Многие радиолюбители занимаются конструированием различных систем дистанционного управления для управления электроприборами, бытовым оборудованием, различными движущимися моделями и игрушками. Такая система управления обычно состоит из канала передачи команд, шифратора-дешифратора команд и узлов управления.
Всегда наиболее «проблемной» частью была схема шифратора-дешифратора. Используя метод пропорционального телеуправления с частотным кодированием требовалось построение высокодобротных фильтров в дешифраторе, часто выполненных на базе низкочастотных LC-контуров. В более современных системах применяются цифровые методы кодирования и декодирования.Однако,из-за отсутствия широкодоступных специализированных микросхем такого назначения, цифровые узлы кодер-декодер приходилось строить на «россыпи» серии К561 или применяя уже не выпускающиеся микросхемы типа K1506XJ11 и К1506ХЛ2 от систем дистанционного управления телевизоров линейки 2-3-4-УСЦТ.
Конечно, сейчас кодер-декодер можно реализовать на программируемых микроконтроллерах, но эти микросхемы пока тоже мало доступны широкому кругу радиолюбителей. К тому же, еще не все из них освоили языки программирования.
В тоже время, существуют телефонные микросхемы для телефонных аппаратов с тональным набором номера. Эти микросхемы специализированы, и для построения кодера и декодера требуют минимума навесных элементов. Кроме того, они могут питаться довольно низким напряжением (3-10V) и потребляют минимальный ток (ток потребления «полевой» микросхемой), не говоря уже о том, что сами эти микросхемы выполнены в малогабаритных корпусах. Все это позволяет их использовать в устройствах с ограничением по питанию и малогабаритными параметрам.
Разберемся с работой этих микросхем на примере наиболее доступных в продаже -UM95089 (передатчик) и КР1008ВЖ18 (приемник). Микросхема - передатчик UM95089 (рисунок 1) содержит схему формирования тональных сигналов стандарта DTMF, применяемых для тонального набора номера в АТС с тональным набором. На этой микросхеме строятся «биперы», такие устройства, на выходе которых включен небольшой динамик. С помощью бипера можно передать тональный сигнал поднеся его к микрофону обычного импульсного телефонного аппарата.
При нажатии на одну из кнопок микросхема на выводе 16 формирует импульсный сигнал строго заданной частоты. Фактически, в данном случае, мы имеем схему цифрового частотного кодирования, когда каждой команде соответствует сигнал, состоящий из двух частот определенной частоты. На рисунке 2 показана раскладка частот соответственно кнопкам клавиатуры. Частоты показаны в Гц.
Рисунок 2
Нажатие на любую из кнопок приводит к передаче двух частотного сигнала, напрмер, если нажать кнопку «1», то сигнал DTMF будет состоять из частот 1209 и 697 Гц.
Таким образом, можно подать 16 различных команд. Но обычно применяется клавиатура 3X4, в которой кнопки A-B-C-D отсутствуют (не подключена шина С1). В таком случае будет 12 команд. Вариант 3X4 конструктивно более удобен, потому что в конструкции пульта управления можно будет использовать стандартную 12-кнопочную резиновую клавиатуру от телефона-трубки.
Двухчастотный тональный сигнал можно снять с вывода 16 микросхемы и подать на вход передатчика канала передачи сигнала, например, на модулятор радиопередатчика или на вход усилителя с ИК-светодиодом на выходе.
Микросхема UM95089 далеко не единственная схема генератора DTMF-сигналов, есть множество аналогов, например, МС14410, MV5089, МК5089.
Для декодирования DTMF-сигнала используется специальный декодер, состоящий из набора активных фильтров-компараторов настроенных на частоты (рис. 2) и логического устройства, преобразующего выходные уровни этих фильтров в двоичный код. Однако, большинство современных микросхем для декодирования DTMF-сигналов содержат цифровые схемы обработки DTMF-сигнала. На входе такой микросхемы включен аналоговый усилитель входного сигнала с режекторными фильтрами и импульсным формирователем на выходе. Далее следует цифровая схема распознавания частот и шифратор цифрового кода с регистрами. Одна из таких микросхем Вместо микросхемы КР1008ВЖ18 можно использовать её аналоги зарубежных производителей, такие как МТ8870, НМ9270, IL9270.
Таблица 1
Схема кодер-декодер достаточно универсальна. Сигнал с выхода кодера можно подать на микрофонный вход одной СВ-радиостанции или на микрофон, если на выходе кодера есть динамик (если использовать «бипер»). На декодер сигнал можно подать с телефонного выхода второй радиостанции, работающей на прием, и, таким образом организовать радиоуправление. Можно использовать и любой другой канал связи, включая и систему из простого радиомикрофона и УКВ радиовещательного приемника.
Рисунок 3
