rly2LED = ~ rly2LED ؛ } else if (cmd == 0x07) {relay3 = ~ relay3؛ rly3LED = ~ rly3LED ؛ } else if (cmd == 0xCF) {relay4 = ~ relay4؛ rly4LED = ~ rly4LED ؛ } else if (cmd == 0x5f) {speed ++ ؛ إذا (السرعة> 5) {السرعة = 5 ؛ }} else if (cmd == 0x9f) {speed--؛ إذا كانت (السرعة <= 0) {السرعة = 0 ؛ }}

الآن لمعرفة المروحة التي تعمل بها حاليًا ، يجب أن نستخدم شاشة عرض من 7 أجزاء. تُستخدم الأسطر التالية لإرشاد دبابيس الشاشة المكونة من 7 مقاطع.

if (speed == 5) // متوقف 5x2 = 10ms triger // speed 0 {PORTA = 0xC0 ؛ // عرض 0 RB6 = 1 ؛ مروحة ليد = 0 ؛ } else if (speed == 4) // 8 مللي ثانية المشغل // السرعة 1 {PORTA = 0xfc ؛ // عرض 1 RB6 = 1 ؛ مروحة ليد = 1 ؛ } else if (speed == 3) // 6 مللي ثانية المشغل // السرعة 2 {PORTA = 0xE4 ؛ // عرض 2 RB6 = 0 ؛ مروحة ليد = 1 ؛ } else if (speed == 2) // 4ms trigger // speed 3 {PORTA = 0xF0؛ // عرض 3 RB6 = 0 ؛ مروحة ليد = 1 ؛ } else if (speed == 1) // 2ms trigger // speed 4 {PORTA = 0xD9 ؛ // عرض 4 RB6 = 0 ؛ مروحة ليد = 1 ؛ } else if (speed == 0) // 0ms trigger // speed 5 full power {PORTA = 0xD2؛ // عرض 5 RB6 = 0 ؛ مروحة ليد = 1 ؛ }

الوظيفة أدناه هي للمقاطعة الخارجية وتجاوز الوقت. هذه الوظيفة مسؤولة عن اكتشاف التقاطع الصفري وقيادة التيرستورات.

void interrupt isr () {if (INT0IF) {delay (speed)؛ ثلاثي = 1 ؛ لـ (int t = 0 ؛ t <100 ؛ t ++) ؛ ثلاثي = 0 ؛ INT0IF = 0 ، } if (TMR0IF) // تحقق مما إذا كان TMR0 Overflow ISR {TMR0IF = 0 ؛ }}

يبدو PCB النهائي لأتمتة المنزل الذي يتم التحكم فيه عن بعد بالأشعة تحت الحمراء كما هو موضح أدناه:

تصميم الدوائر و PCB باستخدام EasyEDA:

لتصميم أتمتة المنزل للتحكم عن بعد ، استخدمنا EasyEDA وهي أداة EDA مجانية عبر الإنترنت لإنشاء الدوائر وثنائي الفينيل متعدد الكلور بطريقة سلسة لقد طلبنا سابقًا عددًا قليلاً من مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور من EasyEDA وما زلنا نستخدم خدماتهم حيث وجدنا العملية بأكملها ، بدءًا من رسم الدوائر إلى طلب ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أكثر ملاءمة وكفاءة مقارنةً بمصنعي ثنائي الفينيل متعدد الكلور الآخرين. تقدم EasyEDA رسم الدوائر ، والمحاكاة ، وتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور مجانًا ، كما تقدم خدمة PCB مخصصة عالية الجودة ولكن بسعر منخفض. تحقق هنا من البرنامج التعليمي الكامل حول كيفية استخدام Easy EDA لعمل المخططات وتخطيطات PCB ومحاكاة الدوائر وما إلى ذلك.

EasyEDA تتحسن يومًا بعد يوم ؛ لقد أضافوا العديد من الميزات الجديدة وتحسين تجربة المستخدم الإجمالية ، مما يجعل EasyEDA أسهل وقابلة للاستخدام في تصميم الدوائر. سيطلقون قريبًا إصدار سطح المكتب الخاص به ، والذي يمكن تنزيله وتثبيته على جهاز الكمبيوتر الخاص بك للاستخدام في وضع عدم الاتصال.

في EasyEDA ، يمكنك جعل تصميمات الدوائر الكهربائية وثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاصة بك عامة حتى يتمكن المستخدمون الآخرون من نسخها أو تعديلها والاستفادة منها ، كما أننا جعلنا تخطيطات الدوائر الكهربائية وثنائي الفينيل متعدد الكلور لدينا عامة لأتمتة المنزل للتحكم عن بعد.

يوجد أدناه لقطة من الطبقة العليا لتخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور من EasyEDA ، يمكنك عرض أي طبقة (أعلى ، أسفل ، سطح علوي ، حرير سفلي ، إلخ) من ثنائي الفينيل متعدد الكلور عن طريق تحديد الطبقة من نافذة "الطبقات".

حساب وطلب عينات ثنائي الفينيل متعدد الكلور عبر الإنترنت:

بعد الانتهاء من تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يمكنك النقر فوق رمز إخراج التصنيع ، والذي سينقلك إلى صفحة طلب PCB. هنا يمكنك عرض PCB الخاص بك في Gerber Viewer أو تنزيل ملفات Gerber الخاصة بـ PCB وإرسالها إلى أي مصنع ، كما أنه من الأسهل (والأرخص) طلبها مباشرة في EasyEDA. هنا يمكنك تحديد عدد مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور التي تريد طلبها ، وعدد طبقات النحاس التي تحتاجها ، وسمك ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، ووزن النحاس ، وحتى لون ثنائي الفينيل متعدد الكلور. بعد تحديد جميع الخيارات ، انقر فوق "حفظ في عربة التسوق" وأكمل طلبك ، ثم ستتلقى مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور في غضون أيام قليلة.

يمكنك طلب PCB مباشرة أو تنزيل ملف Gerber باستخدام هذا الرابط.

بعد أيام قليلة من طلب ثنائي الفينيل متعدد الكلور حصلنا على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم عرض اللوحات التي تلقيناها أدناه.

بمجرد استلامنا لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، قمت بتثبيت جميع المكونات المطلوبة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وأخيرًا لدينا أتمتة المنزل التي يتم التحكم فيها عن بُعد بالأشعة تحت الحمراء ، تحقق من هذه الدائرة تعمل في فيديو توضيحي في نهاية المقالة.