Informe de propuesta de control remoto inalámbrico
Informe de propuesta de control remoto inalámbrico
Con el rápido desarrollo de la tecnología de comunicación moderna, la tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance ha mostrado un buen impulso de desarrollo. Atraer cada vez más la atención de la gente.
Informe de propuesta de control remoto inalámbrico Parte 1:
Antecedentes y objetivos del diseño
Antecedentes del diseño:
Con el avance de la tecnología y las redes sociales cambios Con el desarrollo de productos electrónicos modernos, el diseño de productos electrónicos modernos presta cada vez más atención a la simplicidad y practicidad de los productos. La acelerada vida moderna hace que muchos productos electrónicos deban ser pequeños, convenientes y simples. Para satisfacer esta necesidad. Se produjo un sistema de control remoto inalámbrico.
Su aparición ha brindado una gran comodidad a las personas en la industria, la agricultura, la industria aeroespacial y la vida familiar, permitiéndoles controlar el funcionamiento normal de otras máquinas, sistemas, etc. dentro de una cierta distancia. Aporta comodidad al desarrollo de la industria. Es una tendencia inevitable para el desarrollo futuro de la industria electrónica. En el pasado la producción industrial, ya fuera el arranque de la máquina o el apagado del sistema.
Todos utilizan control por cable, lo que requiere que las personas acudan al centro de control para realizar operaciones manuales. Ha traído restricciones al progreso de la producción industrial y a la mejora de la eficiencia de la producción. Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología, ese control seguramente será reemplazado por otros más avanzados. Por tanto, la aparición de los sistemas de control remoto ha supuesto una nueva revolución para la industria.
Facilita enormemente la producción de control industrial. Permite a las personas controlar otras máquinas dentro de una cierta distancia o incluso en el universo distante. El funcionamiento del sistema mejora en gran medida la eficiencia de la producción, hace una gran contribución a la mejora económica y también determina la posición internacional de un país. Por tanto, como futuros constructores de la nación. Es necesario que aprendamos bien el conocimiento del control remoto, y también es una necesidad del país y de la época. Objetivos de diseño:
1. La distancia de control es de al menos 20 metros
2. Controlar el encendido y apagado mediante diferentes botones 3. Funciones como encendido, apagado y apagado retardado se puede realizar
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Ideas de diseño y rutas técnicas
Este diseño utiliza componentes de control remoto por radio de frecuencia estable de 315 MHz y otros componentes periféricos, e interruptores de control remoto ensamblados. Se pueden controlar varios aparatos eléctricos de más de diez canales de 220 V a través del microordenador de un solo chip.
El circuito transmisor escanea las teclas del teclado y el microcontrolador envía la señal de control correspondiente al terminal de entrada de datos del PT2262. Está codificado y modulado por PT2262 en la onda portadora de 315 MHZ y es transmitido por la antena después de una amplificación de alta frecuencia de una etapa.
La señal es recibida por la placa receptora después de una amplificación de alta frecuencia de dos etapas, la señal modulada es demodulada por el circuito de detección. La señal digital se envía al PT2272 después de una amplificación de alta frecuencia de dos etapas. obtenga amplificación mediante el bloque amplificador integrado de operación dual LM358 decodificado, la salida se envía al microcontrolador y el microcontrolador controla el relé de control del aparato eléctrico correspondiente de acuerdo con la señal de acción. Control completo de electrodomésticos.
Parte transmisora: 315M
Módulo transmisor inalámbrico
Módulo receptor: módulo receptor inalámbrico 315M
Plan de progreso del diseño
1. Desde diciembre de 2014 hasta enero de 2015, seleccioné el tema para mi tesis de graduación y me reuní con mi supervisor.
2. Enero 2015? Enero 2015: Recopilar información relevante y establecer un marco.
3. Enero 2015 defensa de tesis de graduación.
4. Febrero 2015? Marzo 2015 Utilice el software Protel para dibujar cada parte del circuito y escribir el programa del microcontrolador.
5. Desde marzo de 2015 hasta abril de 2015, monitorear el circuito y realizar ajustes.
6. Mayo 2015? Mayo 2015 Optimizar el programa y redactar el artículo.
7. 2 de mayo de 2015 - 11 de mayo de 2015 Completar la tesis y defender la tesis de graduación.
Informe de propuesta de diseño de interruptor de control remoto inteligente multipropósito Parte 2:
1. El propósito y la importancia de la investigación del proyecto
El interruptor de control remoto es un desarrollo indispensable en la era del control inteligente , lo que trae grandes cambios a nuestras vidas. Aporta mucha comodidad y rapidez. Por ejemplo, si utiliza interruptores inteligentes en su hogar, puede realizar el control inteligente de luces, electrodomésticos, cortinas y cerraduras de puertas, y disfrutar del control remoto inteligente del hogar en cualquier momento y en cualquier lugar, combinando perfectamente inteligencia y moda.
Los mandos a distancia de uso común se dividen a grandes rasgos en dos categorías: mandos a distancia por infrarrojos y mandos a distancia por radio.
El sistema de control remoto por infrarrojos que la gente ve se divide en dos partes: transmisión y recepción. El elemento emisor de la parte emisora es un diodo emisor de luz infrarroja, que emite rayos infrarrojos en lugar de luz visible. La longitud de onda infrarroja emitida por los diodos emisores de luz infrarrojos de uso común es de aproximadamente 940 nm. La forma es la misma que la de los diodos emisores de luz ordinarios de 5 mm, pero el color es diferente. La potencia de emisión de un único diodo emisor de luz infrarroja es de unos 100 mW. El tubo receptor de infrarrojos del circuito receptor es un diodo fotosensible. Cuando se utiliza, se debe aplicar un voltaje de polarización inversa al diodo receptor de infrarrojos para que pueda funcionar normalmente y obtener una alta sensibilidad. Los diodos receptores de infrarrojos generalmente vienen en dos tipos: redondos y cuadrados. Dado que la potencia de transmisión del diodo emisor de luz infrarroja es pequeña y la señal recibida por el diodo receptor de infrarrojos es débil, se debe agregar un circuito amplificador de alta ganancia al extremo receptor. Sin embargo, ya sea una producción amateur o un producto formal, el control remoto por radio es un dispositivo de control remoto que utiliza señales de radio para controlar varias instituciones distantes.
(1) El circuito del transmisor es proporcionado por una fuente de alimentación de 3 V. La formación de onda portadora de la señal de baja frecuencia de 40 KHZ se realiza con una puerta NAND y componentes externos, lo que tiene una alta estabilidad. el circuito utiliza una puerta NAND.
(2) El circuito receptor se compone de varias partes. El bloque integrado LM567 se utiliza para implementar la función de cifrado de bucle de bloqueo de fase, el circuito biestable se utiliza para controlar el relé y el interruptor. El relé se utiliza para implementar el control de carga.
Los sistemas de control remoto por radio generalmente se dividen en dos partes: transmisión y recepción. El transmisor incluye principalmente un circuito de codificación y un circuito de transmisión. El circuito de codificación está controlado por el interruptor de operación, y el circuito de codificación genera las instrucciones de control requeridas al operar el interruptor. Las señales de comando generadas por el circuito de codificación son todas señales eléctricas de baja frecuencia y no pueden transmitirse directamente al objetivo de control remoto. La señal de comando debe enviarse al circuito de transmisión para que pueda transportarse por una portadora de alta frecuencia antes que él. puede ser emitido por la antena transmisora. El receptor consta de un circuito receptor y un circuito decodificador. La señal enviada desde la antena receptora es seleccionada y amplificada por la parte de alta frecuencia del receptor y luego enviada al demodulador. La función del demodulador es descargar la señal de comando del portador. Dado que la señal de comando descargada se mezcla, se envía al circuito decodificador para decodificar y restaurar la señal de comando.
El control remoto por radio es un dispositivo de control remoto que utiliza señales de radio para controlar diversas instituciones distantes. Los sistemas de control remoto por radio generalmente se dividen en dos partes: transmisión y recepción. El transmisor incluye principalmente un circuito de codificación y un circuito de transmisión. El circuito de codificación está controlado por el interruptor de operación y el circuito de codificación genera las instrucciones de control requeridas a través del interruptor de operación. Las señales de comando generadas por el circuito de codificación son todas señales eléctricas de baja frecuencia y no pueden transmitirse directamente al objetivo de control remoto. La señal de comando debe enviarse al circuito de transmisión para que pueda transportarse por una portadora de alta frecuencia antes que él. puede ser emitido por la antena transmisora. El receptor consta de un circuito receptor y un circuito decodificador. La señal enviada desde la antena receptora es seleccionada y amplificada por la parte de alta frecuencia del receptor y luego enviada al demodulador. La función del demodulador es descargar la señal de comando del portador. Dado que la señal de comando descargada se mezcla, se envía al circuito decodificador para decodificar y restaurar la señal de comando.
El sistema de interruptor multidireccional de control remoto por radio está diseñado y producido utilizando el chip transmisor inalámbrico Si4010, el chip receptor inalámbrico Si4313 y el microcontrolador C8051F920 desarrollado por Silicon Laboratories. Tiene una estructura simple, un rendimiento estable y un control conveniente. Es adecuado para aplicaciones con muchos dispositivos sensibles al controlar aparatos eléctricos, puede realizar un control multifunción multicanal.
El sistema de conmutación multidireccional por control remoto por radio consta de dos partes: un circuito transmisor de radio y un circuito de control de recepción por radio.
Debido a la influencia de la distancia, el ángulo, etc. del control remoto, el efecto del control remoto por infrarrojos no es muy bueno si se utiliza la codificación de transmisión y recepción de FM o AM, se puede aumentar la distancia del control remoto. sin la influencia del ángulo.
El módulo de transmisión y recepción del control remoto por infrarrojos se puede utilizar en el control remoto por infrarrojos de interiores. No afecta el entorno circundante ni interfiere con otros equipos eléctricos. Dado que no puede penetrar las paredes, los electrodomésticos en diferentes habitaciones pueden usar controles remotos universales sin causar interferencias mutuas; la depuración del circuito es simple, siempre que el circuito dado esté conectado correctamente, generalmente se puede poner en funcionamiento sin ninguna codificación ni decodificación; Posibilidad de control remoto sencillo y multicanal. En comparación con el control remoto con cable, el control remoto inalámbrico no se ve afectado por la distancia, elimina por completo los problemas ocultos causados por los dispositivos de control remoto remolcados y brinda más comodidad al trabajo y la vida diaria de las personas.
Con el rápido desarrollo de la tecnología de procesamiento digital, la tecnología de comunicación digital inalámbrica se ha vuelto cada vez más madura. Su fuerte capacidad antiinterferente y su fácil procesamiento de señales digitales han mejorado gradualmente el rendimiento antiinterferencia de los sistemas de control remoto inalámbrico. , el rendimiento de seguridad mejora enormemente.
En comparación con el control remoto ultrasónico y el control remoto por infrarrojos, el control remoto por radio utiliza señales de radio para propagarse en el aire. Controla según la frecuencia de las ondas de radio. Puede atravesar ciertos obstáculos y propagarse más lejos. es un inalámbrico La primera opción en el campo del control remoto, se utiliza cada vez más en los campos de la defensa nacional, el ejército, la investigación científica y el trabajo y la vida diaria.
2. El contenido principal del tema de investigación
Diseñar un interruptor de control remoto por radio, requiriendo:
(1) La frecuencia de transmisión del interruptor de control remoto es de 2,4 GHz.
(2) La distancia del control remoto es de aproximadamente 10 m y se utiliza principalmente para el control remoto de interruptores de electrodomésticos en el hogar.
(3) Se requiere que el voltaje de alimentación del transmisor sea inferior a 10 V.
(4) Se requiere que el receptor de control remoto pueda recibir la señal de frecuencia portadora de 2,4 GHZ con mayor precisión y demodular la señal para controlar la acción del interruptor de los electrodomésticos.
(5) Todo el circuito de control remoto debe ser lo más simple y factible posible.
3. Métodos de investigación
3.1 Control remoto inalámbrico de 2,4 GHZ:
El control remoto inalámbrico utiliza ondas de radio de alta frecuencia para controlar el modelo. En la actualidad, los sistemas tradicionales de control remoto inalámbrico suelen tener dos problemas principales: interferencia cocanal y pequeña distancia de control remoto. La razón principal es que la frecuencia portadora más baja da como resultado un ancho de banda más estrecho y la información de control se transmite de manera analógica, lo que aumenta la posibilidad de interferencia cocanal. En teoría, el uso de tecnología avanzada de espectro ensanchado de 2,4 GHz puede permitir que cientos de personas controlen de forma remota sus propios modelos en el mismo lugar sin interferir entre sí. También tiene ventajas en términos de distancia de control remoto. El sistema es de solo 100 mW, pero su distancia de control remoto puede alcanzar más de 1 y, debido a la alta frecuencia, la longitud de la antena es de solo 3 cm. Además, existen muchas tecnologías comerciales que se pueden utilizar como referencia. Por lo tanto, es necesario aplicar la tecnología de comunicación de espectro ensanchado de 2,4 GHz al campo del control remoto inalámbrico.
Módulo inalámbrico 3.2 2.4G:
Módulo de chip inalámbrico 3.2.1 nRF24LE1
La empresa nórdica noruega nRF24LE1 se utiliza como chip de control principal del control remoto. Hay dos partes: el 8051MCU mejorado y el núcleo transceptor inalámbrico de baja potencia 2.4G integrado nRF24L01P. Hay tres opciones para la velocidad del aire: 250 kbps, 1 Mbps y 2 Mbps para garantizar una transmisión de datos rápida por aire. La comunicación entre los dos se realiza a través de la interfaz SPI. También cuenta con abundantes recursos periféricos, especialmente el cifrador de hardware AES de 128 bits incorporado, que puede realizar cifrado de alta resistencia en cualquier dato transmitido de forma inalámbrica para garantizar la seguridad de los datos inalámbricos, especialmente cumpliendo con los altos requisitos de seguridad de RFID. El modo de trabajo de la CPU se puede controlar a través de los bits de control del registro de estado del interruptor. Cuando se trabaja en el modo de transmisión, la potencia de transmisión es de -6 dBm, el consumo de corriente es de 9 mA y en el modo de recepción es de 12,3 mA. La característica proporciona ventajas innatas para diseñar sistemas de baja potencia.
La estructura interna del chip nRF24LU1+ es básicamente la misma que la del nRF24LE1. Teniendo en cuenta el cálculo del coste, se utiliza el controlador de dispositivo nRF24LU1+ que cumple con el estándar USB 2.0 de velocidad completa.
3.2.2 JTT-24L01+ módulo de transmisión de datos inalámbrico de micropotencia integrado
JTT-24L01+ es un transceptor inalámbrico de micropotencia de un solo chip que funciona en la banda de frecuencia ISM general de 2,4 ~2,5 GHz El módulo es un módulo de comunicación inalámbrica desarrollado por Chengdu Jiangteng Technology Co., Ltd. que utiliza un chip de radiofrecuencia inalámbrico de alto rendimiento nRF24L01+ y componentes periféricos de alta precisión.
Características:
(1) Antena integrada de 2,4 Ghz, tamaño compacto de 15 mm, la distancia específica depende del entorno
(3) Usando un real Chip transceptor único GFSK
(4) Uso sin licencia de banda ISM abierta global de 2,4 Ghz
(5) Respuesta automática y función de reenvío automático
(6) Función de verificación de dirección y CRC y control de dirección de comunicación punto a multipunto
(7) Velocidad de trabajo máxima de 2 Mbps, modulación GFSK eficiente, fuerte capacidad antiinterferencia, especialmente adecuada para ocasiones de control industrial, puede transmitir audio y vídeo
(8) Interfaz de espaciado DIP estándar, conveniente para aplicaciones integradas
(9) Interfaz SPI Velocidad de datos 0~10 Mbps
(10) 125 de trabajo opcional canales, que satisfacen las necesidades de comunicación multipunto y comunicación por salto de frecuencia
(11) Admite activación inalámbrica, cambio de canal muy corto. Se puede utilizar el tiempo para salto de frecuencia
(12 ) Utilizando un oscilador de cristal de alta precisión de 10 PPM
(13) Utilizando inductores y condensadores empaquetados 0402 de alto valor Q
(14) El voltaje de funcionamiento es de 1,9 ~ 3,6 V, 3,6 V es recomendado, pero no puede exceder los 3,6 V. Puede mantener el voltaje lo más cerca posible de 3,6 V, pero no exceder los 3,6 V.
3.2.3 Módulo transceptor inalámbrico 2.4G JF24D
JF24D. Integra la función del circuito transceptor de codificación de alta frecuencia (GFSK) para lograr una transmisión de datos de alta velocidad en un tamaño extremadamente pequeño. La velocidad de transmisión del JF24D puede alcanzar 1 Mbps y tiene funciones como la verificación rápida de salto de frecuencia, que puede lograr una transmisión de datos estable y confiable a corta distancia en la concurrida banda de frecuencia ISM. Se aplica la licencia de banda ISM abierta globalmente.
Características:
(1) Bajo voltaje, alta eficiencia
(2) Transmisión de datos bidireccional de alta velocidad y bajo costo
(3) Tamaño extra pequeño (no requiere antena externa)
(4) Con salto de frecuencia rápido, corrección de errores de avance, verificación y otras funciones
Este proyecto planea utilizar el Módulo transceptor inalámbrico JF24D.
3.3 Implementación del control remoto multicanal
(1) Utilice el microcontrolador de la serie 51 (AT89S51) para la programación de software para completar la codificación y decodificación de señales para lograr el control remoto multicanal.
(2) Utilice el chip de codificación/decodificación del control remoto inalámbrico para completar el trabajo de codificación y decodificación de la señal para lograr un control remoto multicanal. Tales como: EV1527, PT2262, PT2294-M4, PT2264, etc.
Aunque hay muchas formas de implementar este diseño, creo que es mejor utilizar el módulo transceptor inalámbrico y el microcontrolador JF24C. El siguiente es el método de investigación que elegí:
JF24D. Utiliza la interfaz digital SPI. Conexión con microcontrolador. Admite el formato estándar SPI (CKPHA=0).
Nota: JF24C se puede combinar con varios microcontroladores. Para microcontroladores sin SPI en el hardware, se puede utilizar el puerto IO o el puerto serie para simular SPI. Cuando combine con el microcontrolador de la serie 51, agregue una resistencia pull-up de 10K al puerto P0 y los otros puertos IO se pueden conectar directamente al JF24C. El microcontrolador puede funcionar con 5 V y el JF24C puede funcionar con 3,3 V. El voltaje de funcionamiento del JF24C no debe exceder los 3,5 V, de lo contrario el dispositivo se dañará.
4. Plan de implementación
Séptimo semestre:
Semana 8: Elige un tema de proyecto de graduación. Completar la determinación de instructores y temas del proyecto de graduación.
Semanas 9-12: Completar el informe de propuesta y la traducción al idioma extranjero.
Semana 12: Completar la defensa de tesis del proyecto de graduación.
Semanas 13-20: Realizar una investigación en profundidad basada en el plan de implementación del proyecto propuesto y básicamente completar el trabajo de diseño de hardware o software relacionado con el proyecto de graduación.
Semana 21: bajo la guía de los profesores, complete el diseño general del sistema, el diseño de software y hardware del sistema, las pruebas experimentales y otros aspectos relacionados para una investigación en profundidad.
Octavo Semestre:
Semanas 1-5: Continuar completando el diseño de tesis.
Semanas 6 a 9: envíe el primer borrador del proyecto/tesis de graduación al instructor y revise el primer borrador de acuerdo con la guía.
Semanas 10-14: Completar el borrador final de la tesis de graduación y revisión del formato de la tesis de graduación.
Semana 15: Defensa de graduación.
5. Referencias:
[1] Chen Yongfu. Circuito práctico de control remoto por radio Beijing: People's Posts and Telecommunications Press, 2007.
[2] Zhu Weihua, Chen He. Circuitos electrónicos de alta frecuencia. Beijing: Electronic Industry Press, 2003.
[3] Huang Zhiwei, Wang Yan. Tutorial de capacitación para el concurso de electrónica para estudiantes de la Universidad Nacional de Beijing: Electronic Industry Press. 2005.
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[4] Huang Zhiwei. Concurso de diseño electrónico para estudiantes universitarios nacionales Diseño de sistemas: Beihang University Press, 2006.
[5] Tavares, Jose. .Mendes.Placa Teleswitch para Hogar. Universidad del Miño, Portugal
Opinión del instructor
Firma del instructor:
Año, mes y día
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