License

CERN Open Hardware License

Tags
DTMF
Recommend Projects

DTMF 8-channel relay controller

1 year ago 480
  • Description
  • Documents
  • BOM
  • Attachments
  • Members
  • Comments

Description

Идея этого устройства была предложена Игорем Хачировым, руководителем группы Огненное шоу INCENDIO г. Сочи. Идея заключается в том, чтобы использовать звуковую карту для управления вспомогательными устройствами. Несколько каналов многоканальной звуковой карты выделяются для управления устройствами, в том же звуковом редакторе, в котором создается музыкальное сопровождение в нужных местах в эти каналы вставляются специальные управляющие сигналы, которые распознаются управляющим контроллером. Таким образом обеспечивается удобный интерфейс с ПК и идеальная синхронизация работы вспомогательных устройств со звуковым сопровождением. Казалось бы, что проще? Нужно вставить в управляющий трек писки на соответствующей частоте и полосовыми фильтрами выделить их на стороне приемника. Похожий способ до сих пор используется в аппаратуре радиоуправления моделями, да и где-то кажется была припрятана схема цветомузыки на тиристорах, вырезанная из "Моделиста-конструктора". Однако на практике разработка и отладка такого набора полосовых фильтров не так проста. Тогда я решил попробовать применить протокол DTMF, используемый для сигнализации в телефонии. DTMF чуть сложней простых тональных посылок и использует одновременную генерацию двух частот из восьми возможных, чтобы закодировать одну из 16 возможных комбинаций. А самое приятное то, что для DTMF существуют готовые аппаратные декодеры.

Одним из распространенных декодеров DTMF является микросхема MT8870. Посмотрим, что у нее есть внутри. Вот ее функциональная схема из дадашита:

Функциональная схема MT8870

Как видно на схеме, внутри имеется:

  • источник питания, выход VRef которого можно использовать как источник опорного напряжения для схем усиления, на него выводится VDD/2, высокий уровень на входе PWDN отключает устройство;
  • тактовый генератор с внешним кварцевым резонатором;
  • встроенный операционный усилитель с выводом GS для подключения внешней обратной связи;
  • блок управляющей логики;
  • собственно, схему распознавания тональных сигналов, высокий уровень на входе INH отключает распознавание части сигналов;
  • 4-х разрядный регистр-защелку, который запоминает код распознаванного сигнала и хранит до следующего удачного распознавания, низкий уровень на входе TOE переводит выходы в состояние высокого импеданса.

Собственно, из схемы видно, что микросхема содержит вообще все, что нужно для управления устройствами. Что нужно сделать, чтобы воспользоваться всем этим великолепием?

  • Подключить к выводам OSC1, OSC2 внешний кварц на 3.579545 МГц;
  • Подключить к выводам St/GT, EST RC-цепочку, задающую время распознавания сигнала;
  • Подключить к выводам Q1-Q4 устройства, которыми будем управлять;
  • Подключить к входному усилителю обратную связь и подать на него входной сигнал.

Устройство рассчитано на подключение к стереофоническому выходу звуковой карты через разъем X9, содержит два DTMF-декодера (IC1, IC2) и соответственно может управлять восемью дискретными нагрузками. Само собой, нагрузку нельзя подключить напрямую к выходам декодера, так как их нагрузочная способность не превышает 10мА. В качестве силовой части без долгих раздумий были выбраны реле (K1-K8). Однако и реле нельзя подключить напрямую к декодеру. Для управления реле используется популярная транзисторная сборка ULN2803 (IC4). Эта сборка так же имеет встроенные диоды для борьбы с выбросом напряжения при отключении индуктивной нагрузки (которой является катушка реле). Конструкция тактового генератора MT8870 позволяет включать несколько декодеров каскадом и использовать только один кварцевый резонатор (Q1) на всех. Генератор второго декодера подключен к первому через разделительный конденсатор (C5). В обратную связь встроенного входного усилителя декодеров включены подстроечные резисторы (R3, R36), чтобы в случае чего можно было подстроить коэффициент усиления. Все разъемы на плате выполнены в виде винтовых клемм, так что необходима защита от неправильной полярности питания. Для этого на входе поставлен диодный мост (B1), так что можно питать устройство переменкой. Необходимые декодеру 5 вольт формируются интегральным стабилизатором КР142ЕН5А (IC3). Катушки реле питаются непосредственно от входного напряжения.

Генерирование сигналов и управление устройствами

Как следует из статьи про DTMF, одним сигналом можно закодировать один из 16 символов. Соответствие состояний устройств конкретным символам показано в таблице:

Таблица состояний mt8870

То есть, чтобы, например, включить только первое устройство, мы должны послать сигнал, соответствующий символу "1". Чтобы включить все устройства - сигнал, соответствующий символу "D" Популярные звуковые редакторы, например Audacity, уже содержат средства для генерации сигналов DTMF, или их можно скачать в виде звуковых файлов, например здесь.

Documents

dtmfctrl

dtmfctrl

BOM

ID Name Designator Footprint Quantity Mounted
1 MT8870DN IC1,IC2 SSOP20 2 Yes
2 3.579545 MHz Q1 HC49/S 1 Yes
3 0,1 C2,C3,C1,C4,C7,C8 C0805 6 Yes
4 390K R2,R1 M0805 2 Yes
5 100K R36,R3 RTRIM3296W 2 Yes
6 AK500/3 X1-1,X1-2,X1-3,X2-1,X2-2,X2-3,X3-1,X3-2,X3-3,X4-1,X4-2,X4-3,X5-1,X5-2,X5-3,X6-1,X6-2,X6-3,X7-1,X7-2,X7-3,X8-1,X8-2,X8-3,X9-1,X9-2,X9-3,X10-1,X10-3 AK500/3 29 Yes
7 33p C5 C0805 1 Yes
8 ULN2803AD IC4 SOIC18L 1 Yes
9 JS-M1F-12V-5 K11,K12,K21,K22,K31,K32,K41,K42,K51,K52,K61,K62,K71,K72,K81,K82 JS-M 16 Yes
10 RECTIFIER-B40S B1 B40S 1 Yes
11 CPOL-EUE7.5-16 C6 E7,5-16 1 Yes
12 7805TV IC3 TO220V 1 Yes
13 CPOL-EUD/7343-31W C9 D/7343-31W 1 Yes

Attachments

None
Success
The owner does not allow comments in this project now

Comments (0)

goToTop
你现在访问的是EasyEDA海外版,使用建立访问速度更快的国内版 https://lceda.cn(需要重新注册)
如果需要转移工程请在个人中心 - 工程 - 工程高级设置 - 下载工程,下载后在https://lceda.cn/editor 打开保存即可。
有问题联系QQ 3001956291 不再提醒
svg-battery svg-battery-wifi svg-books svg-more svg-paste svg-pencil svg-plant svg-ruler svg-share svg-user svg-logo-cn svg-double-arrow
We use cookies to offer you a better experience. Detailed information on the use of cookies on this website is provided in our Privacy Policy. By using this site, you consent to the use of our cookies.