Con el rápido desarrollo de la tecnología de comunicación moderna, la tecnología de comunicación de campo cercano ha mostrado un buen impulso de desarrollo. Cada vez más gente empieza a prestarle atención.
Parte 1 del Informe del proyecto de control remoto inalámbrico: Antecedentes y objetivos del diseño
Antecedentes del diseño:
Con el avance de la ciencia y la tecnología y el desarrollo de la sociedad , el diseño de productos electrónicos modernos Preste cada vez más atención a la simplicidad y practicidad de los productos. El acelerado ritmo de la vida moderna hace que muchos productos electrónicos deban ser pequeños, prácticos y sencillos. para satisfacer esta necesidad. Nació 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 doméstica, permitiéndoles controlar el funcionamiento normal de otras máquinas y sistemas 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 poniendo en marcha la máquina o apagando el sistema.
Todos utilizan control por cable y requieren que las personas vayan al centro de control para su operación manual. Limita el progreso de la producción industrial y la mejora de la eficiencia productiva. Con el avance continuo de la ciencia y la tecnología, este control será reemplazado por un control avanzado. Por tanto, la aparición de los sistemas de control remoto ha supuesto una nueva revolución para la industria.
Facilita enormemente la producción controlada en la industria. Permite a los humanos controlar otras máquinas dentro de una cierta distancia, incluso en el universo distante. El funcionamiento del sistema ha mejorado enormemente la eficiencia de la producción, ha contribuido enormemente a la mejora económica y también ha determinado el estatus internacional de un país. Así, como constructores del futuro del país. 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 m.
2. El interruptor se puede controlar mediante diferentes teclas. 3. El interruptor se puede encender, apagar y retrasar.
Ideas de diseño y rutas técnicas
Este diseño utiliza un módulo de control remoto por radio estabilizado en frecuencia de 315 MHz y otros componentes periféricos para ensamblar el interruptor de control remoto. A través del microcontrolador se pueden controlar varios aparatos eléctricos de más de 220V.
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 modulado por el código PT2262 en la onda portadora de 315 MHZ y lo emite la antena después de la primera etapa de amplificación de alta frecuencia.
Luego, la señal es recibida por la placa receptora y la señal modulada es demodulada por el circuito de detección después de dos etapas de amplificación de alta frecuencia. La señal digital se amplifica mediante el bloque amplificador integrado de operación dual LM358 con dos niveles de alta ganancia y luego se envía al PT2272 para su decodificación. El extremo de salida se envía al microcontrolador. El microcontrolador controla los relés de control de los aparatos eléctricos correspondientes. a las señales de acción. Control completo de electrodomésticos.
Parte transmisora: 315M
Módulo transmisor inalámbrico
Módulo receptor: módulo receptor inalámbrico 315M
Plan de progreso del diseño
1, 2014, 65438+2 meses? 2015 1Tema de tesis de graduación, reunión con el supervisor.
2.2015 ¿Enero? 2015 10Recopilar información relevante y establecer un marco.
3. 2015 1 Defensa de propuesta de tesis de graduación.
4.2065438+febrero de 2005? En marzo de 2015, se utilizó el software Protel para dibujar varias partes del circuito y escribir el programa del microcontrolador.
5.2065438+marzo de 2005? 2065438+Monitoreó el circuito y realizó ajustes en abril de 2005.
6, 2065 438+Mayo 2005? 2065 438+Mayo 2005 Optimizar programa y redactar tesis.
7.2065438+2 de mayo de 2005? El 5 de noviembre de 2015 terminé de escribir mi tesis y defendí mi tesis de graduación.
Parte 2 del informe de propuesta sobre diseño de interruptor de control remoto inteligente multipropósito: 1. Objeto y significado del estudio.
Los interruptores de control remoto son un desarrollo indispensable en la era del control inteligente, aportando mucha comodidad y velocidad a nuestras vidas. Si utiliza interruptores inteligentes en su hogar, podrá controlar luces, electrodomésticos, cortinas y cerraduras de puertas, y disfrutar del control remoto de su hogar inteligente en cualquier momento y en cualquier lugar, combinando a la perfección inteligencia y moda.
Los controles remotos de uso común se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: controles remotos por infrarrojos y controles remotos 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 luz infrarroja en lugar de luz visible. La longitud de onda infrarroja emitida por los diodos emisores de luz infrarroja de uso común es de alrededor de 940 nm y su apariencia es similar a la de los ordinarios. Los LED de 5 mm son iguales, pero los colores son diferentes. La potencia de emisión de un único diodo emisor de luz infrarroja es de aproximadamente 100 mW. El tubo receptor de infrarrojos del circuito receptor es un diodo fotosensible. Debe tener polarización inversa cuando se utiliza para funcionar correctamente y obtener una alta sensibilidad. Los diodos receptores de infrarrojos generalmente vienen en dos tipos: redondos y cuadrados. Dado que la potencia de emisión 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 de amplificación de alta ganancia al extremo receptor. Sin embargo, ya sea una producción amateur o un producto normal, el control remoto por radio es un dispositivo de control remoto que utiliza señales de radio para controlar varios mecanismos distantes.
(1) El circuito de transmisión es proporcionado por una fuente de alimentación de 3V, y la formación de onda portadora de la señal de baja frecuencia de 40KHZ se realiza mediante una puerta NAND y componentes externos, con alta estabilidad. Esta parte del circuito utiliza un circuito integrado de puerta NAND.
(2) El circuito receptor consta de varias partes. El bloque integrado LM567 se utiliza para implementar la función de cifrado del bucle de bloqueo de fase, el circuito biestable se utiliza para controlar el relé y el interruptor del relé se utiliza para controlar la 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.
Camino. El circuito de codificación está controlado por un interruptor operativo, que hace que el circuito de codificación genere las instrucciones de control requeridas. Las señales de comando generadas por el circuito de codificación son todas señales eléctricas de baja frecuencia y no pueden transmitirse directamente al objetivo del control remoto. Antes de ser transmitida por la antena transmisora, la señal de comando debe enviarse al circuito transmisor para su transmisión por la portadora de alta frecuencia. El receptor consta de un circuito receptor y un circuito decodificador. La señal enviada por la antena receptora es seleccionada y amplificada por la sección de alta frecuencia del receptor y enviada al demodulador. La función del demodulador es descargar la señal de comando de la onda portadora. Debido a que la señal de comando descargada está mezclada, se envía al circuito decodificador para su decodificación y recuperar la señal de comando.
El control remoto por radio es un dispositivo de control remoto que utiliza señales de radio para controlar diversos mecanismos 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 un interruptor operativo, que hace que el circuito de codificación genere las instrucciones de control requeridas. Las señales de comando generadas por el circuito de codificación son todas señales eléctricas de baja frecuencia y no pueden transmitirse directamente al objetivo del control remoto. Antes de ser transmitida por la antena transmisora, la señal de comando debe enviarse al circuito transmisor para su transmisión por la portadora de alta frecuencia. El receptor consta de un circuito receptor y un circuito decodificador. La señal enviada por la antena receptora es seleccionada y amplificada por la sección de alta frecuencia del receptor y enviada al demodulador. La función del demodulador es descargar la señal de comando de la onda portadora. Debido a que la señal de comando descargada está mezclada, se envía al circuito decodificador para su decodificación y recuperar la señal de comando.
Utilizando el chip transmisor inalámbrico Si4010, el chip receptor inalámbrico Si4313 y el microcontrolador C8051F920 desarrollado por Silicon Laboratory, se diseñó y produjo un sistema de conmutación multidireccional de control remoto inalámbrico. Tiene una estructura simple, un rendimiento estable y un control conveniente. Es adecuado para ocasiones en las que hay muchos aparatos eléctricos controlados y puede realizar un control multicanal y multifuncional.
El sistema de interruptor multidireccional de control remoto por radio consta de un circuito de transmisión de radio y un circuito de control de recepción de radio.
El efecto del control remoto por infrarrojos no es muy bueno debido a la influencia de la distancia y el ángulo del control remoto. Si se utiliza modulación de frecuencia o modulación de amplitud para enviar y recibir códigos, la distancia del control remoto se puede aumentar y no se ve afectada por el ángulo. El módulo de transmisión y recepción de control remoto por infrarrojos se puede utilizar para el control remoto por infrarrojos en interiores sin afectar el entorno ni interferir con otros equipos eléctricos. Debido a que no puede penetrar la pared, los controles remotos universales se pueden usar para electrodomésticos en diferentes habitaciones sin interferir entre sí. La depuración del circuito es simple, siempre que el circuito dado esté conectado correctamente, se puede poner en funcionamiento sin ninguna depuración; Fácil codificación y decodificación, control remoto multicanal. En comparación con el control remoto con cable, el control remoto inalámbrico no se ve afectado por la distancia, elimina por completo los peligros ocultos causados por los dispositivos de control remoto con cable de remolque 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 antiinterferencia y su fácil procesamiento de señales digitales han mejorado gradualmente el rendimiento antiinterferencia del control remoto inalámbrico. sistema y mejoró enormemente su rendimiento de seguridad.
En comparación con el control remoto ultrasónico y el control remoto por infrarrojos, el control remoto por radio se basa en la propagación de señales de radio en el aire. Según la frecuencia de las ondas de radio, puede atravesar ciertos obstáculos y propagarse a largas distancias. Por lo tanto, se ha convertido en la primera opción en el campo del control remoto inalámbrico y se ha utilizado ampliamente en la defensa nacional, la investigación militar, científica y el trabajo y la vida diaria.
2. El contenido principal de la investigación.
Diseño de un interruptor de control remoto por radio, requisitos
(1) La frecuencia de transmisión del interruptor de control remoto es de 2,4 GHZ
(2) La distancia del control remoto Mide aproximadamente 10 m y se utiliza principalmente para controlar a distancia los interruptores de los electrodomésticos de su hogar.
(3) El voltaje de alimentación del transmisor debe ser inferior a 10V.
(4) Se requiere que el receptor de control remoto reciba con precisión la señal de frecuencia portadora de 2,4 GHZ y demodule la señal para controlar la acción de conmutación 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 controla el modelo mediante ondas de radio de alta frecuencia. En la actualidad, los sistemas tradicionales de control remoto inalámbrico suelen sufrir dos problemas principales: interferencia cocanal y distancia corta de control remoto. Las razones principales son el ancho de banda más estrecho debido a la menor frecuencia portadora y la mayor posibilidad de interferencia cocanal debido a la transmisión de información de control en modo analógico. Utilizando tecnología avanzada de espectro ensanchado de 2,4 GHz, en teoría, cientos de personas pueden controlar sus propios modelos en el mismo lugar sin interferir entre sí, y también tiene ventajas en la distancia de control remoto. La potencia del sistema de control remoto de 2,4 GHz es sólo inferior a 100 mW, pero su distancia de control remoto puede alcanzar más de 1, y la longitud de la antena es de sólo 3 cm debido a la alta frecuencia. Además, existen muchas técnicas comerciales disponibles 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:
3 . 2 . 1 módulo de chip inalámbrico NRF 24 e 1
El chip de control principal del control remoto adopta el noruego. La empresa nórdica nRF24LE1 se divide en dos partes: el 8051MCU mejorado y el núcleo transceptor inalámbrico integrado de baja potencia 2,4G nRF24L01P. Hay tres opciones de velocidad aérea: 250 kbps, 1 Mbps y 2 Mbps, lo que garantiza una transmisión rápida de datos aéreos. Se comunican entre sí 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 inalámbrico, garantizando 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 modo de transmisión, la potencia de transmisión es de -6 dBm, el consumo de corriente es de 9 mA y el modo de recepción es de 12,3 mA. Esta característica proporciona condiciones innatas para diseñar sistemas de baja potencia.
La estructura interna del chip NRF 24U1 es básicamente la misma que la del NRF 24U1. Teniendo en cuenta el cálculo de costes, se utiliza el controlador de dispositivo NRF 24u 1+ que cumple con el estándar USB 2.0 de alta velocidad.
3.2.2 Módulo de transmisión de datos inalámbrico de micropotencia integrado JTT-24L01+
JTT-24L01+ es un módulo transceptor inalámbrico de micropotencia de un solo chip que funciona en el rango general de 2,4 ~ 2,5 GHz La banda de frecuencia ISM es un módulo de comunicación inalámbrica desarrollado por Chengdu Jiangteng Technology Co., Ltd. que utiliza el chip de radiofrecuencia inalámbrico de alto rendimiento nRF24L01+ y componentes periféricos de alta precisión.
Características:
(1) Antena incorporada de 2,4 Ghz, tamaño compacto de 15 mm X 24 mm.
(2) La distancia de transmisión es larga y la distancia de visualización sin interferencias en campo abierto es de 100 m. La distancia específica depende del entorno.
(3) Utilice un chip transceptor único GFSK real.
(Uso sin licencia de la banda ISM abierta global de 2,4 GHz.
(5) Funciones de respuesta automática y reenvío automático
(6) Dirección y CRC Función de verificación y control de dirección de comunicación punto a multipunto
(7) Velocidad máxima de trabajo 2Mbps, modulación GFSK eficiente, fuerte capacidad antiinterferencias, especialmente adecuada para el campo de control industrial, puede transmitir audio y video
(8) La interfaz de paso estándar facilita las aplicaciones integradas.
(9) La velocidad de datos de la interfaz SPI es de 0~10Mbps.
(10) 125 canales de trabajo opcionales para satisfacer las necesidades de comunicación multipunto y comunicación por salto de frecuencia.
(11) Admite activación inalámbrica y se puede utilizar un tiempo de cambio de canal corto para el salto de frecuencia.
(12) Utilizando un oscilador de cristal de alta precisión de 10PPM.
(13) Inductor y condensador en encapsulado alto Q 0402.
(14) El voltaje de funcionamiento es de 1,9 ~ 3,6 V, lo cual se recomienda, pero no debe exceder los 3,6 V. El voltaje puede ser lo más cercano posible a 3,6 V, pero no debe 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) y realiza la función de transmisión de datos de alta velocidad de una manera muy tamaño pequeño. La velocidad de transmisión del JF24D puede alcanzar 1 Mbps y tiene una función de verificación de salto de frecuencia rápida, que puede lograr una transmisión de datos de corta distancia estable y confiable en la concurrida banda de frecuencia ISM. Licencia de banda ISM para operación global.
Características:
(1) Bajo voltaje y alta eficiencia
(2) Transmisión de datos de alta velocidad bidireccional y de bajo costo.
(3) Tamaño extremadamente pequeño (no requiere antena externa)
(4) Tiene funciones como salto rápido de frecuencia, corrección de errores hacia adelante y verificación.
Este proyecto prevé 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 y decodificación del control remoto inalámbrico para completar la codificación y decodificación de señales para lograr un control remoto multicanal. Tales como: EV 1527, PT 2262, PT 2294-M4, PT 2264, etc.
Aunque hay muchas formas de implementar este diseño, creo que es mejor utilizar el módulo transceptor inalámbrico JF24C y un microcontrolador. El siguiente es el método de investigación que elegí:
JF24D está conectado al microcontrolador a través de la interfaz digital SPI. Admite el formato estándar SPI (CKPHA=0).
Nota: JF24C puede equiparse con varios microcontroladores. Para microcontroladores que no tienen SPI en el hardware, puede usar el puerto de E/S o el puerto serie para simular SPI. Cuando se combina con el microcontrolador de la serie 51, se agrega una resistencia pull-up de 10K al puerto P0 y se pueden conectar otros puertos IO 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 puede exceder los 3,5 V, de lo contrario el dispositivo se dañará.
4. Plan de implementación
Séptimo semestre:
Octava semana: Elegir proyecto de graduación. Completar la determinación del instructor y el 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 de acuerdo con el plan de implementación del proyecto propuesto y básicamente completar el diseño de hardware o software relacionado con el proyecto de graduación.
Semana 21: Bajo la guía del profesor, complete el diseño del esquema general, el diseño de software y hardware del sistema, las pruebas experimentales y otros aspectos relacionados para una investigación en profundidad.
Octavo Semestre:
Semana 65438+0-5: 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 la tesis de graduación y revisar el formato de la tesis de graduación.
Semana 15: Defensa de graduación.
5. Referencias:
Chen Yongfu. Práctico circuito de control remoto por radio. Beijing: Prensa Popular de Correos y Telecomunicaciones, 2007.
Zhu Weihua, Chen He. Circuitos electrónicos de alta frecuencia. Beijing: Electronic Industry Press, 2003.
[3]Huang Zhiwei, Wang Yan. Curso de formación del concurso electrónico para estudiantes universitarios nacionales. Beijing: Electronic Industry Press, 2005.
[4]Huang Zhiwei. Diseño del Concurso Nacional de Diseño Electrónico para Estudiantes Universitarios. Beijing: Prensa de la Universidad de Beihang, 2006.
[5]Tavares, José. Méndez. Cuadro de mando a distancia para el hogar. Universidad de Miño, Portugal.
Opinión del profesor
Firma del profesor:
Año, mes y día
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