جهاز إرسال وجهاز استقبال USB NEC بالأشعة تحت الحمراء: 4 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

هذا المشروع هو جزء من مشروع آخر أعمل عليه وبما أن هناك مسابقة Remote Control 2017 في Instructables اعتقدت أنني أنشر هذا المشروع. لذا إذا أعجبك هذا المشروع ، يرجى التصويت له. شكرا.

كما تعلم ، أنا من أشد المعجبين بوحدات التحكم PIC ذات 8 بت Microchip ، انظر:

أستخدم لغة برمجة JAL لأنها تشبه لغة باسكال (التي أحبها أيضًا). يمكن تنزيل المترجم JAL والمكتبات من: https://www.justanotherlanguage.org/downloads (قم بالتمرير لأسفل للحصول على أحدث إصدار تم إصداره).

عادةً ما أكتب كل الرموز بنفسي لأفهم تمامًا ما أفعله ولكن بالنسبة لهذا المشروع كنت بحاجة إلى توصيل PIC بمنفذ USB للكمبيوتر الشخصي ولذا كنت بحاجة إلى برنامج تشغيل تسلسلي JAL USB لوحدة التحكم PIC هذه. لقد استخدمت برنامج تشغيل USB التسلسلي في حزمة تنزيل JAL والتي يبدو أنها تعمل بشكل جيد. منذ أن تمت كتابة برنامج تشغيل USB التسلسلي لموافقة PIC محددة ، فقد استخدمت هذه الموافقة المسبقة عن علم وهي PIC18F14K50. تتمتع وحدة التحكم هذه بوظائف أكثر بكثير مما أحتاجه لهذا المشروع ، لذلك أنا حاليًا بصدد الحصول على برنامج تشغيل USB هذا يعمل على إصدار أبسط للموافقة المسبقة عن علم ، PIC16F1455 ، وهو أيضًا أرخص.

إذن ما هو كل هذا المشروع؟ باستخدام الجهاز المذكور في التعليمات ، يمكنك إرسال واستقبال أوامر Infra Red Remote Control من وإلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر منفذ USB باستخدام بروتوكول NEC Infra-Red الشهير. بهذه الطريقة يمكنك مراقبة أوامر الأشعة تحت الحمراء ويمكنك التحكم في أي جهاز يستخدم بروتوكول NEC Infra-Red Remote Control. يقوم المشروع بفك تشفير وترجمة رسائل الأشعة تحت الحمراء إلى بايت عنوان وبايت أمر أو إلى رسالة متكررة. يستخدم العنوان - بالطبع - لمعالجة جهاز معين مثل التلفزيون أو الراديو حيث يشير بايت الأمر إلى الوظيفة التي يجب القيام بها مثل رفع الصوت وخفض الصوت. بجانب فك تشفير هذه الرسائل ، يمكن أيضًا إرسالها عبر الأشعة تحت الحمراء باستخدام هذا الجهاز.

الخطوة 1: بعض المعلومات حول بروتوكول NEC Infra-Red

مقدمة قصيرة لهذا البروتوكول. يستخدم بروتوكول NEC Infra Red Remote Control في العديد من الأجهزة وأجهزة التحكم عن بعد التي يمكنك شراؤها. يعدل إشارة الأشعة تحت الحمراء على ناقل 38 كيلو هرتز ويستخدم ترميز مسافة النبضة لتشفير "1" منطقي و "0" منطقي. يستخدم البروتوكول فحصًا بسيطًا لمعرفة ما إذا كانت الرسالة على ما يرام عن طريق إرسال كل من العنوان وبايت الأمر وإصدار مقلوب من كلٍّ من نفس الرسالة والتحقق مما إذا كانت هي نفسها بعد الاستلام. عندما يتم الضغط على زر في جهاز التحكم عن بعد ، فإنه يرسل رسالة كاملة بالأشعة تحت الحمراء مع العنوان والأمر مرة واحدة. سيؤدي الاستمرار في الضغط على الزر إلى إرسال رسالة متكررة أقصر بدون العنوان ومعلومات الأوامر. تم إصلاح وقت تكرار الرسائل المرسلة مع الاستمرار في الضغط على الزر.

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول بروتوكول NEC Infra Red على سبيل المثال على:

الخطوة 2: المكونات المطلوبة

تحتاج إلى المكونات التالية لهذا المشروع:

• متحكم الموافقة المسبقة عن علم PIC18F14K50 ، انظر: https://www.win-source.net/embedded-microcontrolle …
• كريستال 12 ميجا هرتز
• مكثف سيراميك: 2 * 100nF ، 1 * 220 nF ، 2 * 18pF
• مكثف كهربائيا 47 فائق التوهج / 16 فولت
• مستقبل الأشعة تحت الحمراء TSOP4838 ، راجع:
• المقاومات: 2 * 33 كيلو ، 1 * 4k7 ، 1 * 1 كيلو ، 3 * 330 أوم ، 1 * 22 أوم
• المصابيح: 2 * الأشعة تحت الحمراء ، 1 كهرماني ، 1 أخضر ، 1 أحمر
• الترانزستور BC640 ، انظر: https://www.win-source.net/transistorsbjt-single-b …
• الطائر (اختياري)
• موصل USB

انظر إلى الرسم التخطيطي حول كيفية توصيل المكونات. لقد استخدمت لوح التجارب لهذا المشروع كما ترون في الصورة وفي الفيديو. تحصل الدائرة على طاقتها من منفذ USB للكمبيوتر.

الخطوة 3: البرنامج وتشغيل الجهاز

كما ذكرنا سابقًا ، تمت كتابة البرنامج لـ PIC18F14K50. كان مكتوبا في JAL. تم إرفاق ملف Intel Hex الخاص ببرمجة الموافقة المسبقة عن علم. يقوم البرنامج بالوظائف التالية:

• فك تشفير رسائل NEC Infra-Red وإرسالها إلى الكمبيوتر عبر USB. يتم فك تشفير الرسالة من تدفق البتات الذي تم إنشاؤه بواسطة جهاز استقبال الأشعة تحت الحمراء وترجمته إلى عنوان + رسالة أمر أو رسالة مكررة.
• إرسال رسائل NEC Infra Red المستلمة من الكمبيوتر عبر USB. لاحظ أن البرنامج يقوم أيضًا بإنشاء تردد الموجة الحاملة 38 كيلو هرتز والذي يقوم بتشغيل مصابيح LED الخاصة بالأشعة تحت الحمراء مباشرة. بالتوازي مع مؤشر LED للأشعة تحت الحمراء ، يتم توصيل مؤشر LED كهرماني لجعل إرسال الرسالة مرئيًا.

بشكل افتراضي ، ستعمل هذه الدائرة على كتم صوت مستقبل الأشعة تحت الحمراء أثناء إرسال رسالة الأشعة تحت الحمراء. إذا تم وضع وصلة مرور في موضع "إلغاء كتم الصوت" ، فسيتم تعطيل وظيفة كتم الصوت هذه. في هذه الحالة ، سيتم أيضًا فك تشفير رسالة الأشعة تحت الحمراء المرسلة بالتوازي مع الإرسال وبعد استلامها بالكامل يتم إرسالها كرسالة الأشعة تحت الحمراء المستلمة إلى جهاز الكمبيوتر. في حالة تلقي رسالة صالحة بالأشعة تحت الحمراء من NEC ، سيضيء مؤشر LED الأحمر "IR OK".

لتشغيل هذا الجهاز ، يجب أن يكون لديك برنامج Terminal Emulator على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. لقد استخدمت "النمل الأبيض" لهذا الغرض. عندما يكون الجهاز متصلاً بجهاز الكمبيوتر ، سيتم التعرف عليه تلقائيًا كمنفذ COM إضافي بواسطة Windows 10 نظرًا لوجود برنامج تشغيل Microchip لهذا الجهاز في نظام التشغيل Windows 10 المثبت مسبقًا. يجب أن يكون الإعداد لمنفذ COM هذا: 19200 باود 8 بت ، 1 بت توقف ، بدون تماثل واستخدام التحكم في التدفق RTS / CTS. يمكن ضبط معدل البث بالباود على أي قيمة أخرى إذا لزم الأمر ، لذا سيعمل أيضًا معدل البث بالباود 115200. بمجرد أن يتم تكوين الجهاز عبر منفذ USB عن طريق الاتصال به عبر برنامج Terminal Emulator ، سيضيء مؤشر LED الأخضر "Configured".

استقبال رسائل الأشعة تحت الحمراء

عند استلام رسالة الأشعة تحت الحمراء ، سيتم عرض ما يلي في برنامج Terminal Emulator:

• "A: xx C: xx" في حالة وجود رسالة كاملة ، حيث xx هو الرقم السداسي العشري للعنوان (A) والأمر (C). يمكن أن تتراوح قيم كلاهما من 0x00 (0) إلى 0xFF (255).
• "كرر" في حالة تكرار الرسالة.

إرسال رسائل الأشعة تحت الحمراء

لهذا كنت بحاجة إلى تحديد بروتوكول يخبر الجهاز بما يجب القيام به. نظرًا لأننا نستخدم Terminal Emulator ، فقد استخدمت أحرف ASCII لتحديد رسالة. يستخدم بروتوكول إرسال أمر إلى الجهاز التنسيق التالي: "! AACCRR #" ، حيث (جميع الأحرف غير حساسة لحالة الأحرف):

• يشير "!" إلى بداية الرسالة.
• "AA" هي قيمة العنوان بالتدوين السداسي العشري ، لذا من "0" إلى "9" ومن "A" إلى "F" ،
• "CC" هي قيمة الأمر بالتدوين السداسي العشري ، لذا من "0" إلى "9" ومن "A" إلى "F"
• "RR" هو عدد الرسائل المكررة التي يجب إرسالها بالتدوين السداسي العشري ، لذا من "0" إلى "9" ومن "A" إلى "F". تعني القيمة "00" عدم إرسال رسالة مكررة.

يجب كتابة مثال على رسالة بعنوان 0x07 ، الأمر 0x05 و 3 يتكرر على النحو التالي في برنامج Terminal Emulator:! 070503 #

الجهاز له استجابات مختلفة بعد إرسال أمر من الكمبيوتر:

• "Y" تعني أنه تم إرسال رسالة. لاحظ أنه يتم تقديم هذه الاستجابة بعد إرسال جميع الرسائل - بما في ذلك جميع التكرارات - لذلك قد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل إعطاء هذه الاستجابة عند الحاجة إلى إرسال العديد من الرسائل المكررة.
• تعني "N" وجود شخصية غير قانونية في الرسالة المرسلة إلى جهاز الكمبيوتر.
• "ب" تعني أن الإرسال بالأشعة تحت الحمراء كان لا يزال مشغولاً عند إعطاء الأمر.
• ؟ "يعني أن الجهاز كان يتوقع"! "ولكنه تلقى شيئًا آخر.

الخطوة الرابعة:

لقد صنعت مقطع فيديو قصيرًا للجهاز أثناء العمل. بالنسبة لهذا الفيديو ، استخدمت مصباح LED تجاريًا بجهاز التحكم عن بعد الخاص به لأرى أن كلاً من الإرسال والاستقبال يعملان. يظهر الفيديو ما يلي:

• تكوين جهاز USB من برنامج Terminal Emulation. عندما يتم تكوين الجهاز ، فإنه يستجيب برسالة "جهاز إرسال وجهاز استقبال USB NEC Infra Red". على الجهاز ، يتم تشغيل المصباح الأخضر موضحًا أن الجهاز قد تم تكوينه بواسطة الكمبيوتر.
• المصباح قيد التشغيل بواسطة جهاز التحكم عن بعد. لهذا الغرض ، يستخدم جهاز التحكم عن بعد العنوان 0x00 والأمر 0x07 الذي قام الجهاز بفك تشفيره وعرضه على جهاز الكمبيوتر.
• المصباح مطفأ بواسطة جهاز التحكم عن بعد. لهذا الغرض ، يستخدم جهاز التحكم عن بعد العنوان 0x00 والأمر 0x06 الذي قام الجهاز بفك تشفيره وعرضه على جهاز الكمبيوتر.
• يتم تشغيل المصباح عن طريق كتابة نفس أمر التحكم عن بعد على جهاز الكمبيوتر بقيمة تكرار 0 (بدون تكرار) لذلك عن طريق كتابة "! 000700 #". المصباح يضيء.
• تغيير لون المصباح إلى اللون الأزرق باستخدام العنوان 0x00 والأمر 0x0A واستخدام تكرار 0x30. يومض مصباح Amber Led ، المتصل بالتوازي مع Infra Red LEDs ، لعرض إرسال رسالة التكرار عبر Infra Red. الرسالة المكتوبة هي "! 000A30 #".

لاحظ أنه أثناء تسجيل هذا الفيديو ، كان اتصال العبور "Unmute" نشطًا ، لذا يمكنك أيضًا مشاهدة الرسالة المرسلة "! 000700 #" ، والتي يتم استلامها كـ "A: 00 C: 07" في برنامج Terminal Emulation. في العرض التوضيحي للمصباح باللون الأزرق ، يمكنك أيضًا رؤية أن مؤشر LED الأحمر مضاء طالما أن الرسائل الصالحة - تكرار - يتم إرسالها منذ استلامها وفك تشفيرها بالتوازي مع إرسال الرسائل المتكررة.

استمتع ببناء مشروعك الخاص وتطلع إلى ردود أفعالك. لا تنس التصويت لهذا المشروع في مسابقة Remote Control 2017 إذا أعجبك. شكرا لك مرة أخرى.