Описание печатной платы внешнего радиоприемника-контроллера U433

Печатная плата радиоприёмника-контроллера U433 изготовлена из высококачественного двустороннего фольгированного стеклотекстолита, что придаёт ей повышенную жесткость. В её нижней части расположена коммутационная клеммная колодка  (J1) для  соединения с пультом управления автоматическим шлагбаумом или другим контролируемым оборудованием. Устройство предназначено для работы с пультами для шлагбаумов и ворот R3.

На клеммную колодку J1 выведены:

  1. ANT – вывод для подключения антенны. Штатная антенна в виде спирали из провода устанавливается на заводе производителе;
  2. CH1 – нормально разомкнутые контакты реле управляющего подъёмом шлагбаума.
  3. CH2 – нормально разомкнутые контакты реле управляющего опусканием шлагбаума;
  4. V+ – клемма подключения питающего напряжения (V+, +24, DC+) от материнской платы шлагбаума или привода для ворот.
  5. GND – клемма заземления, она же используется для подключения отрицательного вывода питания (V-). Как и для любого высокочастотного устройства, уровень приёма сигнала и помехоустойчивость в значительной мере зависят от качества заземления.

Если от материнской платы шлагбаума или привода для ворот подаётся переменное напряжение  ̴ 24В, то оно подключается к клеммам V+ и GND.

Все внешние соединения могут быть выполнены без применения пайки, что позволяет легко подключить приемник к пульту управления, пользуясь только отвёрткой. Контакты CH1 и CH2, рассчитанные на протекание как переменного (240VAC) так и постоянного (30VDC) тока с силой до 0.3А, обеспечивают полную гальваническую развязку цепей управления шлагбаумом и элементов радиоприемника-контроллера, что значительно снижает уровень проникающих помех.

Фактически сам приёмник сигналов смонтирован на субплате, установленной в центре основной платы управления.  В качестве приёмника используется специализированная микросхема MICRF211AYQS фирмы Micrel Semiconductor, Inc, представляющая собой супергетеродин для работы в диапазоне 380MHz÷450MHz с полосой пропускания 330кГц. Микросхема позволяет обрабатывать данные с регулируемой скоростью до 10kBps  и имеет чувствительность на уровне -110 dBm. Именно эта микросхема используется большинством производителей автосигнализаций для обеспечения обмена данными между пультами управления и базовыми блоками в автомобилях.

Применение безиндукционных конденсаторов, монтируемых прямо на контактные площадки печатной платы, дополнительное экранирование высокочастотной части и стабилизация частоты высокоточным кварцевым резонатором (13,521270МГц) обеспечивают помехозащищённость и селективность приёмника, а также точную фазовую автоподстройку частоты приёма 433,92МГц. Применение резонатора 13,025190МГц настроит приёмник на частоту 418,0МГЦ, а резонатора 12,152690МГц – на 390,0МГц. Параметры настройки приёмника не изменяются в диапазоне температур от -40°С до +110°С. Микросхема MICRF211AYQS с номинальным напряжением питания 3,3В сохраняет работоспособность при его изменении в диапазоне от 3В до 3,6В.

Полученные и выделенные приёмником кодовые последовательности передаются для дальнейшей обработки на микроконтроллер PIC16F630 (маркировка на плате U2), производимый Microchip Technology Inc. Его ядром является высокопроизводительный и очень экономичный RISC-процессор, использующий для хранения программ Flash-память объёмом 1024х14, ОЗУ объёмом 64х8 байт, а также память данных EEPROM на 128х8 байта. Контроллер позволяет производить перезапись Flash-памяти до 100 000 раз, а EEPROM до 1 000 000, при этом фирма гарантирует сохранность данных в энергонезависимой памяти на протяжении 40 лет. Именно программа, записанная в контроллер при разработке изделия, определяет возможности обработки сигналов полученных от приёмника.

Одной из особенностей контроллера является сброс по снижению напряжения питания (BOR), что требует исключения бросков напряжения в цепи питания.

Для удобства перепрограммирования, контроллер не впаян в плату, а также как и микросхема памяти (U3), установлен в специальную панель. Контроллер работоспособен при изменении питающего напряжения в диапазоне от 2В до 5,5В.

Для хранения данных о зарегистрированных пультах используется изготавливаемая калифорнийской фирмой  Atmel Corporation, микросхема энергонезависимой EEPROM памяти ATML U252 16CM. Отличительной чертой микросхем с последовательной организацией памяти Atmel Corporation является малое количество выводов и оптимизация для работы в условиях низковольтного питания. Микросхемы энергонезависимой памяти сохраняют работоспособность при изменении питающего напряжения от 2,5В до 5,5В и рассчитаны на работу в диапазоне температур от -40°С до +125°С.

Питание всех микросхем и реле осуществляет блок питания, собранный на отлично себя зарекомендовавшем стабилизаторе (U1)  ST
L78L05. Его отличительной чертой является высокая точность поддержания выходного напряжения в диапазоне 4,6÷5,4В при изменении входного от 7В до 30В. Максимальный ток потребления при этом может составлять до 100мА.

Питание на стабилизатор поступает через включённый в прямом направлении диод D1, который при подаче переменного напряжения работает в качестве однополупериодного выпрямителя. Сглаживание пульсаций входного напряжения осуществляется конденсатором С1, а качество выходного напряжения зависит от ёмкости конденсатора С2: чем больше его ёмкость, тем стабильнее поддерживается напряжение при скачках тока (например при срабатывании реле).

О подаче питания на плату всегда сигнализирует свечением светодиод «POWER». При отсутствии его свечения необходимо проверить исправность соединительного кабеля.

Управление срабатыванием реле К1 и К2 осуществляется транзисторными ключами Q1 и Q2 по команде от микроконтроллера U2. Для защиты от бросков тока, при их срабатывании, обмотки реле зашунтированы диодами D2 и D3.

Светодиод “learn” предназначен для индикации режима запоминания пультов.

Для управления процессом программирования приёмника предназначены микрокнопки (TACT SWITCH) «learn1» и «learn2» с минимальной наработкой на отказ не менее 500 000 нажатий. В память контроллера U433 можно записать до 393 пультов для шлагбаумов и ворот R3. Они работают на замыкание и подают управляющий сигнал непосредственно на выводы микроконтроллера U2, переводя его  в соответствующий режим обработки сигнала поступающего от микросхемы-приёмника.

Статья №42. Автор: Владимир (vladimir784)
Мнение автора статьи может не совпадать с мнением владельца сайта.