1

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΑΣΥΡΜΑΤΟΥ ΤΗΛΕΧΕΙΡΙΣΤΗΡΙΟΥ

CONSTRUCTION OF WIRELESS REMOTE CONTROL

ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ

ΜΑΝΤΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ

ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ

ΛΥΚΟΥΡΓΟΣ ΜΑΓΚΑΦΑΣ

ΚΑΒΑΛΑ, 2013

2

Περιεχόμενα

Περίληψη…………………………………………………………………………5

Abstract ...................................................................................................... 5

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ : ΑΣΥΡΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ............................ 8

1.1. Τηλεχειριστήριο-Σύνοψη ............................................................. 8

1.2. Είδη τηλεχειριστηρίων ................................................................ 8

1.3. Τηλεχειριστήριο υπέρυθρων ....................................................... 8

1.4. Τηλεχειριστήριο ραδιοσημάτων .................................................. 8

1.5. Προγραμματιζόμενα τηλεχειριστήρια .......................................... 9

1.6. Οθόνης αφής .............................................................................. 9

1.7. Γενικής χρήσης ........................................................................... 9

1.8. Πομπός..................................................................................... 10

1.9. Δέκτης ...................................................................................... 10

1.10. Η έννοια του τηλεχειριστηρίου ............................................... 11

1.11. Ιστορική αναδρομή για το τηλεχειριστήριο ............................ 12

1.12. Τηλεχειριστήρια τηλεόρασης ................................................. 14

1.13. Τα αποτελέσματα των πρώτων ασύρματων τηλεχειριστηρίων

17

1.14. Άλλα ασύρματα τηλεχειριστήρια............................................ 18

1.15. Η εξάπλωση του ασύρματου τηλεχειριστηρίου ..................... 18

1.16. Εφαρμογές ασύρματου τηλεχειρισμού μέσω συσκευών

κινητού τηλεφώνου ..................................................................................... 19

1.17. Τεχνολογία ............................................................................ 19

1.18. Οπτική επαφή και γωνία λειτουργίας του τηλεχειριστήριου

υπέρυθρων 20

1.19. Ασύρματα συστήματα τηλεχειρισμού μέσω ραδιοκυμάτων ... 21

3

1.20. Η χρήση του τηλεχειρισμού στη βιομηχανία .......................... 22

1.21. Η χρήση του τηλεχειρισμού στο στρατό ................................ 22

1.22. Η χρήση του τηλεχειρισμού στο διάστημα............................. 23

1.23. Η χρήση του τηλεχειρισμού στα βιντεοπαιχνίδια ................... 24

1.24. Η χρήση του τηλεχειρισμού στον ηλεκτρονικό υπολογιστή ... 24

1.25. Σημασία συμβόλων στα ασύρματα τηλεχειριστήρια .............. 25

1.26. Το κολλητήρι - καλάι ............................................................. 26

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ: ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ..................................................... 29

2.1. Κατασκευή ασύρματου τηλεχειριστηρίου .................................. 29

2.2. Περιγραφή ................................................................................ 29

2.3. Τεχνικά Χαρακτηριστικά Πομπού ............................................. 29

2.4. Περιγραφή του κυκλώματος πομπού ........................................ 30

2.5. Τα υλικά του πομπού ............................................................... 31

2.6. Κατασκευή του πομπού ............................................................ 32

2.7. Συνδέσεις - λειτουργία του πομπού .......................................... 33

2.8. Αν δεν δουλέψει ο πομπός ....................................................... 33

2.9. Τεχνικά χαρακτηριστικά δέκτη .................................................. 34

2.10. Λειτουργία κυκλώματος δέκτη ............................................... 34

2.11. Τα υλικά του δέκτη ................................................................ 37

2.12. Κατασκευή του δέκτη ............................................................ 39

2.13. Λειτουργία – ρυθμίσεις δέκτη τηλεχειρισμού ......................... 40

2.14. Αν δεν δουλέψει ο δέκτης...................................................... 41

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ: ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ........................................... 42

3.1. Πρώτο πείραμα - Λειτουργία κυκλώματος ................................ 42

3.2. Δεύτερο Πείραμα - Ασφάλεια κυκλώματος (dip switch) ........... 43

3.3. Τρίτο Πείραμα - Μέγιστη απόσταση λειτουργίας σε ιδανικές

συνθήκες 44

4

3.4. Τέταρτο Πείραμα - Μέγιστη απόσταση λειτουργίας σε μη

ιδανικές συνθήκες ....................................................................................... 45

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ : ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ............................................ 47

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ........................................................................................ 49

ΠΗΓΕΣ ΣΤΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ ......................................................................... 49

5

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Στη παρακάτω πτυχιακή εργασία βλέπουμε τη κατασκευή ενός ασύρματου

τηλεχειριστηρίου RF (ραδιοκυμάτων) το οποίο έχει πολλά πλεονεκτήματα και

το συναντούμε συχνά στη καθημερινότητά μας. Για την κατασκευή αλλά και

για να μπορέσουμε να κατανοήσουμε την χρήση και τη λειτουργία του,

χρησιμοποιήθηκε η κατασκευή ενός ασύρματου πομπού ραδιοκυμάτων και

του αντίστοιχου δέκτη του. Τα κιτ με τα οποία κατασκευάστηκαν τα

παραπάνω όργανα περιείχαν όλο το απαραίτητο υλικό κάτι που μείωνε το

χρόνο κατασκευής σε άσκοπη αναζήτηση επιπρόσθετων. Πομπός και δέκτης

συνεργάζονται άψογα στο πείραμα αφού ρυθμιστούν στην ίδια συχνότητα.

Αξίζει να σημειωθεί η ασφάλεια που μας παρέχει αυτή η συσκευή καθώς

διαθέτει ένα dip switch δέκα θέσεων το οποίο δίνει συνδυασμούς 2048

κωδικών επικοινωνίας των δύο συσκευών. Ο συνδυασμός λοιπόν πομπού και

δέκτη αποτελούν ένα τηλεχειρισμό υψηλής αξιοπιστίας ιδανικό για συσκευές

όπως η ηλεκτρική γκαραζόπορτα, συστήματα συναγερμού καθώς και

γενικότερα σε αυτοματισμούς βιομηχανιών

Abstract

The following document shows the construction of a wireless remote control

RF (radio frequency) which has many advantages and we can see it very

often. For the construction and the comprehension of its use we needed to

construct a wireless RF remote control and its corresponding receiver. The

kits we used to construct these contained all the necessary materials so we

did not have to delay searching for extra components, so the construction

time was diminished. The remote control and its receiver feather in the

experiment after they get adjusted to the same frequency. We have to stress

the fact of the security that this construction provide, because of its dip switch

that gives us 2048 codes for the communication of the two devices. The

combination of these two devices comprise a high reliability remote control

6

system ideal for devices such as electric garage door, gate openers,

automatic barrier systems, burglar alarms and industrial automation systems.

7

Εισαγωγή

Η πτυχιακή εργασία που ακολουθεί έχει ως τίτλο «ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

ΑΣΥΡΜΑΤΟΥ ΤΗΛΕΧΕΙΡΙΣΤΗΡΙΟΥ» και πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του

προγράμματος σπουδών του Τμήματος Ηλεκτρολογίας της Σχολής

Τεχνολογικών Εφαρμογών του Τεχνολογικού Εκπαιδευτικού Ιδρύματος της

Καβάλας. Η εργασία αποτελείται από τέσσερα σκέλη – κεφάλαια.

Στο πρώτο κεφάλαιο το οποίο είναι καθαρά θεωρητικό αναφερόμαστε σε

γενικές έννοιες που θα μας βοηθήσουν στη κατανόηση της κατασκευής και

των πειραμάτων αργότερα. Ξεκινάμε αναλύοντας γενικές έννοιες για το

τηλεχειριστήριο, το πομπό και τον δέκτη. Στη συνέχεια με μία ιστορική

διαδρομή γίνεται περιγραφή των πρώτων τηλεχειριστηρίων, των

τηλεχειριστηρίων τηλεόρασης κι άλλα ασύρματα χειριστήρια. Βλέπουμε τα

αποτελέσματα και την εξάπλωση του, την ανάπτυξη της τεχνολογίας του και

τον τρόπο λειτουργίας διάφορων τύπων χειριστηρίου όπως αυτό των

υπέρυθρων, των ραδιοκυμάτων κλπ. Τέλος βλέπουμε τη χρήση του

ασύρματου τηλεχειριστηρίου σε διάφορους τομείς όπως στη βιομηχανία, το

στρατό, το διάστημα, τα βιντεοπαιχνίδια και τον ηλεκτρονικό υπολογιστή.

Έπειτα στο δεύτερο κεφάλαιο εισερχόμαστε στο πρακτικό κομμάτι της

κατασκευής μας. Το υλικό, τα τεχνικά χαρακτηριστικά, τη λειτουργία του

κυκλώματος, ρυθμίσεις κι οδηγίες για την εκπόνηση της κατασκευής.

Το τρίτο κεφάλαιο είναι το πειραματικό μέρος της εργασίας. Η κατασκευή

μπαίνει σε λειτουργία διακρίνουμε και συμπεραίνουμε τα αποτελέσματα των

πειραμάτων τα οποία καταγράφονται στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο.

Ο τρόπος λειτουργίας αυτού του συστήματος ασύρματου τηλεχειρισμού

(πομπός – δέκτης) και η συμπεριφορά του στα πειράματα που θα δούμε

αποτελούν τον σκοπό της πτυχιακής εργασίας.

8

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ : ΑΣΥΡΜΑΤΟΣ ΤΗΛΕΧΕΙΡΙΣΜΟΣ

1.1. Τηλεχειριστήριο-Σύνοψη

Ένα τηλεχειριστήριο χρησιμεύει για τον έλεγχο μιας ηλεκτρονικής ή ηλεκτρικής

συσκευής, όπως για παράδειγμα μιας τηλεόρασης ή ενός ραδιοφώνου. Ο

ασύρματος χειρισμός επιτυγχάνεται συνήθως μέσω υπέρυθρων σημάτων,

υπερηχητικών σημάτων ή ραδιοσημάτων. Ακόμα υπάρχουν τηλεχειριστήρια

γενικής χρήσης καθώς και προγραμματιζόμενα.

Η χρήση τηλεχειριστηρίων διευκολύνει τη ζωή των χρηστών. Τα τηλεχειριστήρια επιτρέπουν το χειρισμό των συσκευών χωρίς κόπο.

1.2. Είδη τηλεχειριστηρίων

Υπέρυθρων

Ραδιοσημάτων

Προγραμματιζόμενα

Οθόνης αφής

Γενικής χρήσης

1.3. Τηλεχειριστήριο υπέρυθρων

Ένα τηλεχειριστήριο ελέγχει τις λειτουργίες συσκευών συνήθως μέσω υπερύθρων σημάτων, υπερηχητικών σημάτων ή ραδιοσημάτων. Τα περισσότερα τηλεχειριστήρια λειτουργούν με υπέρυθρες, γιατί η συγκεκριμένη τεχνολογία εξασφαλίζει χαμηλό κόστος και είναι σχετικά απλή. Η υπέρυθρη ακτίνα είναι μια ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που δεν γίνεται αντιληπτή από το ανθρώπινο μάτι.

1.4. Τηλεχειριστήριο ραδιοσημάτων

Άλλα τηλεχειριστήρια, όπως είναι για παράδειγμα για το κουδούνι της πόρτας, τα φωτιστικά ή η πόρτα του γκαράζ αλλά και τηλεκατευθυνόμενα παιχνίδια, λειτουργούν με ραδιοσήματα. Τα τηλεχειριστήρια ραδιοσημάτων έχουν κατά κανόνα μεγαλύτερη εμβέλεια από εκείνα που λειτουργούν με υπέρυθρες.

9

Υπάρχουν επίσης και τηλεχειριστήρια που δεν είναι ασύρματα, αλλά είναι ενσωματωμένα στο καλώδιο των ακουστικών, για παράδειγμα αυτά ενός MP3-Player.

1.5. Προγραμματιζόμενα τηλεχειριστήρια

Τα προγραμματιζόμενα τηλεχειριστήρια μπορούν να «διδαχτούν»: Κάθε προγραμματιζόμενο τηλεχειριστήριο διαθέτει κωδικούς, οι οποίοι σε ορισμένους τύπους προϊόντων από ορισμένους κατασκευαστές εκτελούν μια προκαθορισμένη λειτουργία. Οι κωδικοί συχνά αναγράφονται στο εγχειρίδιο οδηγιών χρήσης, ενώ πλέον διατίθενται και στο διαδίκτυο. Ένα τηλεχειριστήριο γενικής χρήσης μπορεί να αντιγράψει τους κωδικούς από ένα αυθεντικό τηλεχειριστήριο. Για το σκοπό αυτό, στο νέο τηλεχειριστήριο πρέπει να επιλεγεί η λειτουργία «Εκμάθησης». Όταν το αυθεντικό τηλεχειριστήριο εκτελεί μια εντολή, τότε με το πάτημα του εκάστοτε πλήκτρου αντιστοιχίζεται σε αυτήν ένα πλήκτρο στο νέο τηλεχειριστήριο.

1.6. Οθόνης αφής

Ο χειρισμός ενός τηλεχειριστηρίου γενικής χρήσης με τυποποιημένα πλήκτρα μπορεί ενδεχομένως να γίνει κουραστικός. Για αυτό, πολλά πλήκτρα εκτελούν διαφορετικές εντολές σε διαφορετικά προϊόντα. Μερικά παραδείγματα:

Τηλεόραση: DVD-Recorder: Teletext:

Πιο εύχρηστα είναι τα τηλεχειριστήρια με οθόνη αφής LCD. Στα τηλεχειριστήρια αυτού του είδους, τα εικονικά πλήκτρα και οι αντίστοιχες λειτουργίες αναπαριστώνται σε μια οθόνη. Υπάρχουν επίσης και τηλεχειριστήρια με μια οθόνη LCD, η οποία εμφανίζει και την προγραμματισμένη λειτουργία του εκάστοτε πλήκτρου.

1.7. Γενικής χρήσης

Τα περισσότερα τηλεχειριστήρια έχουν σχεδιαστεί για μια συγκεκριμένη συσκευή. Κατά την αγορά της συσκευής, το τηλεχειριστήριο περιλαμβάνεται στη συσκευασία. Όμως υπάρχουν και τηλεχειριστήρια γενικής χρήσης. Ένα τηλεχειριστήριο γενικής χρήσης για μια ορισμένη μάρκα λειτουργεί αυτόματα με διάφορες συσκευές της συγκεκριμένης μάρκας. Συχνά στη συσκευασία του τηλεχειριστηρίου αναγράφονται οι υποστηριζόμενες

10

συσκευές. Υπάρχουν, επίσης, τηλεχειριστήρια γενικής χρήσης για συσκευές κάθε κατασκευαστή.

1.8. Πομπός

Ο πομπός αποτελεί επί το πλείστον μέρος ενός συστήματος επικοινωνίας. Ο

πομπός είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που, συνήθως με

τη βοήθεια μιας κεραίας, εκπέμπει σήματα που περιέχουν πληροφορίες όπως

το ραδιοφωνικό, το τηλεοπτικό ή σήμα άλλων τηλεπικοινωνιών.

Δέχεται κάποια δεδομένα τα οποία μετασχηματίζει ή κωδικοποιεί για να

μεταδοθούν σε κάποιο κανάλι ή μέσο μετάδοσης. Ως μέσα μετάδοσης

μπορούν να θεωρηθούν ο κενός χώρος, δισύρματα καλώδια ,οπτικές ίνες κ.α.

Παράδειγμα πομπών είναι αυτοί της τηλεόρασης , του ραδιοφώνου, επίγειοι

πομποί προς τηλεπικοινωνιακός δορυφόρους. Στην πληροφορική πομπός

μπορεί να θεωρηθεί ένα modem, το οποίο δέχεται ροή ψηφιακών δεδομένων,

τα οποία μετατρέπει σε αναλογικό σήμα πριν τα αποστείλει στο τηλεφωνικό

δίκτυο.

Για να έχει νόημα η αποστολή δεδομένων πρέπει να υπάρχει και κάποιος

παραλήπτης - δέκτης ο οποίος κάνει την αντίστροφη εργασία. Δηλαδή

μετατρέπει τα δεδομένα του καναλιού μετάδοσης στα πρωτογενή που έλαβε ο

πομπός.

Ιδιαίτερη κατηγορία αποτελούν οι πάσης φύσεως συσκευές ραντάρ,

(επιφανείας, αέρος κλπ), τα ηλεκτρονικά βυθόμετρα, και υποβρύχιες

συσκευές που αποτελούν ταυτόχρονα πομπό-δέκτες των ιδίων (δικών

τους) ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

1.9. Δέκτης

Με έναν ψηφιακό δέκτη πολυμέσων μπορούν να ληφθούν ασύρματα ή μέσω

καλωδίου δεδομένα πολυμέσων. Ανάλογα με τη συσκευή είναι εφικτό να λάβει

κανείς μουσική, εικόνες, βίντεο, Live TV, ραδιόφωνο μέσω διαδικτύου ή άλλες

μορφές αρχείου απευθείας από το διαδίκτυο. Ορισμένοι δέκτες μπορούν να

11

αναπαράγουν οι ίδιοι τα ληφθέντα αρχεία, ενώ άλλοι απαιτούν σύνδεση σε

κάποια τερματική συσκευή.

1.10. Η έννοια του τηλεχειριστηρίου

Σχήμα 1.10.1. Ασύρματο χειριστήριο

Το ασύρματο τηλεχειριστήριο αποτελεί μέρος σύνθεσης μιας ηλεκτρονικής

συσκευής που συνήθως χρησιμοποιείται σε τηλεοράσεις dvd και home theater

.Η κύρια χρήση του είναι να ελέγχει ασύρματα τη συσκευή από μια

προκαθορισμένη απόσταση βρισκόμενα σε οπτική επαφή με τη αυτή. Η

εξέλιξη του ασύρματου τηλεχειριστηρίου τα τελευταία χρόνια έχει οδηγήσει σε

ένα νέο τύπο τηλεχειριστηρίων που υποστηρίζουν νέες τεχνολογίες όπως την

τεχνολογία bluetooth κι εμπεριέχουν νέα στοιχεία όπως αισθητήρας κίνησης ή

αναγνώριση φωνής. Συνήθως τα τηλεχειριστήρια χρησιμοποιούνται από τους

καταναλωτές σε συσκευές που θέλουν να ελέγξουν από απόσταση. Τα

τηλεχειριστήρια συνήθως είναι μικρές ασύρματες συσκευές με μία διάταξη

μπουτόν έτσι ώστε πχ να μπορούν να ρυθμίζουν το κανάλι της τηλεόρασης,

την ένταση του ήχου κι πολλά αλλά. Στη πραγματικότητα η χρήση

ηλεκτρονικών συσκευών που εμπεριέχουν ασύρματο τηλεχειρισμό μας δίνει

τη δυνατότητα να χειριζόμαστε σχεδόν όλες τις εφαρμογές της συσκευής από

12

το χειριστήριο τη στιγμή που η ίδια η ηλεκτρονική συσκευή περιέχει ένα μικρό

αριθμό μπουτόν για κάποιες κύριες εφαρμογές πάνω σε αυτήν. Τα

περισσότερα τηλεχειριστήρια επικοινωνούν με τις αντίστοιχες συσκευές τους

με υπέρυθρη ακτινοβολία, ενώ κάποια άλλα λειτουργούν με ραδιοκύματα.

Κατά τη δεκαετία του 1970 τα τηλεχειριστήρια λειτουργούσαν με υπερηχητικά

κύματα. Τα τηλεχειριστήρια λειτουργούν με κωδικούς για να επικοινωνήσουν

με τις συσκευές και δουλεύουν για αυτές συγκεκριμένα, υπάρχουν όμως και

χειριστήρια γενικής χρήσης τα οποία απευθύνονται σε μεγαλύτερο αριθμό

συσκευών. Η τεχνολογία που υποστηρίζει τα οικιακά ασύρματα

τηλεχειριστήρια είναι αυτή των υπέρυθρων σημάτων. Το σήμα μεταξύ

τηλεχειριστηρίου και συσκευής εμπεριέχει παλμούς υπέρυθρης ακτινοβολίας η

οποία είναι αόρατη στο γυμνό μάτι.

Σχήμα 1.10.2. Ασύρματο χειριστήρια υπέρυθρων

1.11. Ιστορική αναδρομή για το τηλεχειριστήριο

Σχήμα 1.11.1 Nikola Tesla

Το πρώτο παράδειγμα ασύρματου τηλεχειριστηρίου έγινε το 1898 με την

χρήση ραδιοκυμάτων από τον Nikola Tesla και περιγράφτηκε στη

13

ευρεσιτεχνία του U.S. Patent 316,809, όνομα Method of an Apparatus for

Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles. Την ίδια χρονιά

παρουσίασε μια ράδιο-τηλεχειριζόμενη βάρκα στο κοινό της Madison square

garden κατά τη διάρκεια μίας εκδήλωσης. Ο Tesla ονόμασε τη συγκεκριμένη

βάρκα τηλεαυτόματο.

Το 1903, ο Leonardo Torres Quevedo παρουσίασε στη Γαλλική ακαδημία της

επιστήμης το ‘’telekino’’ συνοδευόμενος από μία βαλίτσα και κάνοντας μια

πειραματική επίδειξη κατάφερε να αποκτήσει τίτλο ευρεσιτεχνίας σε Γαλλία,

Ισπανία, Μεγάλη Βρετανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής.

Σχήμα 1.11.2. Leonardo Torres Quevedo

Το telekino ήταν ένα ρομπότ που εκτελούσε εντολές αναμεταδιδόμενες από

ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Με αυτή του την ευρεσιτεχνία ο Torres Quevedo έπαιξε καθοριστικό ρόλο

στην εξέλιξη του ασύρματου τηλεχειριστηρίου πρωτοπορώντας σε αυτό τον

άγνωστο μέχρι τότε τομέα.

Το 1906 παρουσία κοινού και του βασιλιά ο Τοrres παρουσίασε επιτυχώς την

εφεύρεσή του στο λιμάνι του Μπιλμπάο κατευθύνοντας μία βάρκα από την

ακτή. Αργότερα προσπάθησε να προωθήσει το telekino σε αυτοκινούμενα

βλήματα και τορπίλες αλλά αναγκάστηκε να εγκαταλείψει το εγχείρημά του

αυτό λόγω έλλειψης χρηματοδότησης.

Το πρώτο ασύρματα χειριζόμενο μοντέλο αεροπλάνου πέταξε το 1932. Η

χρήση του ασύρματου τηλεχειριστηρίου για στρατιωτικούς σκοπούς

14

αυξανόταν με εντατικούς ρυθμούς κατά τη διάρκεια του δευτέρου παγκοσμίου

πολέμου, ένα αποτέλεσμα αυτού είναι ο γερμανικός πύραυλος Wasserfall.

Στα τέλη της δεκαετίας του 1930 αρκετές κατασκευαστικές εταιρίες διέθεσαν

ασύρματα τηλεχειριστήρια για κάποιες από τις συσκευές τους. Τα

περισσότερα αυτά χειριστήρια συνδέονταν ενσύρματα με τη συσκευή, το

Philco mystery control (1939) όμως λειτουργούσε με μπαταρίες

χρησιμοποιώντας χαμηλές συχνότητες εκπομπής κάνοντας το, το πρώτο

ασύρματο τηλεχειριστήριο όσον αφορά τις καταναλωτικές ηλεκτρονικές

συσκευές.

1.12. Τηλεχειριστήρια τηλεόρασης

Σχήμα 1.12.1. Διάφορα τηλεχειριστήρια τηλεόρασης

Το πρώτο χειριστήριο που προτάθηκε για να χειρίζεται μια τηλεόραση ήταν

αυτό της Zenith radio corporation το 1950. Το χειριστήριο λεγόταν "Lazy

Bones" (αδρανή κόκκαλα) και ήταν συνδεδεμένο ενσύρματα με την

τηλεόραση. Ένα ασύρματο τηλεχειριστήριο το "Flashmatic" εμφανίστηκε το

1955 από τον Eugene Polley. Λειτουργούσε μέσω μίας φωτεινής δέσμης

φωτός πάνω σε ένα φωτοηλεκτρικό κελί. Το μειονέκτημα αυτής της συσκευής

ήταν ότι αυτό το κελί δεν διέκρινε την διαφορά μεταξύ του φωτός από το

τηλεχειριστήριο και άλλες πηγές φωτός, επίσης το χειριστήριο έπρεπε να

σημαδεύει επακριβώς στο σημείο του δέκτη για να μπορέσει να λειτουργήσει.

15

Σχήμα 1.12.2. Ένα από τα πρώτα ασύρματα τηλεχειριστήρια το ZENITH

Το 1956 ο Robert Adler ανέπτυξε ένα άλλο ασύρματο χειριστήριο το "Zenith

Space Command". Ήταν μηχανικό και χρησιμοποιούσε υπέρηχους για να

αλλάξει το κανάλι και την ένταση. Όταν ο χρήστης πατούσε ένα κουμπί το

χειριστήριο έκανε ένα χαρακτηριστικό ηχο, ένα κλικ. Για αυτό το λόγο πήρε το

προσωνύμιο κλίκερ. Κάθε μπουτόν αντιστοιχούσε σε μία διαφορετική

συχνότητα που όταν λάμβανε η τηλεόραση αντιδρούσε καταλλήλως.

Η ανακάλυψη του τρανζίστορ έκανε δυνατή την κατασκευή φθηνότερων

ηλεκτρονικών τηλεχειριστηρίων που περιείχαν πιεζοηλεκτρικούς κρυστάλλους

οι οποίοι τροφοδοτούνταν από κυματοειδή ηλεκτρική διάδοση σε συχνότητες

κοντά ή πάνω από το επίπεδο δράσης της ανθρώπινης ακοής, αλλά προσιτό

στα επίπεδα ακοής των σκύλων. Ο δέκτης διέθετε ένα μικρόφωνο ρυθμισμένο

στην ίδια συχνότητα με αυτή του πομπού. Κάποια από τα μειονεκτήματα

αυτής της μεθόδου ήταν ότι ο δέκτης μπορούσε να ερεθιστεί από εξωτερικούς

φυσικούς ήχους, κι ότι μερικοί άνθρωποι μπορούσαν να ακούσουν αυτό το

διεισδυτικό κι οξύ ήχο των υπέρηχων που χρησιμοποιούσε η συσκευή.

Υπάρχει ένα περιστατικό όπου ένα ξυλόφωνο άλλαζε τα κανάλια μιας

τηλεόρασης καθώς οι απόηχοι που προκαλούσε ταίριαζαν με τη συχνότητα

που χρησιμοποιούσε το τηλεχειριστήριο.

Η ώθηση για πιο περίπλοκα ασύρματα τηλεχειριστήρια ήρθε στα τέλη της

δεκαετίας του 1970 με την ανάπτυξη του Ceefax teletext service από το BBC.

Εκείνη την περίοδο οι περισσότερες διαφημίσεις τηλεχειριστηρίων έδινε

περιορισμένο αριθμό λειτουργιών (μερικές φορές μόνο τρεις όπως επόμενο

κανάλι, προηγούμενο κανάλι και ένταση). Τέτοιου τύπου τηλεχειριστήρια δεν

μπορούσαν να αναγνωρίσουν τις ανάγκες του teletext, όπου οι σελίδες ήταν

ταυτοποιημένες με τρεις ψηφιακούς αριθμούς. Ένα ασύρματο τηλεχειριστήριο

16

που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει την τεχνολογία teletext θα έπρεπε να

διαθέτει μπουτόν για κάθε ψηφίο από το μηδέν έως το εννέα, καθώς κι άλλες

επιλογές όπως αλλαγή από κείμενο σε εικόνα και τα υπόλοιπα μπουτόν της

τηλεόρασης (καναλιών, έντασης, φωτεινότητας και χρωμμάτων οθόνης κλπ).

Τα πρώτα χειριστήρια για teletext ήταν ενσύρματα αλλά γρήγορα ενδείγχηκε η

κατασκευή μιας ασύρματης συσκευής. Οι μηχανικοί λοιπόν του BBC

ξεκίνησαν συζητήσεις με κάποιες κατασκευαστικές εταιρίες τηλεοράσεων με

αποτέλεσμα το 1978-1979 να δημιουργηθούν κάποια πρωτότυπα που

μπορούσαν να χειριστούν πολλές παραπάνω λειτουργίες. Η ΙΤΤ ήταν μια από

τις εταιρίες αυτές και αργότερα έδωσε το όνομά της στο ΙΤΤ πρωτόκολλο των

υπέρυθρων επικοινωνιών.

Το 1980 μία καναδέζικη εταιρία, η Viewstar Inc που δημιουργήθηκε από το

μηχανικό Paul Hrivnak άρχισε να κατασκευάζει μία καλωδιακή τηλεόραση που

λειτουργούσε με ένα ασύρματο τηλεχειριστήριο υπέρυθρων. Το προϊόν

προωθήθηκε από την Philips. Εκείνη την περίοδο το πιο δημοφιλές

τηλεχειριστήριο ήταν το Starcom το οποίο χρησιμοποιούσε ήχους 40kHz για

να αλλάζει κανάλια. Παρόλα αυτά η κατασκευή της Viewstar γνώρισε άμεση

επιτυχία και πούλησε 1,6 εκατομμύρια κομμάτια ως το 1989.

To 2006 η Hillcrest Labs προώθησε το Loop pointer ένα ασύρματο

τηλεχειριστήριο που λειτουργούσε με τεχνολογία ελέγχου κίνησης και

επέτρεπε στον χρήστη να επιλέγει μέσω φυσικών χειρονομιών Το Loop

pointer διέθετε μόλις 4 μπουτόν κι ένα scroll wheel. Ο ελεύθερος χώρος

επέτρεψε στα ασύρματα τηλεχειριστήρια να χρησιμοποιούν ραδιοκύματα για

να επικοινωνούν με μία USB κεραία συνδεδεμένη σε ένα υπολογιστή ο οποίος

με τη σειρά του είναι συνδεδεμένος με την τηλεόραση έτσι ώστε να μην

χρειάζεται να σημαδεύουμε προς τον υπολογιστή ή να έχουμε απευθείας

οπτική επαφή.

17

Κάποιοι κατασκευαστές τοποθετούν πλέον τεχνολογία Bluetooth έτσι ώστε να

μην χρειάζεται πλέον οπτική επαφή ξεπερνώντας έτσι τις δυνατότητες των

ασύρματων τηλεχειριστηρίων υπέρυθρων ακτινών.

1.13. Τα αποτελέσματα των πρώτων ασύρματων

τηλεχειριστηρίων

Το ασύρματο τηλεχειριστήριο επέτρεψε για πρώτη φορά στο κοινό να

αλληλεπιδρά με την τηλεόραση χωρίς να έρχονται σε άμεση επαφή με αυτή.

Δεν χρειαζόταν πλέον να αναγκάζονται να βλέπουν κάποιο πρόγραμμα

επειδή δεν ήθελαν να σηκωθούν να αλλάξουν κανάλι. Μπορούσαν επίσης να

κάνουν ζάπινγκ (να αλλάζουν κανάλια επαναλαμβανόμενα) κατά τη διάρκεια

των διαφημίσεων ή να κλείσουν εντελώς τον ήχο (mute) κλπ.

Η εφεύρεση του ασύρματου τηλεχειριστηρίου οδήγησε σε αρκετές αλλαγές

στον προγραμματισμό της τηλεόρασης. Μία ήταν η δημιουργία της διπλής

οθόνης (split screen). Σύμφωνα με μία έρευνα του NBC αποδείχθηκε ότι το

25% του κοινού είχε την τάση να αλλάζει κανάλι με το που έπεφταν οι τίτλοι

τέλους σε ένα τηλεοπτικό πρόγραμμα. Έτσι λοιπόν το NBC επινόησε αυτή τη

τεχνολογία της διπλής οθόνης όπου οι τίτλοι τέλους εμφανίζονταν στο ένα

τρίτο της οθόνης κατά τη διάρκεια των τελευταίων λεπτών του προγράμματος.

Το ασύρματο τηλεχειριστήριο επίσης προκάλεσε αλλαγές στη προσαρμογή

των διαφημίσεων στα τηλεοπτικά προγράμματα. Τα τηλεοπτικά δίκτυα λοιπόν

άρχισαν να πιστεύουν ότι δε μπορούν να ανεχτούν το κόστος των

διαφημίσεων μεταξύ των τηλεοπτικών προγραμμάτων διότι θα αποσπούσε

τους τηλεθεατές από το να μείνουν συντονισμένοι στο σταθμό τους. Οι

προγραμματιστές λοιπόν αποφάσισαν να τοποθετούν τα διαφημιστικά σποτ

κατά τη διάρκεια των τηλεοπτικών προγραμμάτων και να μεταβαίνουν από το

ένα πρόγραμμα στο άλλο απευθείας.

18

1.14. Άλλα ασύρματα τηλεχειριστήρια

Κατά τη δεκαετία του 1980 ο Steve Wozniak της γνωστής εταιρίας APPLE

ίδρυσε μία δική του εταιρία την CL 9. Η εταιρία αυτή επιδίωξε στη δημιουργία

ενός ασύρματου τηλεχειριστηρίου το οποίο θα μπορούσε να διενεργεί πάνω

σε πολλαπλές ηλεκτρονικές συσκευές. Η συσκευή CORE (Controller Of

Remote Equipment – Τηλεχειριστήριο των ασύρματων ηλεκτρονικών

συσκευών) παρουσιάστηκε στα τέλη του 1987. Το πλεονέκτημα αυτής της

συσκευής ήταν ότι μπορούσε να ‘’μάθει’’ τους κωδικούς διαφορετικών

συσκευών. Είχε την ικανότητα να διεκπεραιώνει ειδικές ή πολλαπλές

λειτουργίες. Ήταν το πρώτο τηλεχειριστήριο που μπορούσε να συνδεθεί με

ηλεκτρονικό υπολογιστή ο οποίος μπορούσε να το ενημερώσει με τους

απαραίτητους κωδικούς λογισμικού που χρειαζόταν. Το CORE δεν είχε

ιδιαίτερη απήχηση στην αγορά. Ήταν δύσχρηστο να προγραμματιστεί από τον

μέσο χειριστή ενώ βαθμολογήθηκε θετικά από αυτούς που μπορούσαν. Αυτά

τα εμπόδια σταδιακά οδήγησαν στο κλείσιμο της CL 9, αλλά δύο από τους

υπαλλήλους της συνέχισαν την επιχείρηση με το όνομα Celadon. Αυτό λοιπόν

ήταν ένα από τα πρώτα ασύρματα τηλεχειριστήρια που μπορούσαν να

συνεργαστούν με υπολογιστή που βγήκαν στο εμπόριο.

1.15. Η εξάπλωση του ασύρματου τηλεχειριστηρίου

Το 2000 ο αριθμός των καταναλωτικών ηλεκτρονικών συσκευών στα

περισσότερα σπίτια αυξήθηκε ραγδαία, καθώς κι ο αριθμός των ασύρματων

τηλεχειριστηρίων για τον έλεγχο των συσκευών αυτών. Σύμφωνα με τον

οργανισμό των καταναλωτικών ηλεκτρονικών ένα μέσο Αμερικάνικο σπίτι έχει

τουλάχιστον 4 ασύρματα τηλεχειριστήρια. Για να χειριστείς ένα home theater

μπορεί να χρειαζόντουσαν έως κι έξι τηλεκοντρόλ εμπεριέχοντας ένα για

καλωδιακή η δορυφορική λήψη, VCR, ψηφιακό βίντεο, DVD player,

τηλεόραση και ενισχυτή. Πολλά από αυτά τα τηλεχειριστήρια έπρεπε να

χρησιμοποιηθούν διαδοχικά και καθώς δεν υπήρχαν οδηγίες διασύνδεσης η

πρόοδος του ασύρματου τηλεχειριστηρίου γινόταν αρκετά δύσχρηστη.

Πολλοί ειδικοί στο είδος όπως ο Jakob Nielsen και ο Robert Adler (ο

δημιουργός του σύγχρονου ασύρματου τηλεχειριστηρίου) πρόσεξαν πόσο

19

μπερδεμένα άβολα και απογοητευτικά είχαν γίνει πλέον τα πολλαπλά

τηλεχειριστήρια. Εξαιτίας αυτής της εξάπλωσης των ασύρματων

τηλεχειριστηρίων τα τηλεκοντρόλ τύπου γενικής χρήσης έγιναν ιδιαίτερα

δημοφιλή.

1.16. Εφαρμογές ασύρματου τηλεχειρισμού μέσω συσκευών

κινητού τηλεφώνου

Στα τέλη της δεκαετίας του 2000 και τις αρχές αυτής του 2010 ένα πλήθος

κινητών τηλεφώνων τύπου smartphone και portable media player

προωθήθηκαν με λειτουργικό κάποιων εφαρμογών που επέτρεπαν τον

ασύρματο τηλεχειρισμό ηλεκτρονικών συσκευών. Σε σύγκριση με τα κοινά

χειριστήρια μπορεί να έχουν λιγότερα μπουτόν και να φαίνεται αδύνατη η

αλληλεπίδραση με τις συσκευές. Παρόλα αυτά τα γραφικά των εφαρμογών σε

συνδυασμό με την ανεπτυγμένη τεχνολογία των κινητών τηλεφώνων όπως η

οθόνη αφής δίνοντάς τους πολλές δυνατότητες λειτουργιών.

1.17. Τεχνολογία

Η κύρια τεχνολογία που χρησιμοποιείται στα οικιακά ασύρματα

τηλεχειριστήρια είναι αυτή της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Το σήμα ανάμεσα

στο τηλεχειριστήριο και τη συσκευή που ελέγχει περιέχει παλμούς υπέρυθρων

ακτινών οι οποίες είναι αόρατες στο ανθρώπινο μάτι αλλά μπορούν να γίνουν

αντιληπτές μέσα από μία ψηφιακή μηχανή ή την κάμερα του κινητού μας

τηλεφώνου. Ο πομπός στο ασύρματο τηλεχειριστήριο στέλνει μία δέσμη

παλμών υπέρυθρης ακτινοβολίας όταν ο χρήστης πατήσει κάποιο μπουτόν. Ο

πομπός αυτός συνήθως καταλήγει σε μία φωτεινή δίοδο (LED) η οποία

βρίσκεται στην άκρη του τηλεκοντρόλ βοηθώντας τον χρήστη να σημαδέψει

ευκολότερα την επιθυμητή συσκευή. Ο δέκτης στη συσκευή που θέλουμε να

ελέγξουμε αναγνωρίζει τη δέσμη αυτή κι αντιδρά καταλλήλως.

20

Τα περισσότερα ασύρματα τηλεχειριστήρια για ηλεκτρονικές συσκευές

χρησιμοποιούν μία δίοδο υπέρυθρων για να εκπέμπουν μία δέσμη φωτός η

οποία φτάνει στην επιθυμητή συσκευή. Συνήθως χρησιμοποιείται ένα LED

μήκους κύματος 940 nm. Αυτή η υπέρυθρη ακτινοβολία δεν γίνεται αντιληπτή

από το ανθρώπινο μάτι αλλά μπορεί να αποκαλυφθεί μέσα από αισθητήρες

στην συσκευή λήψης.

Διάφοροι κατασκευαστές ασύρματων χειριστηρίων υπέρυθρης ακτινοβολίας

χρησιμοποιούν διαφορετικά πρωτόκολλα για την μετάδοση των υπέρυθρων

εντολών. Για παράδειγμα το πρωτόκολλο RC – 5 της Phillips χρησιμοποιεί

ένα σύνολο 14 bits για κάθε πάτημα ενός μπουτόν. Η μορφή των bit

διαμορφώνεται σε κάποια συχνότητα η οποία μπορεί να διαφέρει από

κατασκευαστή σε κατασκευαστή, για παράδειγμα στη περίπτωση του RC – 5

η συχνότητα αντιστοιχεί στα 36 kHz. Άλλα καταναλωτικά ασύρματα

τηλεχειριστήρια υπέρυθρων χρησιμοποιούν διαφορετικά πρωτόκολλα, κάποια

από αυτά είναι το SIRCS που χρησιμοποιείται από την SONY, το RC – 6 της

Phillips, το Ruwido R – Step και το NEC TC101.

1.18. Οπτική επαφή και γωνία λειτουργίας του

τηλεχειριστήριου υπέρυθρων

Σχήμα 1.18.1. Η έξοδος των υπέρυθρων από το ασύρματο τηλεχειριστήριο

21

Από τη στιγμή που τα ασύρματα τηλεχειριστήρια υπέρυθρων χρησιμοποιούν

ακτίνες φωτός χρειάζονται οπτική επαφή με τη συσκευή για την οποία

προορίζεται το σήμα. Ωστόσο το σήμα μπορεί να αντικατοπτριστεί (πχ σε

κάποιο καθρέφτη) όπως κάθε άλλα πηγή φωτός.

Αν στην περίπτωση μας δεν υπάρχει άμεση οπτική επαφή, για παράδειγμα

προσπαθούμε να ελέγξουμε μία συσκευή που βρίσκεται σε κάποιο άλλο

δωμάτιο, τότε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια συσκευή επέκτασης της

δράσης των υπέρυθρων την οποία βρίσκουμε εύκολα στο εμπόριο. Αυτές οι

συσκευές επέκτασης σήματος λειτουργούν ως εξής: έχουν ένα δέκτη

υπέρυθρων ακτινών κι ένα πομπό ραδιοκυμάτων με τον οποίο στέλνει την

οποιαδήποτε εντολή στην επιθυμητή συσκευή.

Οι δέκτες υπέρυθρων τείνουν επίσης να έχουν περιορισμένη γωνία λήψης.

Παρόλα αυτά είναι εύκολο να αυξήσουμε την γωνία λήψης χρησιμοποιώντας

ένα διαυγές αντικείμενο μπροστά από τον δέκτη.

1.19. Ασύρματα συστήματα τηλεχειρισμού μέσω

ραδιοκυμάτων

Σχήμα 1.19.1. Πομποί τηλεχειρισμού χρήσης ραδιοκυμάτων

22

Τα ασύρματα τηλεχειριστήρια ραδιοκυμάτων (RF remote control)

χρησιμοποιείται για τον έλεγχο αντικειμένων από απόσταση χρησιμοποιώντας

μεγάλη ποικιλία ραδιοκυμάτων (κωδικών) τα οποία διαβιβάζονται από τον

πομπό. Ως συσκευή με μεγαλύτερη ακτίνα δράσης από αυτή του

τηλεχειριστηρίου υπέρυθρων, τα ασύρματα τηλεχειριστήρια ραδιοκυμάτων

χρησιμοποιείται σε συσκευές όπως η ηλεκτρική γκαραζόπορτα, άνοιγμα

θυρών, συστήματα συναγερμού και γενικότερα σε αυτοματισμούς

βιομηχανιών.

1.20. Η χρήση του τηλεχειρισμού στη βιομηχανία

Τα ασύρματα τηλεχειριστήρια στη βιομηχανία συνήθως χρησιμοποιούνται σε

υποσταθμούς, συστήματα άντλησης, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής κι

εγκαταστάσεις γενικότερα

1.21. Η χρήση του τηλεχειρισμού στο στρατό

Τα ασύρματα τηλεχειριστήρια στο στρατό χρησιμοποιούνται για το

μπλοκάρισμα και αντίστοιχα για άμυνα έναντι του μπλοκαρίσματος. Το

μπλοκάρισμα χρησιμοποιείται για να σαμποτάρει ή να εξουδετερώσει την

αντίπαλη χρήση των ασύρματων τηλεχειριστηρίων. Οι αποστάσεις που

καλύπτουν τα ασύρματα στρατιωτικά τηλεχειριστήρια τείνουν να είναι πολύ

μεγάλες. Οι Ηνωμένες πολιτείες της Αμερικής διαθέτουν δορυφορικά

συστήματα τηλεχειρισμού με εμβέλεια έως άλλες ηπείρους για την

τηλεκατεύθυνση των μη επανδρωμένων αεροπλάνων στο Αφγανιστάν, το

Ιράκ και το Πακιστάν.

Ασύρματα τηλεχειριστήρια χρησιμοποιούνται από επαναστάτες σε Ιράκ και

Αφγανιστάν για να επιτίθενται σε κυβερνητικές ομάδες με αυτοσχέδιους

εκρηκτικούς μηχανισμούς, καθώς κι από τρομοκράτες στο Ιράκ οι οποίοι έχει

αναφερθεί ότι χρησιμοποιούν ασύρματα τηλεχειριστήρια για να προκαλούν

έκρηξη σε βόμβες.

Στο πρώτο παγκόσμιο πόλεμο ο Γερμανικός ναυτικός στόλος χρησιμοποιούσε

βάρκες τύπου FL εναντίον εχθρικών πλοίων οι οποίες ελέγχονταν από

23

απόσταση από ένα παράκτιο σταθμό με την χρήση καλωδίου το οποίο

συνέδεε βάρκα – σταθμό. Ένα αεροσκάφος χρησιμοποιούταν για να δίνει

οδηγίες στο σταθμό ως προς την κατεύθυνση των πλοιαρίων.

Ο Σοβιετικός στρατός χρησιμοποιούσε ασύρματα τηλεχειριζόμενα τανκ τη

δεκαετία του 1930 κατά τη διάρκεια του ψυχρού πολέμου εναντίον της

Φιλανδίας καθώς και στις αρχές του δεύτερου παγκοσμίου πολέμου. Το τανκ

ελέγχονταν με ραδιοκύματα από ένα άλλο τανκ το οποίο βρισκόταν σε

απόσταση από 500 – 1500 μέτρα, τα δύο αυτά καθιστούσαν μία τηλεμηχανική

ομάδα. Ο σοβιετικός στρατός διέθετε επίσης τηλεκατευθυνόμενα αεροσκάφη.

1.22. Η χρήση του τηλεχειρισμού στο διάστημα

Η τεχνολογία του ασύρματου τηλεχειρισμού χρησιμοποιείται επίσης και σε

διαστημικές αποστολές, για παράδειγμα τα Σοβιετικά διαστημικά οχήματα

Lunokhod ήταν ασύρματα τηλεχειριζόμενα από το έδαφος. Πολλές

διαστημικές εξερευνήσεις μπορεί να είναι ασύρματα ελεγχόμενες από

τεράστιες αποστάσεις αν και λόγω αυτής η καθυστέρηση μεταξύ αποστολής

και λήψης της εντολής είναι μεγάλη.

Σχήμα 1.22.1. Ασύρματα τηλεχειριζόμενη κάμερα τηλεόρασης στο διάστημα (AERCam Sprint)

24

1.23. Η χρήση του τηλεχειρισμού στα βιντεοπαιχνίδια

Οι κονσόλες βιντεοπαιχνιδιών δεν χρησιμοποιούσαν ασύρματα

τηλεχειριστήρια μέχρι πρόσφατα, κυρίως διότι ήταν δύσκολο για τον χρήστη

να παίζει και να καταφέρνει να έχει στραμμένο το σημείο εκπομπής προς το

δέκτη ταυτόχρονα. Τα πρώτα ασύρματα τηλεχειριστήρια ήταν δύσχρηστα και

χρειαζόντουσαν τροφοδοσία από μπαταρίες για να λειτουργήσουν, οι

μπαταρίες αυτές διαρκούσαν μόνο λίγες ώρες πριν χρειαστεί αντικατάσταση.

Κάποια ασύρματα τηλεχειριστήρια τέτοιου τύπου λειτουργούσαν με

ραδιοκύματα αντί της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Ακόμα κι αυτά ήταν ασυνεπή

στις υποχρεώσεις τους και σε κάποιες περιπτώσεις είχαν καθυστέρηση στη

εκπομπή του σήματος καθιστώντας τα άχρηστα. Τα πρώτα επίσημα

ασύρματα τηλεχειριστήρια βιντεοπαιχνιδιών ήταν: Το CX – 42 για την

κονσόλα Atari 2600. Με την διάδοση και την εξέλιξη των κονσόλων για

βιντεοπαιχνίδια τα ασύρματα τηλεχειριστήρια αποτελούν συνηθισμένο μέρος

του πακέτου.

Σχήμα 1.23.1. Ασύρματα τηλεχειριστήρια βιντεοπαιχνιδιών. Αριστερά βλέπουμε το χειριστήριο του PS3 και

δεξιά το αντίστοιχο του Xbox 360

Κάποια ασύρματα τηλεχειριστήρια όπως του PS3 και του Nintendo Wii

χρησιμοποιούν Bluetooth. Άλλα όπως του Xbox 360 χρησιμοποιούν δικά τους

ασύρματα πρωτόκολλα.

1.24. Η χρήση του τηλεχειρισμού στον ηλεκτρονικό

υπολογιστή

Τα υπάρχοντα ασύρματα τηλεχειριστήρια υπέρυθρων μπορούν να

χρησιμοποιηθούν για εφαρμογές του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Κάθε

εφαρμογή που υποστηρίζει συντομεύσεις μπορεί να ελεγχθεί από

25

τηλεχειριστήρια υπέρυθρων άλλων οικιακών συσκευών. Αυτές οι εφαρμογές

πολυμέσων είναι γνωστές για την χρήση συστημάτων home theater. Για να

μπορέσει να το επιτύχει κάποιος αυτό έπρεπε να διαθέτει μία συσκευή που θα

αποκωδικοποιεί το υπέρυθρο σήμα που έστελνε το ασύρματο τηλεχειριστήριο

και μία εφαρμογή ηλεκτρονικού υπολογιστή για την συσκευή που ήταν

συνδεδεμένη σε αυτόν. Αυτή η συσκευή που συνδέεται με τον υπολογιστή

μπορεί να γίνει είτε από θύρα USB είτε απευθείας στη μητρική του

υπολογιστή. Τέτοιες συσκευές βρίσκονται στην αγορά αλλά μπορούν να

φτιαχτούν εύκολα στο σπίτι με χαμηλό κόστος.

Το LIRC (Linux IR remote control) και το Win – LIRC (για τα Windows) είναι

πακέτα λογισμικού που δημιουργήθηκαν για τον έλεγχο ηλεκτρονικού

υπολογιστή χρησιμοποιώντας το τηλεχειριστήριο της τηλεόρασης, Επίσης

μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν οικιακά τηλεχειριστήρια με λιγότερες

τροποποιήσεις.

1.25. Σημασία συμβόλων στα ασύρματα τηλεχειριστήρια

Στη ψηφιακή ηλεκτρονική, αναλογική ηλεκτρονική και την ψυχαγωγία τα

ασύρματα τηλεχειριστήρια διαθέτουν κάποια σύμβολα που μας δείχνουν τι

κάνει το κάθε μπουτόν.

Τα παρακάτω είναι τα συνηθέστερα σύμβολα που βλέπουμε στις συσκευές

ασύρματου τηλεχειρισμού

PLAY

PAUSE

STOP

Επιλογές για την αύξηση, μείωση ταχύτητας κι αλλαγής κεφαλαίων.

26

REWIND OR FAST FORWARD

SKIP TO THE START OR END

Επιλογές για αναγραφή ή για την έξοδο δίσκου από την συσκευή.

RECORD

EJECT

Τα σύμβολα play, pause, stop και record είναι επίσης γνωστά ως τα επίσημα

σύμβολα που εμφανίστηκαν πρώτη φορά από τον Σουηδό μηχανικό Philip

Olson.

Σχήμα 1.26.1. Το κολλητήρι – καλάι

1.26. Το κολλητήρι - καλάι

27

Σχήμα 1.26.2. Ένα παράδειγμα κόλλησης

Με την ονομασία καλάι, από την τουρκική λέξη kalay που σημαίνει

κασσίτερος, φέρεται στο ελληνικό εμπόριο το συγκολλητικό κράμα μαλακής

συγκόλλησης, δηλαδή ετερογενούς συγκόλλησης σε χαμηλή θερμοκρασία (πχ

κάτω από 200°C). Πρόκειται συνήθως για κάποιο κράμα κασσίτερου με άλλα

μαλακά μέταλλα χαμηλού σχετικά σημείου τήξης όπως χαλκός, ψευδάργυρος

κάτω από 2% άργυρος και κάτω από 3.5% αντιμόνιο. Τα κράματα αυτά

μορφοποιούνται συνήθως σε ράβδους ή σε συρμάτινα ρολά.

Η κασσιτεροκόλληση είναι μια μαλακή συγκόλληση της οποίας οι

συγκολλήσεις είναι αγώγιμες και μη ανθεκτικές στη μηχανική καταπόνηση. Το

κράμα περιείχε παλιότερα και μόλυβδο, του οποίου η χρήση

έχει σήμερα περιοριστεί διότι είναι ένα ιδιαίτερα τοξικό μέταλλο. Η ευρωπαϊκή

κοινοτική οδηγία WEEE έχει απαγορεύσει τη χρήση μολύβδου σε

ηλεκτρονικές συσκευές μαζικής παραγωγής, και επίσης η χρήση του

περιορίζεται από την ευρωπαϊκή οδηγία RoHS.

Η συγκόλληση αυτή χρησιμοποιείται σε χάλκινα σκεύη, στη συσκευασία

τροφίμων και στη σύνδεση των καλωδίων και ολοκληρωμένων

κυκλωμάτων στις ηλεκτρονικές πλακέτες. Επίσης χρησιμοποιείται ευρύτατα

και στη φανοποιεία. Παλαιότερα με καλάι σφραγίζονταν από ειδικά συνεργεία

της υπηρεσίας σταθμών, του υπουργείου εμπορίου, από το κάτω μέρος οι

ειδικές χελώνες, μετρικά βάρη, υποδιαιρέσεις και πολλαπλάσια της οκάς που

χρησιμοποιούνταν στα διάφορα καταστήματα καθώς και οι πλάστιγγες αυτών,

ως δείκτες ελέγχου ακρίβειας βάρους.

28

Σχήμα 1.26.3. Υλικό συγκόλλησης

29

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ: ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

2.1. Κατασκευή ασύρματου τηλεχειριστηρίου

Σχήμα 2.1.1.Οι πλακέτες του συστήματος τηλεχειρισμού. Αριστερά βλέπουμε τον πομπό ενώ στα δεξιά

βρίσκεται ο δέκτης.

2.2. Περιγραφή

Η κατασκευή αποτελείτε από ένα πομπό ασύρματου τηλεχειρισμού 2048

κωδικών και τον αντίστοιχο ασύρματο δέκτη με πολύ μεγάλη ευαισθησία

λήψης και μικρή κατανάλωση.

Ο συνδυασμός των δύο παραπάνω αποτελούν ένα τηλεχειρισμό υψηλής

αξιοπιστίας ιδανικό για συστήματα ασφαλείας, συναγερμούς, αυτοματισμούς

κ.λ.π. στο σπίτι, στο αυτοκίνητο και αλλού.

2.3. Τεχνικά Χαρακτηριστικά Πομπού

Τάση τροφοδοσίας: 12V DC(Battery)

Ρεύμα κατανάλωσης: 12mA max

Συχνότητα λειτουργίας: 320-360MHz

Εμβέλεια: 50-60m(σε οπτική επαφή)

Κωδικοί: 2048

Οπτική ένδειξη εκπομπής με led:

Άμεση συνεργασία με τον δέκτη:

30

2.4. Περιγραφή του κυκλώματος πομπού

Σχήμα 2.4.1. Το κύκλωμα του πομπού

Ο πομπός του ασύρματου τηλεχειρισμού στηρίζει τη λειτουργία του στο

ολοκληρωμένο κύκλωμα IC1 το οποίο κάνει την κωδικοποίηση και στο

τρανζίστορ Q1 το οποίο είναι ο ταλαντωτής. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα IC1

είναι ένας ολοκληρωμένος κωδικοποιητής ψηφιακού κώδικα σε ένα κέλυφος

18pins MOS/LSI. Τα μόνα εξωτερικά εξαρτήματα που χρειάζεται είναι η

αντίσταση R1 και ο πυκνωτής C2 για τον εσωτερικό χρονισμό. Ο κώδικας

εκπομπής καθορίζεται από το dip switch το οποίο μας δίνει 2048 κωδικούς

εξασφαλίζοντας έτσι υψηλά στάνταρ ασφάλειας. Κάθε διακόπτης καθορίζει

31

ένα bit διάρκειας 0,96 msec. Τα bits και των 12 διακοπτών καθορίζουν μια

ψηφιακή λέξη διάρκειας (0,96 Χ 12) 11,52 msec. Η ψηφιακή αυτή λέξη

διαμορφώνει τον ταλαντωτή RF. Ο ταλαντωτής αυτός είναι τύπου Colpittc και

η συχνότητα του καθορίζεται από το πηνίο L1 και τον μεταβλητό πυκνωτή C4.

Ο μεταβλητός πυκνωτής C4 ρυθμίζει τη συχνότητα εκπομπής ώστε αυτή να

είναι ίδια με την συχνότητα που είναι ρυθμισμένος να λαμβάνει ο δέκτης του

ασύρματου τηλεχειρισμού. Ο πυκνωτής C3 χρησιμεύει για τη δημιουργία

θετικής ανάδρασης στο ταλαντωτή RF , ώστε να επιτυγχάνεται η συντήρηση

των ταλαντώσεων. Το τσοκ F1 εμποδίζει την RF συχνότητα του ταλαντωτή να

εισέλθει στη τάση τροφοδοσίας του ολοκληρωμένου κυκλώματος IC1 και να

του δημιουργήσει προβλήματα. Ο πυκνωτής C1 βοηθάει την αποσύζευξη

της τάσης τροφοδοσίας του πομπού. Τέλος το led DL1 δίνει μια οπτική

ένδειξη λειτουργίας του πομπού κάθε φορά που πατιέται το μπουτόν

εκπομπής S1.

2.5. Τα υλικά του πομπού

R1 = 1ΜΩ (ΚΑΦΕ-ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ-ΜΑΥΡΟ)

R2 = 33ΚΩ (ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ- ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ- ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ)

C1 = 1nF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C2 = 47pF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C3 = 3.3pF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C4 = 2-10pF trimmer μινιατούρα

F1 = 1μH τσοκ

IC1 = UM 3750 ή MM53200

S1 = Μπουτόν Push on

D1 = Led μινιατούρα (Φ 3mm)

Q1 = BF 199 NPN TRANSISTOR

Διάφορα: Πλακέτα smart kit 1159, κόλληση, ακροδέκτες μπαταρίας, πλαστικό κουτί.

32

Σχήμα 2.5.1. Η δίοδος LED

Σχήμα 2.5.2. Ένας πυκνωτής

2.6. Κατασκευή του πομπού

Η κατασκευή του πομπού είναι απλή και εύκολη αρκεί να ακολουθηθούν οι

βασικοί κατασκευαστικοί κανόνες.

Κόλλησα τις 2 αντιστάσεις R1 και R2. Η R2 τοποθετείται σε όρθια θέση. Μετά

κόλλησα τους 4 πυκνωτές C1-C4 και το led D1 προσέχοντας ταυτόχρονα και

την ορθή φορά τοποθέτησης του. Τέλος κόλλησα το τρανζίστορ Q1 τον

διακόπτη (μπουτόν) S1 και το ολοκληρωμένο κύκλωμα προσέχοντας ώστε η

φορά τοποθέτησης του να είναι ίδια με αυτή που είναι σημειωμένη πάνω στην

πλακέτα. Για τις κολλήσεις χρησιμοποίησα ένα μικρό κολλητήρι και κόλληση

καλής ποιότητας. Έλεγξα την πλακέτα για τυχόν λάθη, παραλείψεις,

ακόλλητους ακροδέκτες, βραχυκυκλώματα ή ψυχρές κολλήσεις. Μια ψυχρή

33

κόλληση είναι θαμπή δημιουργεί κόμπο γύρω από τον ακροδέκτη και πολλά

άλλα προβλήματα. Αντίθετα μια καλή κόλληση απλώνει γύρω από τον

ακροδέκτη και γυαλίζει. Αφού όλα ήταν εντάξει καθάρισα την πλακέτα από

τυχόν κατάλοιπα των κολλήσεων με ένα σπρέι καθαρισμού.

2.7. Συνδέσεις - λειτουργία του πομπού

Επειδή από κατασκευής η πλακέτα του πομπού έχει και τους 10 ακροδέκτες

των κωδικών ενωμένους στη γη (θέση ΟΝ), θα πρέπει αντίστοιχα να σηκώσω

σε θέση ΟΝ και τους 10 κωδικούς του δέκτη ή να κόψω όποιους κωδικούς

θέλω στον πομπό και να βάλω τους αντίστοιχους διακόπτες του dipswitch

του δέκτη στη θέση OFF. Τοποθετώ το κύκλωμα του πομπού στο πλαστικό

κουτί που περιέχει το kit. Τοποθετώ μια μπαταρία 12V τύπου μινιατούρας στη

θέση που υπάρχει για το σκοπό αυτό προσέχοντας την ορθή φορά

τοποθέτησης της πολικότητας της. Τροφοδοτώ με τάση το δέκτη

τηλεχειρισμού. Τοποθετώ το κωδικό από τα διακοπτάκια dipswitch που

φυσικά πρέπει να είναι ο ίδιος και στο πομπό και στο δέκτη. Στάθηκα με τον

πομπό σε απόσταση ενός περίπου μέτρου από το δεκτή πατώντας το

μπουτόν S1. Με ένα πλαστικό κατσαβίδι περιστρέφω το μεταβλητό πυκνωτή

C4 σιγα σιγά μέχρι να ενεργοποιήσω το ρελέ που υπάρχει στο δέκτη. Στο

σημείο αυτό η συχνότητα εκπομπής είναι ίδια με αυτή της λήψης. Για

καλύτερα αποτελέσματα και για μεγαλύτερη εμβέλεια τηλεχειρισμού μπορώ

να χρησιμοποιήσω τους ακροδέκτες ελέγχου 7 και 8 του δέκτη. Συνδέω ένα

βολτόμετρο συνεχούς τάσης στα σημεία 7 και 8. Με τον πομπό σε απόσταση

ενός μέτρου περίπου και κρατώντας πατημένο το μπουτόν εκπομπής

ρυθμίζω με ένα πλαστικό κατσαβίδι το μεταβλητό πυκνωτή C4 ώστε το

βολτόμετρο να δείξει την ελάχιστη τιμή περίπου 2 – 2,5 V. Τότε οι συχνότητες

εκπομπής και λήψης είναι ίδιες.

2.8. Αν δεν δουλέψει ο πομπός

1. Αποσυνδέω την τροφοδοσία

34

2. Μήπως τοποθέτησα την μπαταρία ανάποδα

3. Μήπως τοποθέτησα τη δίοδο led D1 ανάποδα

4. Μήπως έκανα κάποιο λάθος στη τοποθέτηση των εξαρτημάτων

5. Μήπως έκαψα λόγο υπερθέρμανσης κάποιο εξάρτημα

6. Μήπως άφησα κάποιο ακροδέκτη ακόλλητο

7. Μήπως υπάρχει κάποια ψυχρή κόλληση

8. Μήπως δημιούργησα κάποιο βραχυκύκλωμα

9. Μήπως δεν χρησιμοποίησα τον ίδιο κωδικό μεταξύ πομπού και δέκτη

2.9. Τεχνικά χαρακτηριστικά δέκτη

Τάση λειτουργίας: 11 – 14 V DC

Ρεύμα κατανάλωσης: 12 mA σε ηρεμία 30mA (max)

Συχνότητα λειτουργίας: 320 – 360 ΜΗz

2048 διαφορετικοί κωδικοί εκπομπής

Επαφές ρελέ: 250V/2A

Εμβέλεια τηλεχειρισμού 50 – 60 m με οπτική επαφή

Άμεση συνεργασία με τον πομπό

2.10. Λειτουργία κυκλώματος δέκτη

Το ηλεκτρονικό διάγραμμα του κυκλώματος αποτελείται από 5 τρανζιστορς, 3

ολοκληρωμένα, και από ένα πλήθος αντιστάσεων, πυκνωτών και άλλων

βοηθητικών εξαρτημάτων. Το τρανζίστορ Q1 αποτελεί την πρώτη ενισχυτική

βαθμίδα υψηλής συχνότητας (RF amplifier). Η ενισχυτική αυτή βαθμίδα έχει

σα φορτίο εισόδου την κεραία και ο τύπος του τρανζίστορ που χρησιμοποιεί

(BFR96) μας εξασφαλίζει υψηλή απολαβή (18 – 20 dB) με πολύ χαμηλό

θόρυβο (2 dB) πράγμα απαραίτητο για τη βαθμίδα αυτή του δέκτη. Το

ενισχυμένο σήμα της κεραίας από την έξοδο του Q1 μέσω του πυκνωτή C2

35

οδηγείται στο Q2 το οποίο είναι σε συνδεσμολογία κοινής βάσης. Η

συνδεσμολογία αυτή παρόλο που δε μας προσφέρει τη μέγιστη ενίσχυση

εντούτοις μας εξασφαλίζει άριστη προσαρμογή μεταξύ ενισχυτή RF (transistor

Q1) και σταδίου μίξης – φώρασης (transistor Q3). Το τρανζίστορ Q3 είναι ο

κύριος δέκτης που χρησιμοποιείται σαν ταλαντωτής – μίκτης και φωρατής

υπερανάδρασης. Η συχνότητα λήψης καθορίζεται από το συντονισμένο

κύκλωμα LC που σχηματίζουν το πηνίο L1 και ο πυκνωτής C10. Ο πυκνωτής

C8 φροντίζει για την διατήρηση των ταλαντώσεων στο τρανζίστορ Q3. Το

τσοκ F1 στον εκπομπό του τρανζίστορ Q3 περιορίζει τυχόν εξωτερικούς

θορύβους και τα σήματα που πιθανώς θα δημιουργούσαν προβλήματα λήψης

μειώνοντας την ευαισθησία αυτού του τμήματος. Το σήμα από την έξοδο του

τρανζίστορ Q3 και αφού έχει αποδιαμορφωθεί από την υψηλή συχνότητα

λήψης οδηγείται στους δύο τελεστικούς ενισχυτές Α1 και Α2 οι οποίοι αφου το

ενισχύσουν το φιλτράρουν και το διαμορφώσουν κατάλληλα το οδηγούν μέσω

της αντίστασης R20 στο ολοκληρωμένο IC3 το οποίο θα κάνει την

αποκωδικοποίηση του λαμβανόμενου σήματος. Παράλληλα όμως η έξοδος

του τελεστικού ενισχυτή Α1 μέσω της αντίστασης R19 μας δίνει ένα σημείο

ελέγχου και ρύθμισης του πομπού. Έτσι μπορούμε ανά πάσα στιγμή να

ελέγχουμε αν η συχνότητα εκπομπής είναι ίδια με αυτή που λαμβάνει ο δέκτης

χρησιμοποιώντας ένα συχνόμετρο. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα IC3

αναλαμβάνει την αποκωδικοποίηση του σήματος εισόδου. Τα μόνα εξωτερικά

εξαρτήματα που χρειάζεται για τη λειτουργία του είναι η αντίσταση R21 και ο

πυκνωτής C15 για τον εσωτερικό χρονισμό του ολοκληρωμένου. Ο κώδικας

λήξης καθορίζεται από 12 θέσεις – βραχυκυκλώματα (J1 – J10) μέσω ενός dip

switch10 θέσεων και δύο μόνιμα βραχυκυκλώματα στα ποδαράκια 11 και 12

του ολοκληρωμένου IC3 πάνω στην πλακέτα. Στο κιτ υπάρχει ένας διακόπτης

10 επαφών που τοποθέτησα στις θέσεις J1 ως J10. Το βραχυκύκλωμα J11

και J12 υπάρχουν μόνιμα στη πλακέτα. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα IC3 μόλις

δεχτεί 4 φορές τον κώδικα που καθορίζουν τα J1 – J10 ενεργοποιεί την έξοδό

του. Έτσι έχουμε δραστικά μειωμένες πιθανότητες αλληλεπίδρασης μεταξύ

γειτονικών συστημάτων τηλεχειρισμού. Ο κώδικας λήψης θα πρέπει να είναι

ακριβώς όμοιος με τον κώδικα εκπομπής για να μπορέσουμε να

ενεργοποιήσουμε την έξοδο του ολοκληρωμένου κυκλώματος IC3. Μόλις

ενεργοποιηθεί το ολοκληρωμένο κύκλωμα IC3 η έξοδος του (pin 17)

36

μεταβαίνει από HIGH στάθμη σε LOW. Αυτή η κατάσταση απενεργοποιεί το

τρανζίστορ Q4 με αποτέλεσμα θετική τάση να εφαρμόζεται μέσω της

αντίστασης R23 στο ένα άκρο του διακόπτη S1 και στον ακροδέκτη 3 (clock)

του ολοκληρωμένου κυκλώματος IC4. Η έξοδος του ολοκληρωμένου

κυκλώματος IC4 (pin 1) το οποίο είναι flip flop τροφοδοτεί το άλλο άκρο του

διακόπτη S1 μέσω της αντίστασης R1. Ο διακόπτης S1 (τριπλό jumper με

βραχυκυκλωτήρα) καθορίζει τις καταστάσεις εξόδου ανάλογα με την

ενεργοποίηση του δέκτη τηλεχειρισμού. Στη θέση ON – OFF ενεργοποιεί το

ρελέ RL (μέσω του τρανζίστορ Q5) μόνο για όση ώρα ο δέκτης λαμβάνει το

σωστό σήμα από το πομπό (στιγμιαία). Αν ο διακόπτης είναι στη θέση ON και

ο δέκτης λάβει το σωστο σήμα ενεργοποίησης ενεργοποιεί το ρελέ RL (πάλι

μέσω του τρανζίστορ Q5). Η απενεργοποίηση του ρελέ γίνεται μόλις ο δέκτης

λάβει ένα νέο (και σωστό ως προς το κώδικα λήψης) σήμα. Η δίοδος D1

προστατεύει το τρανζίστορ Q5 από ανάστροφα ρεύματα που δημιουργούνται

από το πηνίο του ρελέ RL κατά τη λειτουργία του. Τέλος το ολοκληρωμένο

κύκλωμα IC2 είναι ένας σταθεροποιητής τάσης στα +8V DC ο οποίος

τροφοδοτεί όλο το δέκτη με εξαίρεση τη βαθμίδα εξόδου (transistor Q5 και

ρελέ RL) δίνοντας στο κύκλωμα του δέκτη σταθερές τάσεις λειτουργίας κάτω

από διαφορετικές τάσεις τροφοδοσίας διασφαλίζοντας έτσι την υψηλή

αξιοπιστία του κυκλώματος. Η δίοδος D2 προστατεύει το κύκλωμα από τυχόν

ανάστροφες τάσεις που θα προέρχονται από το κύκλωμα τροφοδοσίας.

37

Σχήμα 2.10.1. Το κύκλωμα του δέκτη

2.11. Τα υλικά του δέκτη

R1, R7, R8, R9, R13, R14, R22, R23 = 10ΚΩ (ΚΑΦΕ-ΜΑΥΡΟ-ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ)

R2 = 47ΚΩ (ΚΙΤΡΙΝΟ-ΜΩΒ- ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ)

R3, R5, R24 = 1ΚΩ (ΚΑΦΕ-ΜΑΥΡΟ-ΚΟΚΚΙΝΟ)

R4 = 270Ω (ΚΟΚΚΙΝΟ-ΜΩΒ-ΚΑΦΕ)

R6, R12, R16, R17 = 4,7ΚΩ (ΚΙΤΡΙΝΟ-ΜΩΒ-ΚΟΚΚΙΝΟ)

R10 = 3,3ΚΩ (ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ-ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ-ΚΟΚΚΙΝΟ)

R11 = 470Ω (ΚΙΤΡΙΝΟ-ΜΩΒ-ΚΑΦΕ)

R15 = 2.2ΜΩ (ΚΟΚΚΙΝΟ-ΚΟΚΚΙΝΟ-ΠΡΑΣΙΝΟ)

R18, R21 = 1ΜΩ (ΚΑΦΕ-ΜΑΥΡΟ-ΠΡΑΣΙΝΟ)

R19 = 4,7Ω (ΚΙΤΡΙΝΟ-ΜΩΒ-ΧΡΥΣΟ)

R20 = 12ΚΩ (ΚΑΦΕ-ΚΟΚΚΙΝΟ-ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ)

C1, C2 = 270Pf ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C3, C13, C14 = 10μF/16V ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙΚΟΣ

38

C4 = 680Pf ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C5, C9 = 100pF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C6 = 2,7pF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C7, C11 = 1nF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C8 = 3,3pF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C10 = 2,7pF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C12 = 4,7nF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C15 = 47pF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

C16 = 1nF ΠΟΛΥΕΣΤΕΡΑ

C17, C18 = 100nF ΜΚΤ ΠΟΛΥΕΣΤΕΡΑ

C19 = 220μF/25V ΗΛΕΚΤΡΟΛΥΤΙΚΟΣ

C20 = 15nF ΚΕΡΑΜΙΚΟΣ

F1 = 1μΗ τσοκ (ΚΑΦΕ-ΜΑΥΡΟ-ΧΡΥΣΟ)

D1, D2 = IN 4007

Q1, Q2 = BFR 96 NPN

Q3 = BF 199 NPN

Q4, Q5 =BC548, BC547 NPN

IC1 = LM358

IC2 = 7808 Σταθεροποιητής

IC3 = UM3750 η MM53200 Αποκωδικοποιητής

IC4 = CD4013 flip-flop

RL = ρελέ 12V (250/2A επαφές)

Παρελκόμενα: Πλακέτα smart kit 1158, κόλληση, 8 pins, σύρμα επάργυρο

1mm, βάση IC 18DIL, βάση IC 14DIL, βάση IC 8 DIL, καλώδιο 30cm,

διακόπτης ΟΝ – ΟΝ (χτένα τριπλή με βραχυκυκλωτήρα), DIP SWITCH (10

θέσεων).

39

Σχήμα 2.11.1 Εδώ βλέπουμε μερικά από τα υλικά της κατασκευής του δέκτη. Στα αριστερά απεικονίζονται

κάποιες ασφάλειες ενώ στα δεξιά τρανζίστορ

2.12. Κατασκευή του δέκτη

Η κατασκευή του ΚΙΤ είναι απλή και εύκολη αρκεί να ακολουθηθούν οι βασικοί

κατασκευαστικοί κανόνες. Κόλλησα τις τρείς βάσεις των ολοκληρωμένων (IC1,

IC2, IC3) προσέχοντας ώστε το χαρακτηριστικό σημείο τους να ταιριάζει να

ταιριάζει με τη φορά αυτού που είναι σχεδιασμένο πάνω στη πλακέτα.

Συνέχισα με τις αντιστάσεις, τους πυκνωτές, τις διόδους, το ρελέ, τα pins, το

τσοκ F1 και τα τρανζίστορ προσέχοντας όπου χρειάζεται τη σωστή φορά

τοποθέτησης. Τα τρανζίστορ Q1 Q2 θα κολληθούν στη πλακέτα αφού λυγίσω

τους ακροδέκτες τους έτσι ώστε να μπορούν να τοποθετηθούν στις τρύπες

που υπάρχουν στο τυπωμένο. Αφού κολληθούν θα πρέπει ο κωδικός των

τρανζίστορ που είναι σημειωμένος πάνω στο κέλυφος τους να είναι από το

επάνω μέρος. Τέλος κόλλησα τις δύο ξεχωριστές σπείρες του πηνίου L1. Το

πηνίο αυτό φτιάχνεται από επάργυρο σύρμα 1mm και σχηματίζει 2 ‘’Π’’ όταν

τοποθετηθεί πάνω στη πλακέτα. Το ύψος του είναι 6mm ενώ το μήκος του

8mm. Η τοποθέτηση τους γίνεται έτσι ώστε να είναι παράλληλα το ένα με το

άλλο. Για τις κολλήσεις χρησιμοποίησα όπως προηγουμένως ένα μικρό

κολλητήρι και κόλληση καλής ποιότητας. Θερμαίνω ταυτόχρονα με το

κολλητήρι το σημείο συγκόλλησης και τον ακροδέκτη. Η ποσότητα της

κόλλησης που χρησιμοποιώ απλώς καλύπτει το σημείο συγκόλλησης κι όχι να

το υπερχειλίζει. Μετά την απομάκρυνση του κολλητηριού θα πρέπει η

κόλληση να γυαλίζει αλλιώς είναι ψυχρή και θα δημιουργήσει προβλήματα στη

40

λειτουργία του δέκτη. Έλεγξα την πλακέτα για τυχόν λάθη, παραλείψεις,

ακόλλητους ακροδέκτες, βραχυκυκλώματα ή ψυχρές κολλήσεις κι εφόσον όλα

είναι σωστά καθαρίζω την πλακέτα από κατάλοιπα των κολλήσεων και τέλος

τοποθετώ τα ολοκληρωμένα IC1, IC3 και IC4 στις βάσεις τους προσέχοντας

την ορθή φορά τοποθέτησης τους.

2.13. Λειτουργία – ρυθμίσεις δέκτη τηλεχειρισμού

Σύνδεσα στο σημείο 1 ένα κομμάτι καλώδιο 20 – 30 εκατοστών. Σύνδεσα την

τροφοδοσία του δέκτη στα σημεία 2 (θετική) και 3 (αρνητική). Τοποθέτησα το

διακόπτη S1 στη θέση ΟΝ – OFF. Τοποθέτησα τον ίδιο κωδικό με αυτόν του

πομπού (από το dip switch). Σύνδεσα το φορτίο εξόδου στους ακροδέκτες 4,

5 ή 6 ανάλογα με τις ανάγκες μας. Σύνδεσα ένα αναλογικό βολτόμετρο

συνεχούς τάσης (DC V) 0 – 10V στα σημεία 7 και 8. Τροφοδότησα το

κύκλωμα με τάση 11- 14V DC. Πάτησα το μπουτόν στο πομπό. Αν η

συχνότητα λειτουργίας (που ρυθμίζεται από τον πομπό) είναι ίδια μεταξύ

πομπού και δέκτη και ο κωδικός του δέκτη όμοιος με αυτόν του πομπού τότε

το ρελέ θα ενεργοποιηθεί αφήνοντας το μπουτόν του πομπού το ρελέ

απενεργοποιείται. Αν η συχνότητα λειτουργίας δεν είναι ίδια μεταξύ πομπού

και δέκτη τότε ρυθμίζω τη συχνότητα εκπομπής ώστε να γίνει ίδια με την

συχνότητα λήψης του δέκτη. Η ρύθμιση αυτή γίνεται ως εξής: Με τον πομπό

σε απόσταση ενός μέτρου περίπου και κρατώντας πατημένο το μπουτόν

εκπομπής ρυθμίζουμε με ένα πλαστικό κατσαβίδι το μεταβλητό πυκνωτή C4

του πομπού ώστε το βολτόμετρο που είναι συνδεδεμένο στο δέκτη να δείξει

την ελάχιστη τιμή. Στο σημείο αυτό οι συχνότητες εκπομπής και λήψης είναι

ίδιες. Τοποθετώ το διακόπτη S1 (βραχυκυκλωτήρα) στη θέση ΟΝ πάτησα το

μπουτόν στο πομπό και το ρελέ ενεργοποιείται. Αφήνοντας το μπουτόν το

ρελέ δεν απενεργοποιείται. Για να απενεργοποιήσουμε το ρελέ πρέπει να

ξαναπατήσουμε το μπουτόν του πομπού. Μετά το πέρας των διαδικασιών ο

δεκτης είναι έτοιμος προς χρήση.

41

2.14. Αν δεν δουλέψει ο δέκτης

1. Αποσυνδέω την τροφοδοσία

2. Μήπως έκανα κάποιο λάθος κατά τη συγκόλληση του υλικού

3. Μήπως έκαψα λόγο υπερθέρμανσης κάποιο εξάρτημα

4. Μήπως έκανα κάποια ψυχρή κόλληση

5. Μήπως έβαλα λάθος τάση τροφοδοσίας ή ανάστροφη τάση

6. Μήπως δεν χρησιμοποίησα τον ίδιο κωδικό μεταξύ πομπού και δέκτη

42

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ: ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

3.1. Πρώτο πείραμα - Λειτουργία κυκλώματος

Η κατασκευή και των δύο συσκευών έχει ολοκληρωθεί και τώρα μένει να

τεθούν σε λειτουργία. Σύνδεσα τις τροφοδοσίες, έδωσα τον ίδιο κωδικό στα

dip switch των συσκευών και ρύθμισα τη συχνότητα λειτουργίας μεταξύ

πομπού και δέκτη να είναι ίδια. Στο φορτίο εξόδου σύνδεσα ένα λαμπτήρα

τύπου 12V – 2W έτσι ώστε να μπορούμε να διακρίνουμε το αποτέλεσμα. Στη

θέση του λαμπτήρα θα μπορούσε να μπει οποιαδήποτε άλλη συσκευή από τις

οποίες αναφέραμε παραπάνω (γκαραζόπορτα, συναγερμός κλπ).

Το μόνο που μένει πλέον είναι να θέσουμε σε λειτουργία το σύστημα

τηλεχειρισμού. Πατάμε το μπουτόν του πομπού από απόσταση ενός μέτρου,

ο δέκτης λαμβάνει το σήμα και το κύκλωμα ενεργοποιείται.

Σχήμα 3.1.1. Ο δέκτης έλαβε το σήμα και το σύστημα λειτούργησε με επιτυχία

43

3.2. Δεύτερο Πείραμα - Ασφάλεια κυκλώματος (dip switch)

Το σύστημα ασύρματου τηλεχειρισμού εκτός από λειτουργικό αλλά διαθέτει

υψηλές προδιαγραφές ασφαλείας. Αυτό οφείλεται στα dip switch που διαθέτει

ο δέκτης και από το ολοκληρωμένο IC 1 του πομπού οι συνδυασμοί των

οποίων φτάνουν στους 2048 κωδικούς. Το ολοκληρωμένο IC 1 έχει και τους

δέκα κωδικούς στη θέση ΟΝ. Για να λειτουργήσει το κύκλωμα πρέπει και οι

δέκα κωδικοί στο dip switch του δέκτη να είναι στη θέση ΟΝ η να γίνουν οι

κατάλληλες προσαρμογές κατεβάζοντας τους διακόπτες του dip switch του

δέκτη και κόβοντας τους αντίστοιχους κωδικούς του ολοκληρωμένου δέκτη.

Στην κατασκευή του πειράματος δεν έχω πειράξει το ολοκληρωμένο του

πομπού, οπότε θεωρητικά για να λειτουργήσει τα δέκα διακοπτάκια του dip

switch πρέπει να είναι στη θέση ΟΝ και σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση να

υπάρχει αποτυχία.

Όπως είδαμε στο πρώτο πείραμα με τους ίδιους κωδικούς μεταξύ πομπού και

δέκτη το σύστημα λειτουργεί κανονικά. Τι θα γίνει λοιπόν αν αλλάξουμε κάτι

από τους κωδικούς;

Δοκιμάζω λοιπόν να αλλάξω το συνδυασμό του dip switch και όπως ήταν

λογικό το ρελέ δεν ενεργοποιείται και το σύστημα δε λειτουργεί όσο κι αν

προσπαθήσω.

Σχήμα 3.2.1 Το dip switch που διαθέτει ο δέκτης τηλεχειρισμού με το οποίο αλλάζουν οι κωδικοί

συνεργασίας μεταξύ των συσκευών μας

44

3.3. Τρίτο Πείραμα - Μέγιστη απόσταση λειτουργίας σε

ιδανικές συνθήκες

Θέλαμε να δοκιμάσουμε τις δυνατότητες του συστήματος ασύρματου

τηλεχειρισμού, οπότε ρυθμίσαμε με τη βοήθεια ενός βολτόμετρου όπως

είδαμε παραπάνω στο κατασκευαστικό μέρος για βέλτιστη λειτουργία και

βρήκαμε ένα μεγάλο ανοικτό χώρο χωρίς εμπόδια ώστε να γνωστοποιήσουμε

το μέγιστο μήκος από το οποίο μπορεί να λειτουργήσει το κύκλωμα. Στον

παρακάτω πίνακα αναγράφονται οι αποστάσεις από τις οποίες λήφθηκαν

δοκιμές και το αποτέλεσμα τους ως επιτυχία η αποτυχία.

Πίνακας 3.3.1. Πείραμα μέγιστης απόστασης λειτουργίας

1η προσπάθεια 1m Επιτυχία

2η προσπάθεια 10m Επιτυχία

3η προσπάθεια 20m Επιτυχία

4η προσπάθεια 30m Επιτυχία

5η προσπάθεια 40m Επιτυχία

6η προσπάθεια 50m Επιτυχία

7η προσπάθεια 55m Επιτυχία

8η προσπάθεια 60m Επιτυχία

9η προσπάθεια 68m Επιτυχία

10η προσπάθεια 73m Επιτυχία

11η προσπάθεια 80m Επιτυχία

12η προσπάθεια 85m Αποτυχία

45

0 20 40 60 80 100 120 140

ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΣΕ ΜΕΤΡΑ

ΛΕ

ΙΤΟ

ΥΡ

ΓΙΑ

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ Ι

3.4. Τέταρτο Πείραμα - Μέγιστη απόσταση λειτουργίας σε μη

ιδανικές συνθήκες

Όπως προηγουμένως έτσι και τώρα προσπαθήσαμε να διευκρινίσουμε την

μέγιστη εμβέλεια του συστήματος ασύρματου τηλεχειρισμού, αλλά αυτή τη

φορά σε ένα χώρο με εμπόδια. Για την πραγματοποίηση του πειράματος

βρεθήκαμε σε ένα χώρο παρκινγκ αυτοκινήτων αφήσαμε το πομπό σε ένα

σημείο κι αρχίσαμε να κάνουμε δοκιμές από διάφορες αποστάσεις. Τα

αποτελέσματα ομοίως βρίσκονται στο παρακάτω πίνακα.

Πίνακας 3.4.1. Πείραμα μέγιστης απόστασης με εμπόδια μεταξύ πομπού και δέκτη

1η προσπάθεια 2m Επιτυχία

2η προσπάθεια 3m Επιτυχία

3η προσπάθεια 5m Επιτυχία

4η προσπάθεια 10m Επιτυχία

5η προσπάθεια 12m Επιτυχία

6η προσπάθεια 15m Επιτυχία

7η προσπάθεια 18m Επιτυχία

8η προσπάθεια 20m Αποτυχία

46

0 10 20 30 40 50 60 70 80

ΑΠΟΣΤΑΣΗ ΣΕ ΜΕΤΡΑ

ΛΕ

ΙΤΟ

ΥΡ

ΓΙΑ

ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ ΙΙ

Σχήμα 3.4.1. Ο λαμπτήρας που συνδέσαμε στο φορτίο εξόδου του κυκλώματος μας

47

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ : ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Σε αυτό το τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα –

συμπεράσματα που εκλήφθηκαν από την παραπάνω εργασία και τα

πειράματα που συμπεριλήφθηκαν σε αυτή.

Όσον αφορά την κατασκευή είναι απλή και εύκολη στο να πραγματοποιηθεί

εφόσον ακολουθηθούν οι οδηγίες που περιλαμβάνονται στο εγχειρίδιο

χρήσης.

Εξίσου εύκολη είναι και η χρήση – λειτουργία του συστήματος ασύρματου

τηλεχειρισμού με την απλή χρήση του μπουτόν που βρίσκεται στο πομπό.

Η λειτουργία του βασίζεται στη χρήση ραδιοκυμάτων μας προσφέρει

πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλους τρόπους τηλεχειρισμού όπως ο πιο

συνήθης των υπέρυθρων ακτινών, δίνοντας μας μεγαλύτερο εύρος

λειτουργίας και μικρότερα προβλήματα στην αποστολή του σήματος από

παρελκόμενα φυσικά εμπόδια που μπορεί να βρίσκονται μεταξύ πομπού και

δέκτη.

Τα συμπεράσματα δε για το εύρος λειτουργίας του συστήματος ασύρματου

τηλεχειρισμού RF είναι εντυπωσιακά, καθώς με τα πειράματά μας

αποδείχθηκε ότι μπορεί να λειτουργήσει σε απόσταση έως 73 μέτρα. Μία

απόσταση που ξεπερνά κατά πολύ 50 με 60 μέτρα που παρουσιάζει η

κατασκευαστική εταιρία ως μέγιστη εμβέλεια χρήσης.

Άλλο ένα σημαντικό συμπέρασμα είναι η αξιοπιστία και η ασφάλεια που

προσφέρει η συνεργασία πομπού και δέκτη. Οι 2048 συνδυασμοί κωδικών

που δίνουν από τη μία μεριά οι διακόπτες του dip switch του δέκτη και ο

ολοκληρωμένος κωδικοποιητής ψηφιακού κώδικα IC 1 του πομπού από την

άλλη καθιστούν αυτό το σύστημα τηλεχειρισμού απόλυτα ασφαλές καθώς θα

ενεργοποιηθεί μόνο όταν πομπός και δέκτης έχουν τον ίδιο από αυτό το

μεγάλο πλήθος κωδικών.

Τέλος άλλο ένα πλεονέκτημα της κατασκευής μας είναι ότι όσο εύκολα

συνδέσαμε εμείς στο φορτίο εξόδου έναν απλό λαμπτήρα για να

κατανοήσουμε σε εργαστηριακό επίπεδο τον τρόπο λειτουργίας του

συστήματος τηλεχειρισμού αυτού, τόσο εύκολα μπορεί να συνδεθεί

48

οποιοσδήποτε άλλος μηχανισμός όπως μία γκαραζόπορτα, ένα σύστημα

συναγερμού ή οποιοσδήποτε άλλος βιομηχανικός αυτοματισμός καθιστώντας

την κατασκευή μας μία που εμφανίζεται καθημερινά στο δρόμο μας και μας

διευκολύνει όσον αφορά τη χρήση και τον έλεγχο των επιθυμητών συσκευών.

49

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Εγχειρίδιο Smart kit no1158 για τον ασύρματο δέκτη τηλεχειρισμού

Εγχειρίδιο Smart kit no1159 για τον ασύρματο πομπό τηλεχειρισμού

ΠΗΓΕΣ ΣΤΟ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟ

http://www.mediamarkt.gr/mp/article/%CE%A4%CE%B7%CE%BB%CE%B5%CF

%87%CE%B5%CE%B9%CF%81%CE%B9%CF%83%CF%84%CE%AE%CF%81

%CE%B9%CE%BF,813006.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Remote_control

http://el.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%CE%BF%CE%BC%CF%80%CF%8C%CF

%82

http://el.wiktionary.org/wiki/%CE%B4%CE%AD%CE%BA%CF%84%CE%B7%CF

%82

http://www.mediamarkt.gr/mp/article/%CE%94%CE%AD%CE%BA%CF%84%CE

%B7%CF%82-

%CF%80%CE%BF%CE%BB%CF%85%CE%BC%CE%AD%CF%83%CF%89%C

E%BD,826001.html