Sommaire | Services Pro | Musiques | Publications | Connectique | Electronique | Logiciels | Divers | Contacts | Liens | Glossaire | Historique

Electronique > Réalisations > Télécommandes > Télécommande 010

Dernière mise à jour : 09/06/2019

Présentation

Cette télécommande permet de démarrer ou d'arrêter à distance un appareil quelconque. Elle a été développée pour une liaison avec faisceau laser, mais un autre support de transmission peut bien sûr être utilisé.



Ses caractéristiques principales sont les suivantes (à défaut d'être les précédentes) :

• plus de 16 millions de combinaisons (codes) possibles
• le même circuit intégré programmable (PIC) peut faire office en même temps d'émetteur et de récepteur (mode bidirectionnel)
• sans reprogrammation du PIC, un seul émetteur peut commander jusqu'à 256 récepteurs.
• avec une liaison bidirectionnelle, l'émetteur peut recevoir un accusé de réception confirmant la bonne réception de l'ordre par le récepteur.

L'allumage et l'extinction de l'appareil distant peut se faire avec un seul bouton Start/Stop, ou avec deux boutons indépendants Start et Stop. Le système dispose de deux sorties maintenues (bascule) complémentaires, et de trois sorties délivrant des impulsions lors des changements d'état.

Schéma

Les deux appareils A (à gauche) et B (à droite) sont rigoureusement identiques et construits autour d'un microcontrôleur PIC 18F2520. Chacun peut servir en même temps d'émetteur et de récepteur.



Remarque : ce schéma ne montre que le coeur du système. La section dédiée à la transmission (optique ou filaire) sera vue plus loin.

Fonctionnement général

Les deux appareil A et B peuvent simultanément émettre et recevoir des données, la transmission est bidirectionnelle. Chaque appareil effectue en permanence les tâches suivantes :

• surveillance de l'état des boutons-poussoirs, et transmission des changements d'état à l'autre appareil
• réception et traitement (pour activation des sorties logiques) en fonction des valeurs transmises par l'autre appareil

Après réception d'un ordre valide, le récepteur envoie un accusé de réception, cet accusé bien sûr ne peut être utilisé que s'il existe une voie de retour (liaison bidirectionnelle full duplex). En absence d'accusé de réception, la LED de l'émetteur clignote 1 fois lors de l'émission d'un ordre. En présence d'un accusé de réception, la LED de l'émetteur clignote 3 fois (1 fois + 2 fois) lors de l'émission d'un ordre.

Sélection du code

L'oeil soucieux du lecteur que je perçois à travers l'écran ne trompe pas : comment obtenir 16 millions de codes possibles avec seulement 8 micro-interrupteurs (DSW1) qui en théorie ne devraient pouvoir offrir que 256 possibilités ? Grâce à une astuce fort simple : le même paquet de 8 interrupteurs sert pour définir 3 octets différents. Trois octets équivalent à 24 bits, soit 16777216 codes possibles. Pour modifier le code en cours, suivre la procédure décrite ci-après.

Etape 1 - Placer le système en mode Programmation :
- Eteindre le système.
- Placer l'entrée RA3 à +5V avec JP1/Prog côté +Valim (mode Prog).
- Mettre le système sous tension.
Etape 2 - Sélection/programmation du premier octet :
- Configurer les 8 interrupteurs DSW1 comme bon vous semble (octet #1)
- Presser le bouton-poussoir SW1/Start-Stop jusqu'à ce que la LED clignote (2 fois)
Etape 3 - Sélection/programmation du second octet :
- Configurer les 8 interrupteurs DSW1 comme bon vous semble (octet #2)
- Presser le bouton-poussoir SW2/Start jusqu'à ce que la LED clignote (3 fois)
Etape 4 - Sélection/programmation du troisième octet :
- Configurer les 8 interrupteurs DSW1 comme bon vous semble (octet #3)
- Presser le bouton-poussoir SW3/Stop jusqu'à ce que la LED clignote (4 fois)
Etape 5 - Retour en mode Normal (sortie du mode programmation) :
- Placer l'entrée RA3 à 0V avec JP1/Prog côté masse (mode Normal).

Ces étapes doivent être répétées à l'identique pour les deux circuits émetteur et récepteur, en plaçant bien évidement les 8 interrupteurs DSW1 dans la même configuration pour l'émetteur et le récepteur.

Remarques

• Après programmation du PIC, le code par défaut est $00FFFFFF, c'est-à-dire que les trois octets utiles ont la même valeur $FF (équivalent de tous les interrupteurs de DSW1 ouverts). Un nouveau code ne peut être pris en compte (enregistré) qu'une fois la procédure décrite ci-avant effectuée en totalité ou en partie. C'est la pression d'un des boutons-poussoirs SW1, SW2 ou SW3 (en mode Prog) qui valide le nouveau code.
• Dans la version actuelle, les 3 octets de codes utilisés par l'émetteur et le récepteur sont ceux qui ont été programmés. Si la position des interrupteurs DSW1 est modifiée mais non validée par programmation, le code émis ou vérifié lors de la réception ne correspond plus à la position en cours des interrupteurs.
• Il faut éteindre et rallumer le système pour pouvoir passer en mode Programmation, mais il est inutile d'éteindre le système pour revenir en mode Normal.

Sorties

5 sorties sont disponibles, de type "T" (Toggle, bascule) ou "P" (Pulse, impulsion) :

• Out_T1 : sortie "bascule" avec état maintenu, logique positive (start=1 et stop=0)
• Out_T2 : sortie "bascule" avec état maintenu, logique négative (start=0 et stop=1)
• Out_P1 : sortie non maintenue, impulsion de 100 ms lors d'un changement start->stop ou stop->start
• Out_P2 : sortie non maintenue, impulsion de 100 ms lors d'un changement stop->start uniquement
• Out_P3 : sortie non maintenue, impulsion de 100 ms lors d'un changement start->stop uniquement

Ces sorties sont en logique TTL, 0V ou +5V et ne doivent pas débiter plus de 20 mA. La sortie P1 doit être utilisée si l'appareil à commander réclame une impulsion sur une unique entrée pour la mise en route et pour l'arrêt. Les sorties P2 et P3 peuvent par exemple être utilisées pour piloter un relais bistable (avec deux bobines de commande séparées).

Transmission des données

La vitesse de transmission des données a été fixée à 4800 bauds, c'est une valeur assez faible mais qui permet une liaison fiable avec un support de transmission "un peu limite". Les données sont transmises dans une trame de longeur fixe de 8 octets :
- 1 octet START (début de trame)
- 4 octets "CODE" (code commun à l'émetteur et au récepteur) - Nota 1
- 1 octet "COMMANDE" (ordre de marche ou d'arrêt)
- 1 octet CRC (contrôle de validité de la trame) - Nota 2
- 1 octet STOP (fin de trame)
Nota 1 : le code spécifié par l'utilisateur tient sur 3 octets (24 bits) mais il est transmis de manière "répartie" sur 4 octets.
Nota 2 : le récepteur ne valide la commande reçue que si l'octet de CRC calculé à la réception (à partir des données reçues) est identique à l'octet CRC transmis.

Support de transmission
Le support de transmission peut être électrique ou optique, il suffit d'ajouter les composants requis pour garantir une liaison fiable.

• Laison "locale" (quelques centimètres) : un simple fil électrique suffit si la distance entre émetteur et récepteur ne dépasse pas quelques centimètres. Au delà de 10 cm et jusqu'à 1 mètre, il faut utiliser un câble blindé. Au delà de 1 mètre, il faut ajouter un circuit d'adaptation (boucle de courant ou liaison différentielle).
• Liaison longue distance sur câble symétrique ou paire torsadée : il faut utiliser un driver de ligne conçu pour cet usage. Pour ma part, j'ai essayé avec des MAX487, maintes fois utilisés pour des liaisons RS485 dans mes systèmes DMX. Ce circuit est largement "surdimensionné" pour cette télécommande, une distance de plus de 1000 mètres (1 km) peut être obtenue sans aucune difficulté.
• Liaison longue distance sur câble coaxial : là encore il faut utiliser un driver de ligne, asymétrique cette fois, capable de débiter assez de courant pour attaquer un câble 50 ohms ou 75 ohms.
• Liaison optique "directe" (à vue) : laser sur l'émetteur + photodiode ou phototransistor ou LED sur le récepteur (LDR déconseillée à cause de sa trop grande inertie, surtout avec un faisceau lumineux intense). Pour une distance de quelques dizaines de mètre, un petit laser (1 mW à 5 mW) suffit amplement, mais l'angle de diffusion du faisceau ne doit pas être trop ouvert tout de même, il faut un minimum de lumière sur le récepteur optique. Exemple pratique un peu plus loin.
• Liaison optique par fibre (FO synthétique ou verre) : connecteurs TOSLINK aux deux extrémités, un émetteur (par exemple Sharp GP1FAV51TK0F) et un récepteur (par exemple Sharp GP1FAV51RK0F).
• Liaison HF : on peut par exemple utiliser des modules émetteur et récepteur travaillant dans les bandes 433 MHz ou 2,4 GHz. Attention au respect des normes en vigueur pour les diffusions HF, on ne peut pas diffuser n'importe où dans le spectre radiofréquence et avec n'importe quelle puissance !

Pour disposer de la liaison bi-directionnelle, il faut disposer de deux supports de transmission indépendants (ici, pas de multiplexage). Moins facile en HF...

Exemple de liaison par LASER (avec exercice à la clé) :



Petit exercice que je vous laisse résoudre par vous-même (4 questions) :
1 - Sachant que les données émises par la sortie Rx de l'UART du PIC et que celles qui arrivent sur l'entrée Rx de l'UART du PIC doivent être en logique inversée (état 0 pour une donnée à l'état 1), comment la diode LASER doit-elle être raccordée ? Cathode côté masse et anode en sortie TX, ou cathode en sortie Tx et anode côté +5V ?
2 - Qu'observe-t-on si on intervertit les deux entrées [+] et [-] du circuit CA3140 ?
3 - Quel est le rôle de la diode D303 (réponse dans datasheet du CA3140) ? Dans le cas présent, peut-on la supprimer ?
4 - Un oscilloscope est-il indispensable pour s'en sortir, en cas de non fonctionnement ?

Alimentation

L'alimentation de l'appareil émetteur, s'il est portable, se fait avec une pile 9V. Côté récepteur, une alimentation secteur (sortie 9Vdc) est recommandée. Les deux appareils possèdent leur propre régulateur de tension 5V, valeur requise pour le PIC.

Circuit imprimé

Non réalisé. La vue 3D n'est là que pour donner un aperçu, et le PCB ne comporte pas les composants requis pour s'adapter au support de transmission choisi.

Logiciel des PIC

Le code disponible ici en libre téléchargement est une version limitée à 256 codes différents, sans la fonction d'accusé de réception. La version à 16 millions de codes incluant la fonction d'accusé de réception peut être livrée en échange d'un petit geste de votre part ;)
Télécommande 010 - 18F2520 - LE - 09/06/2019
Si vous souhaitez recevoir par la poste un PIC préprogrammé et prêt à utiliser, merci de consulter la page PIC - Sources.

Historique

09/06/2019
- Première mise à disposition.