La figura muestra el diagrama de bloques del sistema de comunicación completo, el cual se puede dividir en tres secciones principales; a saber, una unidad maestra, una unidad remota y transmisión de señales a través de ópticas de espacio libre. La unidad remota se utiliza para controlar la unidad maestra. La jerarquía de operaciones es la siguiente:
1) Para módulo remoto.
El teclado DTMF proporcionará señal de control al codificador DTMF.
El codificador DTMF genera la señal de frecuencia de tono.
El transmisor de infrarrojos convierte lo anterior en una señal luminosa.
dos) Óptica de espacio libre
Señal IR generada por el transmisor IR a la unidad maestra a través del espacio libre
El receptor de infrarrojos lee la señal luminosa y la convierte en señal de frecuencia de tono.
El decodificador DTMF a BCD convierte la señal anterior en BCD
El demultiplexor proporciona una señal de control para la conmutación requerida.
Diagrama de bloques del proyecto
Descripción general del diagrama de bloques:
Entrada de teclado DTMF:
El. La unidad proporciona la entrada para la generación de onda sinusoidal dual DTMF.
B. Al presionar un botón, las 2 frecuencias de onda sinusoidal se obtienen del codificador DTMF.
Codificador DTMF:
El. Las 2 señales de onda sinusoidal se combinan y se genera una señal de tono dual única para la tecla específica y se pone a disposición para su uso posterior.
B. El IC utilizado en esto es el IC generador DTMF llamado UM912141B.
Transmisor óptico:
El. En el transmisor óptico, se utiliza la transmisión IR.
B. La señal IR es generada por el transmisor IR en forma de tono.
w. Luego, la señal se convierte en forma de luz y luego se transmite.
FSO (óptica de espacio libre):
El. El FSO es el medio de transmisión de señales.
B. FSO es una tecnología de línea de visión que utiliza LÁSER y proporciona una conexión de ancho de banda óptico, que puede enviar y recibir información de voz, video y datos en un haz de luz invisible.
w. La tecnología FSO requiere luz que pueda enfocarse mediante LED o LÁSER
Receptor óptico (fotodiodo IR):
El. El receptor óptico recibe luz de la óptica espacial.
B. Luego la luz se convierte en la señal de frecuencia de tono.
Decodificador DTMF para BCD y DEMUX:
El. Comúnmente se utiliza DTMF o marcación por tonos.
B. DTMF es un tono compuesto por 2 ondas sinusoidales de una determinada frecuencia.
w. Los estándares DTMF especifican un tono de 50 ms y una duración de espacio de 50 ms.
d. HT9170B es un receptor DTMF completo que integra circuitos integrados.
Relés de control de dispositivos:
El. Para controlar el dispositivo se utiliza el relé SUGAR CUBE.
B. Consume relativamente menos energía en comparación con otros relés.
w. Es de tamaño compacto y está fácilmente disponible para varios relés de corriente.
Sensores:
El. Detecta los cambios apropiados, activa el relé del terrón de azúcar correspondiente (de los sensores) y realiza la conmutación.
¿Por qué este proyecto?
¿Por qué este proyecto?
Rentabilidad:
Es necesario instalar una gran cantidad de cables para todas las aplicaciones que requieran fines de control y medición. Este método proporcionará un medio rentable para lograr todo esto con un solo hilo. Transmitir señales de diferentes frecuencias a través de un solo cable y luego usarlas para diferentes aplicaciones proporciona control con un solo cable.
Sistema sin pérdidas:
La transmisión de la señal de control a través de fibra óptica en forma de señal infrarroja proporcionará un sistema sin pérdidas. Dado que la pérdida en la fibra óptica es insignificante, no se produce debilitamiento de la señal debido a las pérdidas. Además, la señal transmitida no se ve afectada por señales parásitas porque la fibra no les permite entrar.
Control central:
Este proyecto proporcionará un medio para establecer un centro de control que monitoreará todas las aplicaciones de la industria. Sentada en la sala de control, una persona puede comprobar y controlar todas las operaciones principales de una industria.
Operación remota:
Independientemente de la distancia de los dispositivos a la sala de control, se puede controlar sin problemas.
Unidad transmisora:
La siguiente figura muestra el teclado del módulo transmisor. Las diversas señales correspondientes a las pulsaciones de teclas se generan a través de este pad.
Teclado
Figo es la unidad transmisora que contiene el marcador IC UM912141B. Esta unidad transmite el tono generado por el teclado.
Unidad transmisora
Explicación del diagrama de circuito
Explicación del circuito:
La figura se muestra en la pestaña del diagrama del circuito del módulo transmisor. Sus partes principales son el marcador DTMF, IC UM91214B y el transmisor óptico.
El circuito emplea la técnica DTMF para controlar diez aplicaciones. Sin embargo, se puede modificar para múltiples aplicaciones. Se utiliza una batería B de 9 voltios para el circuito de control remoto. Sin embargo, el IC del marcador DTMF requiere sólo 3 voltios para su funcionamiento, lo que se logra con la ayuda del regulador de voltaje del diodo zener.
El controlador tiene 7 relés. Están organizados en 4 filas (R1-R4) y 3 columnas (C1 a C3) utilizando 7 líneas que terminan en las entradas correspondientes del codificador DTMF UM91214B.IC genera distintas señales de tono dual correspondientes al relé accionado. fibra óptica.
Generador de tonos UM91214B DTMF:
El codificador DTMF IC UM91214B se usa comúnmente como IC de marcador en teléfonos. Su función es generar los tonos DTMF correspondientes al relé energizado. Su diagrama de bloques interno se muestra en la figura.
Para su época, el UM91214B requiere un cristal de cuarzo de 3,58 MHz que está conectado entre los pines 3 y 4 del dial IC para formar parte de un circuito oscilador interno. La salida del oscilador se convierte en señales DTMF apropiadas mediante división de frecuencia y mezcla mediante control lógico. Los pines 15 a 18 son pines de fila y los pines 12 a 14 son pines de columna.
IC UM91214B también incorpora un número marcado de 20 dígitos. memoria. Esta característica IC no se utiliza en el sistema de control remoto actual. La unidad de memoria y la lógica del puntero de lectura y escritura están controladas por la lógica de control. Los tonos DTMF se obtienen en el pin 7 del IC. El IC también tiene algunas entradas de control que no se utilizan en su aplicación actual.
TRANSMISOR Y RECEPTOR ÓPTICO:
Introducción:
Esta unidad genera señales de luz, que tienen una longitud de onda ligeramente más larga que la longitud de onda de la luz visible. Estas señales se llaman rayos infrarrojos.
En el sistema de control remoto por infrarrojos, el LED infrarrojo del transmisor se utiliza en el transmisor, la fibra óptica se utiliza como transmisión de señal y el receptor utiliza un fotodiodo o fototransistor de infrarrojos correspondiente para recibir las señales infrarrojas transmitidas. La señal transmitida es invisible al ojo humano, pero un fotodiodo infrarrojo detecta la señal.
La luz que podemos ver con una longitud de onda de 4 × 10 (-7) ma 7 x 10 (-7) m, justo encima y debajo de este espectro de luz visible, se sitúan dos luces invisibles, la luz ultravioleta y la luz infrarroja.
UNIDAD RECEPTORA:
La siguiente figura muestra la unidad receptora.
Unidad receptora
Explicación del circuito del receptor:
El módulo receptor decodifica las señales DTMF recibidas con la ayuda del decodificador DTMF IC HT9170B que proporciona salida binaria según la tecla presionada en el área remota. También proporciona señales STD que indican la recepción de un código DTMF válido.
Cada vez que se presiona una determinada tecla en el control remoto, la señal transmitida a través del espacio libre es recibida por el decodificador DTMF y genera el código binario correspondiente en su línea o/p A, B, C, D (en el pin nº 11, 12). , 13 , 14). El gatillo de dirección retardada (STD) de o/p también sube, y baja cuando se suelta la llave.
La salida binaria del decodificador DTMF se conecta como entrada al decodificador IC TC4514BP de 4 a 16 líneas. Uno de los 16 pestillos o/p correspondientes a los datos de entrada se pone alto cuando la habilitación del pestillo (LEN) se mantiene permanentemente alta, cuando la entrada de control EN está conectada a la señal STD, que se pone alta mientras se presiona una tecla en el teclado y todo Las líneas o /p de este IC permanecen bajas. Sin embargo, cuando el usuario suelta el interruptor del teclado en la unidad remota, la transmisión de la señal DTMF se detiene y la señal STD o/p baja a la salida de datos ya bloqueada. La línea o/p de este IC correspondiente a la tecla de liberación del teclado sube. Así, se produce una transición de bajo a alto en una de las líneas o/p del decodificador correspondiente a la tecla presionada y soltada en la Unidad Remota.
El pulso positivo activa el D-Flip flop correspondiente, que está cableado en modo de conmutación para controlar el dispositivo deseado. Así, se puede encender un dispositivo específico presionando momentáneamente la tecla correspondiente. Posteriormente se puede apagar presionando momentáneamente nuevamente la misma tecla.
Las teclas Set y Reset del teclado funcionan como interruptores maestros para encender y apagar todos los dispositivos, respectivamente. Cuando se presionan estas teclas (una a la vez), generan señales que el IC HT9170B decodifica como B y C (HEX) respectivamente. Las líneas o/p correspondientes del IC TC4514BP están conectadas al terminal de configuración y reinicio respectivamente de todos los flip-flops alternativos para encender/apagar todos los dispositivos simultáneamente.
Explicación del Circuito de Continuación
Unidad decodificadora DTMF a BCD (IC HT9170B):
Descripción:
HT9170B es un receptor DTMF completo que integra filtro de banda dividida y función de decodificador digital. La sección de filtro utiliza técnicas de condensadores conmutados para filtros de grupo alto y bajo; El decodificador utiliza técnicas de conteo digital para detectar y detectar los 16 pares de tonos DTMF en una palabra de 4 bits. El recuento de componentes externos se minimiza proporcionando en el chip un amplificador de entrada diferencial, un oscilador de reloj y una interfaz de bus de estado de pestillo 3 (9) .
Características:
El. Receptor DTMF completo
B. Bajo consumo de energía.
w. Amplificador de ajuste de ganancia interno.
d. Tiempo de almacenamiento ajustable.
Es. Calidad de la oficina central
F. Modo de apagado
gramo. Modo de inhibición
Descripcion funcional:
El receptor DTMF monolítico HT9170B ofrece tamaño pequeño, bajo consumo de energía y alto rendimiento. Su arquitectura consta de una sección de filtro de banda dividida, que separa los tonos altos y bajos del grupo seguida de una sección de conteo digital que verifica la frecuencia y duración de los tonos recibidos antes de pasar el código correspondiente al bus o/p.
Sección de filtro:
La separación de los tonos del grupo bajo y del grupo alto se logra aplicando la señal DTMF a la entrada de los dos filtros de paso de banda de capacitores conmutados de sexto orden, cuyo ancho de banda corresponde a las frecuencias del grupo bajo y alto. La sección de filtro también incorpora muescas a 350 y 440 Hz para un rechazo excepcional del dial de tono. A cada filtro o/p le sigue una sección de filtro de condensador conmutado de orden único que suaviza las señales antes de la limitación, que se realiza mediante comparadores de alta ganancia, que cuentan con histéresis para evitar la detección de señales de bajo nivel no deseadas. La salida de los comparadores proporciona oscilaciones lógicas completas en las frecuencias de las señales DTMF de entrada.
Sección decodificadora:
Después de la sección de filtro hay un decodificador que emplea técnicas de conteo digital para determinar las frecuencias de los tonos entrantes y verificar que coincidan con las frecuencias DTMF estándar. Un complejo algoritmo de promedio protege contra la simulación de tonos por señales extrañas como la voz, al tiempo que proporciona tolerancia para pequeñas desviaciones y variaciones de frecuencia. Este algoritmo de promedio fue desarrollado para garantizar una combinación óptima de inmunidad al ruido y tolerancia a la presencia de frecuencias de interferencia (3 tercios de tonos) y ruido. Si el detector reconoce la presencia de 2 tonos válidos (esto se denomina "condición de señal" en algunas especificaciones de la industria), la operación de "dirección temprana" pasará a un estado activo. Cualquier pérdida posterior de señal hará que el ESt entre en un estado inactivo.
Circuito de dirección:
Circuito de conducción básico.
Antes de grabar un par de tonos decodificados, el receptor comprueba si hay una señal válida durante (lo que se conoce como condición de reordenamiento de caracteres). Esta verificación se realiza mediante una constante de tiempo RC externa impulsada por ESt. Una lógica alta en ESt hace que Vc (consulte la figura anterior) aumente a medida que el capacitor se descarga. Mientras se mantenga la condición de la señal (ESt permanece alta) durante el período de validación (tGTP), Vc alcanza el umbral (VTSt) de la lógica de dirección para registrar el par de tonos, bloqueando su código de 4 bits correspondiente en el pestillo o/ pag. En este punto, el GT o/p se activa y conduce de Vc a Vdd . GT sigue siendo alto mientras Est siga siendo alto. Finalmente, después de un breve retraso para permitir que el pestillo de o/p se estabilice, el indicador de retardo de dirección de o/p (StD) se pone alto, lo que indica que se ha registrado un par de tonos entrantes. El contenido del pestillo de salida está disponible en el bus de salida de 4 bits aumentando la entrada de control de 3 estados (TOE) a nivel lógico alto. El circuito de dirección funciona a la inversa para validar la intrépida pausa entre señales. De esta forma, además de rechazar señales que sean demasiado cortas para ser consideradas válidas. El receptor tolerará interrupciones de la señal (caídas) que sean demasiado breves para considerarse una pausa válida. Esta función, junto con la capacidad de seleccionar externamente constantes de tiempo de conducción, permite al diseñador adaptar el rendimiento para satisfacer una amplia variedad de requisitos del sistema.
Formas:
El. Sistemas de paginación
B. Sistemas de radio repetidores/móviles
w. sistemas de tarjetas de crédito
d. Control remoto
Es. Computadoras personales
F. Secretaría electrónica
Unidad decodificadora de 4 líneas a 16 líneas (TC4514BP):
Descripción general
Los TC4514BP y TC4515BP son decodificadores de entrada enclavada de 4 a 16 líneas implementados con circuitos MOS complementarios (CMOS) construidos con transistores de modo de mejora de canales n y p. Estos circuitos se utilizan principalmente en aplicaciones de decodificación donde se requiere una baja disipación de potencia y/o una alta inmunidad al ruido. El IC TC4514BP (opción activa de alta salida) presenta un “1” lógico en la salida seleccionada, mientras que el TC4514BP presenta un “0” lógico en la salida seleccionada. Los pestillos de entrada son flip-flops de tipo RS, que almacenan los últimos datos de entrada presentados antes de la transición estroboscópica de “1” a “0”. Estos datos de entrada se decodifican y se activa el oo/p correspondiente. Se permite una línea de inhibición de salida.
Bloqueo (HEF4013BP):
Descripción:
El HEF4013BP es un flip-flop doble D que tiene configuración directa (SD), directa clara (CD), entradas de reloj (CP) y salidas (O,O) independientes. Los datos se aceptan cuando Cp es bajo y se transfieren a o/p en el flanco positivo del reloj. El directo alto claro activo asíncrono (CD) y el directo establecido (SD) son independientes y reemplazan las entradas D y CP. Las salidas se almacenan en búfer para mejorar el rendimiento del sistema. La acción del disparador Schmitt en la entrada del reloj hace que el circuito sea altamente tolerante a tiempos de subida y bajada más lentos del reloj.
Anhelo:
El. Entrada de reloj CP (controlada por el borde L a H).
B. Entrada de grupo asíncrona SD directa (activa alta).
w. Entrada directa clara asíncrona de CD (activa alta).
d. Verdadero o/p.
Es. Complemento o/p.
Información de la aplicación:
El. Contador/Divisor
B. Registros
{ w. Alternar flip-flop
Relevo de cubos de azúcar:
Este relevo se conoce como relevo de terrones de azúcar porque su forma es la misma que la del terrón de azúcar. Es un relé de bajo coste para aparatos eléctricos.
Consume relativamente menos energía en comparación con otros relés. Es de tamaño compacto y está fácilmente disponible para varias clasificaciones de corriente.
Cuenta con 5 terminales, 2 para operaciones normalmente cerradas, 2 para operaciones normalmente abiertas y 1 terminal común. Este relé de terrón de azúcar actuará como un interruptor en el circuito tanto en modo normalmente cerrado como normalmente abierto. El terminal común decidirá si habrá funcionamiento normalmente cerrado o normalmente abierto.
SOLICITUD :
Introducción:
La línea S1 de salida 16 atascada sube. Esta línea de salida está conectada al pestillo, que es un D-Flip Flop doble. De esta manera el relé funcionará. Como resultado, se completará el circuito de potencia del motor y el motor arrancará.
Cuando se presiona nuevamente la misma tecla, la misma línea de salida recibirá un nivel lógico bajo debido al bloqueo. Debido a esto, el circuito de alimentación del motor quedará incompleto y el motor se detendrá.
Cambiar el concepto de conexión
Funcionamiento inverso (cambio de concepto de conexión):
Funcionamiento adelante/atrás del motor de inducción monofásico
En la figura anterior, el relé 1 está cerrado; Los relés 2 y 3 están en modo normalmente abierto.
Cuando se presiona la tecla 2, la señal de control generada como se muestra a continuación en el diagrama de bloques activará los relés 1 y 2. Como resultado, el motor funcionará en dirección inversa. Cuando se vuelve a presionar la misma tecla, el motor volverá a funcionar en dirección de avance. Aquí se proporciona el relé 3 para el funcionamiento de encendido/apagado del motor.
Como se muestra en la figura anterior , cuando la señal recibida energiza el relé de control, los contactos normalmente abiertos se cerrarán y el motor arrancará.
Diagrama de bloques para operación inversa.
La salida del teclado está conectada a 2 líneas de entrada R1 y C1 del marcador DTMF IC UM91214B. Dependiendo del código BCD recibido en los pines de salida, los relés correspondientes funcionarán y el código BCD se pasará al IC marcador DTMF. En la salida del marcador DTMF IC, se proporciona un LED IR que convierte las señales de frecuencia en señales de luz correspondientes con una longitud de onda superior a 0,7 µm. esta señal luminosa luego se transmite a través del espacio libre. El receptor utiliza un fotodiodo IR o el fototransistor correspondiente para recibir las señales IR transmitidas.
HT9170 se utiliza para convertir la señal DTMF recibida en código BCD. La separación del grupo bajo y el grupo alto se logra aplicando DTMF a la entrada de dos filtros de paso de banda de condensadores de conmutación de sexto orden, cuyo ancho de banda corresponde a las frecuencias baja y alta del grupo. La salida binaria del decodificador DTMF se conecta como entrada a los decodificadores de línea 4-16 CD4514.
Diagrama de bloques Operación hacia adelante/atrás
Control de velocidad (concepto de variación de voltaje):
Circuito de control de velocidad
Diagrama de bloques para control de velocidad.
Cuando se presiona la tecla de control de velocidad, la velocidad del motor disminuye. Y cuando se vuelve a pulsar la misma tecla se restablece la velocidad original.
Cuando se suministra la señal de control 1, se activa el relé A, que es un relé normalmente abierto. Esto hace que el motor arranque. El relé B es un relé normalmente cerrado y el relé C es un relé normalmente abierto. Con la señal de control 2, los relés B y C se activarán y el motor funcionará en sentido inverso.
El relé D está en modo normalmente abierto. Con la señal de control 3, el relé B se abrirá y el relé D se cerrará, lo que provocará una disminución de la velocidad. Por lo tanto, se puede proporcionar control de velocidad.
Control de luz:
Cuando se presiona la tecla LUZ se enciende una lámpara y al presionarla nuevamente se apaga. Esta aplicación en un sentido amplio se puede utilizar para proporcionar control de iluminación central en industrias.
Se puede proporcionar una operación de sirena que emite un pitido al presionar una tecla para indicar una interrupción, una señal de peligro, etc. .
DISEÑO DE LA PCB
El diseño de PCB del transmisor y del receptor se muestra en las siguientes figuras.
Parte del transmisor:
Teclado:
Diseño de PCB del teclado
Esta distribución es la distribución del teclado DTMF que utilizamos para generar señales multifrecuencia de tono dual. Contiene 12 claves y están organizadas en forma de matriz que consta de 4 filas y 3 columnas. Para fines militares, también se utiliza una cuarta columna para mantener la privacidad.
Parte del transmisor:
Unidad transmisora
Esta PCB contiene el corazón principal del sistema y es el IC UM912141B. Este IC se utiliza para generar señales de tono dual a partir de la combinación de 2 frecuencias; uno de la banda inferior y otro de la banda superior. La salida obtenida se envía posteriormente a su transmisión a través del cable de fibra óptica tras convertirla en señales luminosas.
Parte del receptor:
Unidad receptora
Vídeos de aplicación del proyecto.
Vídeos de aplicación del proyecto.
Sensor de incendio
Transmisor y Receptor
Sensor de vibración
Código fuente del proyecto
Diagramas de circuito
| TX_CKT |  |
