Aktualna wersja na dzień 18:18, 28 lut 2023

Wstęp

Podczerwień jako nośnik przekazywania komend zdalnego sterowania, jest już obecny w sprzęcie konsumenckim od wielu lat. Dawniej jednak, wiele sprzętów było wyposażonych w sterowanie na piloty przewodowe, i to często jako wyposażenie opcjonalne. Z czasem transmisja bezprzewodowa stała się codziennością. Nie wszystkie urządzenia starszej daty doczekały się takiego udoskonalenia. Fabryczne przystawki czy piloty zdalnego sterowania dziś potrafią osiągać spore kwoty, a do tego ich podaż jest ograniczona. Postanowiono wykonać we własnym zakresie odpowiedni moduł zdalnego sterowania z wykorzystaniem fal podczerwieni. Pośród wielu systemów, wybrano opracowanie firmy ITT, wprowadzone pod koniec lat 70. XX wieku, oparte na układach scalonych SAA1250 i SAA1251.

Układ postanowiono połączyć z magnetofonem szpulowym Revox A77. Uniwersalność jednak sprawia, że po odpowiednim dostosowaniu, układ może współpracować z dowolnym urządzeniem, uzależnione jest to tylko od dostosowania części logicznej i wykonawczej do konkretnego zastosowania.

Punkt wyjścia czyli pilot kablowy

Revox A77 posiada zewnętrzne gniazdo do przyłączenia pilota, więc możliwe jest wykonanie sterownika bez ingerencji we wnętrzności magnetofonu. Oryginalnie dedykowany pilot był przewodowy, o stosunkowo prostej konstrukcji. Składał się z kilku przycisków odpowiednio zwierających i rozłączających poszczególne punkty układu sterowania napędem, które równolegle do klawiszy wbudowanych w magnetofonie, wyprowadzono do gniazda zdalnego sterowania i dalej, przewodem, do kablowego pilota. Samodzielne wykonanie takiego pilota nie sprawia wielkich trudności, jedyna niedogodność to potrzeba pozyskania nietypowego złącza WIST 10 firmy Hirschmann. Schemat połączeniowy dostępny jest w instrukcji serwisowej udostępnionej przez producenta. Odpowiedni artykuł o samodzielnym skonstruowaniu kablowego pilota zamieszczono już w czasach świetności modelu A77 w czasopiśmie Studio Sound (1).

Wykonany wedle zamieszczonego tam schematu pilot przewodowy, działa prawidłowo. Zrezygnowano z klawisza REC, pozostawiając funkcje PLAY, STOP, przewijanie do przodu i przewijanie do tyłu, gdyż nagrywanie i tak wymaga podejścia do magnetofonu i ustawienia chociażby poziomu potencjometrami, czego pilot już nie udostępnia. Dla wygody i uniwersalności, przewód połączeniowy wykonano ze standardowego kabla komputerowego z obustronnymi złączami typu DB9. Pozwala to dostosować długość do indywidualnych upodobań. W tym przypadku zastosowano przewód o długości 1,8 metra.

System bezprzewodowy - założenia i budowa

Docelowy układ pilota sterowanego podczerwienią można podzielić na kilka mniejszych fragmentów. Sygnały wysyłane przez nadajnik /pilota/ odbierane są przez odpowiednią diodę reagująca na promieniowanie podczerwone, a następnie wzmocnione do odpowiedniego poziomu przez wzmacniacz. W dalszej kolejności sygnał trafia do właściwego układu odbiorczego, przetwarzające nadawane rozkazy z pilota na postać cyfrową, zdolną do zrozumienia przez dalszą cześć elektroniki. Sygnały te sterują część logiczną oraz wykonawczą, które zaprojektowano już pod konkretne zastosowanie - w tym przypadku odpowiadające oryginalnemu przewodowemu pilotowi.

Jako pilot wykorzystano fabryczny, pochodzący z telewizora Unimor, o symbolu RB965. Nadajnik w systemie ITT wykonany na układzie SAA1250 pozwala wysyłać 64 rozkazy, co biorąc pod uwagę, że komendy można nadawać w więcej niż jednym rodzaju adresu, zwielokrotnia możliwości systemu, nawet do 1024 rozkazów. W większości zastosowań, tutaj także, zrezygnowano z tego, pozostawiając tylko jeden typ adresu. Szczegółowa lista rozkazów zawarta jest w literaturze (1). Jak można łatwo zauważyć, pilot pozwana wybierać jeden z 16 kanałów /rozkazy 17-32/, co w prostym przeliczeniu, daje domyślnie możliwość zagospodarowania 16 rodzajów funkcji do przełączania. Pilot Unimor nie posiada tylu klawiszy wyboru kanałów, co w tym zastosowaniu nie przeszkadza, gdyż potrzebne są jedynie cztery rozkazy. W przyjętym rozwiązaniu wykorzystano kanały 2 - przewijanie do tyłu, 3 - przewijanie do przodu, 5- stop, 8 - play. Szczegółowy opis wyprowadzeń i zasada działania układu nadawczego zawarta jest w karcie katalogowej producenta (5) .

Wzmacniacz wejściowy IR wykonano na dedykowanym do tych zastosowań układzie TBA2800 w jego katalogowej konfiguracji. Układ wymaga małej ilości elementów zewnętrznych, a dobór wartości jest typowy, zgodny z zaleceniami producenta. Wskazane jest zekranowanie tej części układu z uwagi na możliwość przenikania zakłóceń, zdolnych zaburzyć prawidłowość przesyłanych przez pilota rozkazów.

Główne serce systemu to układ odbiorczy SAA1251, stworzony do pary z układem nadawczym SAA1250. Przetwarza on rozkazy wysyłane przez nadajnik na odpowiednią postać logicznych 0 i 1, dostępnych na wyjściach A B C i D oraz na postać szeregową dostępną na wyprowadzeniu 17 układu. Wykaz rozkazów i odpowiadających im numerów programów zawarto w tabeli - załącznik nr 1. Po wybraniu odpowiedniego rozkazu, jego postać binarna utrzymuje się na wyjściach A B C D do czasu wybrania innego rozkazu. Układ pozwala także na dołączenie klawiatury wyboru bezpośredniego rozkazów, adekwatnych do tych z pilota, w tym rozwiązaniu jednak funkcjonalność ta nie jest wykorzystana. Wyprowadzenie numer 19 spełnia kilka funkcji. Domyślnie umożliwia ono włączanie i wyłączanie sterowanego urządzenia, co było wykorzystywane na przykład przez producentów telewizorów. Tutaj podłączono diodę LED i wykorzystano ją do sygnalizacji rodzaju pracy. Gdy dioda nie świeci, układ znajduje się w stanie spoczynku, jest to początkowy stan po włączeniu zasilania. Włączenie następuje przez przyciśnięcie jednego z klawiszu wyboru kanałów 1-16 lub klawisza włącz. Powrót do stanu uśpienia następuje przez naciśniecie klawisza wyłącz - dioda LED gaśnie. Układ wymaga małej ilości elementów zewnętrznych. Do prawidłowej pracy wymagane jest podłączenie kwarcu o częstotliwości 4,43 MHz. Dopuszcza się także stosowanie kwarcu 4 MHz. Połączenie wyprowadzeń 18 i 22 zapewnia właściwe adresowanie układu odbiorczego. Szczegółowe omówienie działania SAA 1251 znajduje się w literaturze (2, 3).

Zakodowane komendy w postaci 0 i 1 z wyjść A B C D wymagają odpowiedniego zdekodowania w układach logicznych. Tutaj możliwości realizacji jest kilka. Najbardziej sensowną opcją jest demultiplekser 1 z 16, z uwagi na dostępność 16 wyjść, choć oczywiście nie trzeba wykorzystywać wszystkich. Zbudowano taki układ z użyciem dwóch dekoderów 1 z 8 typu 74HC138. Podanie odpowiedniej wartości na wejścia skutkuje pojawieniem się logicznego 0 na jednym z wyjść, pozostawiając pozostałe wyjścia w stanie logicznej 1. Stan na wyjściu utrzymuje się przez cały czas podawania sygnałów wejściowych, ma więc formę dynamiczną. W naszym przypadku wystarczyłby pojedynczy układ 74HC138, gdyż potrzebne są tylko cztery wyjścia, a jeden układ zapewnia dekodowanie ośmiu.

Oryginalne przyciski pilota Revoxa A77 zwierają styki chwilowo, zaś wyjścia SAA 1251 mają postać zatrzaskową, więc należy dobudować odpowiedni układ przetwarzający ciągłą wartość wyjść na postać chwilowego impulsu. Zastosowano tutaj książkowy układ przerzutnika monostabilnego na bramkach NAND 74HC00. Jeden przerzutnik składa się z dwóch bramek, dla zbudowania czterech przerzutników potrzebne są dwa układy scalone. Przerzutnik wyzwalany jest logicznym 0 z wyjścia demultipleksera. Elementy RC decydują o długości trwania impulsu. Domyślnie na wyjściu przerzutnika impuls ma postać logicznego 0, dzięki zastosowaniu inwertera tranzystorowego na wyjściu, impuls ma postać logicznej 1.

Jako elementy wykonawcze, użyte zostały miniaturowe przekaźniki o dwóch parach styków zwierno-rozwiernych, z czego w każdym przekaźniku wykorzystano tylko jedną parę. Do funkcji play, przewijanie w przód i przewijanie w tył wystarczą zwykłe przekaźniki o jednym styku NO. Wyjątek stanowi funkcja stop, której zadziałanie polega nie na zwarciu, a rozłączeniu dwóch styków, dlatego tutaj wymagany jest przekaźnik NC. Przekaźniki załączane są przez bufory na układzie ULN2003, po podaniu na wejścia poziomu wysokiego. Włączenie każdego przekaźnika sygnalizowane jest diodą LED. Styki przekaźnika, połączono do wyjść zaciskowych ARK, a dalej poprzez kabel ze złączami DB9 i WIST 10 do gniazda zdalnego sterowania w magnetofonie, analogicznie jak w pilocie przewodowym.

Zasilacz zbudowano jako typowy książkowy sposób realizacji liniowych regulatorów napięcia typu LM78xx. Napięcie zmienne z wtórnego uzwojenia transformatora prostowane jest przez prostownik w układzie mostkowym i wygładzane przez kondensator filtrujący. W dalszej kolejności napięcie wchodzi na regulator LM7815, na którego wyjściu znajduje się regulator LM7805. Układ SAA1251, ULN2003 oraz przekaźniki zasilane są napięciem +15 V, pozostałe układy zasilane są napięciem +5 V. Na wyjściu każdego z stabilizatorów znajduje się dioda LED, sygnalizująca prawidłową pracę stabilizatora. Wydajność transformatora powinna być nie mniejsza niż 100 mA, a napięcie uzwojenia wtórnego pod obciążeniem najlepiej w zakresie 15 - 18 V. Większe napięcie przyniesie tylko straty w postaci ciepła wydzielanego na stabilizatorach. Największy pobór generuje SAA 1251 oraz przekaźniki, gdy są włączone, a następnie diody LED. Układy cyfrowe serii HC pobierają znikome wartości prądu.

Całość układu z uwagi na jego mały stopień skomplikowania, zmontowano na czterech uniwersalnych płytkach - trzech o wymianach 100x50mm i jednej 70x90mm. Zrezygnowano z rysowania dedykowanych obwodów drukowanych. Pod układy scalone zastosowano podstawki, podobnie jak pod kwarc. Transformator sieciowy dla ochrony przez napięciem sieci, umieszczono w obudowie po zasilaczu ELSIN. Poszczególne moduły połączono między sobą złączami typu goldpin i zaciskami ARK. Wskazane jest wyposażyć stabilizatory napięcia w chociaż niewielkie radiatory. Układ nie wymaga strojenia ani uruchamiania, złożony ze sprawnych elementów działa od razu po włączeniu. Efektywny zasięg pilota wynosi 9 do 10 metrów przy kierowaniu nadajnika po linii prostej do odbiornika podczerwieni. Wzmacniacz z układem TBA2800 powinien być zaekranowany. Wykaz potrzebnych podzespołów zawarto w załączniku nr 2.

Możliwości rozbudowy i zmian

Opisana powyżej funkcjonalność to zaledwie fragment możliwości wykorzystania układów SAA1250/1251. Ograniczeniem jest jedynie wyobraźnia konstruktora i funkcjonalność urządzenia sterowanego. W przypadku magnetofonu Revox A77, można by jeszcze pokusić się o dodanie włącznika ON/OFF sterowanego poprzez wyprowadzenie 19 układu, współpracy z timerem czy pominiętego na samym początku klawisza funkcji REC. Dobór niektórych podzespołów jak tranzystorów czy diod nie jest kategoryczny, a niektóre można pominąć, jak chociażby diody LED. Prąd LEDów można zmieniać wedle uznania. Przekaźniki można zastosować innego typu niż użyte w modelu, trzeba jedynie pamiętać o właściwej konfiguracji styków oraz prawidłowym doborze poboru prądu przez cewkę do wydajności zasilacza. W układzie zrezygnowano z diody LED świecącej się podczas odbierania rozkazów z pilota. Jest to pomocny sygnalizator, aczkolwiek nie niezbędny. Pilot Unimor można zastąpić dowolnym wykonanym na układzie SAA1250 lub odpowiedniku. Dobrze sprawdzi się tutaj popularny nadajnik typu NZS 2030 lub NZS 2032 stosowany w telewizorach zakładów WZT. W razie braku fabrycznego nadajnika lub z racji ambicji, można pokusić się o własnoręczne wykonanie pilota od podstaw.

Załączniki

1. Tabela rozkazów: File:revoxa77-zal1-lista-rozkazow.pdf

2. Wykaz elementów: File:revoxa77-zal2-wykaz-elementow.pdf

Literatura

1. Studio Sound 08/1974 r.

2. Cezary Rudnicki „Układy Scalone w Sprzęcie Elektroakustycznym” SIGMA-NOT 1987 r.

3. Radioelektronik nr 03/1990 i 04/1990 r.

4. Revox A77 instrukcja serwisowa

5. Karty katalogowe układów TBA2800, SAA1250

Tekst przygotował: Konrad Klekot, luty 2023.

Powrót do "Strony głównej"

Powrót do "Wydania 2023"