Комментарии 99
Скажите, а как код на выходе CD4532 преобразуется в коды команд условного телевизора ? Я вижу, что вы загружаете этот код в биты [7:4] сообщения, остальные биты сообщения установены в ноль. Как это бьётся с командами телевизора ? Привели бы список стандартных команд, что ли.
Да, действительно, я сильно зациклился на обьяснении процесса кодирования, и не отразил явно этот момент. Для телевизоров коды включения программ совпадают с десятичными кодами. Т.е. 1 канал код 01h, второй - 02h и так далее. Повторюсь, тогда разработчики экономили ресурсы схемы.
Кому интересно посмотреть, как реализована приемная часть для пульта, можно почитать мою следующую статью по ссылке:
https://habr.com/ru/companies/timeweb/articles/784736/
Как оказалось, она в тексте не очевидна.
Обработка командных кнопок реализована с помощью приоритетного шифратора CD4532
Благодаря схеме монтажного ИЛИ на диодах D3-D6
можно и от CD4532 отказаться, заменив шифратор кнопок на матрицу диодов.
Ой, да тут не паханрое поле для фантазии! Можно очень по разному сделать. Мне нужно было отработать типовые включения микросхем.
К стати, шифратор выполняет ещё одну важную функцию: у него есть выходной сигнал "детектор нажатия". Я этот сигнал использую для запуска передачи команды. Так что с диодной матрицей заморочки будут.
Ой, да тут не паханрое поле для фантазии!
я как увидел ваш пост, возникли флешбеки 25-летней давности :). Спасибо
детектор нажатия, это просто еще одна "вертикальная" линия и все кнопки на нее через диоды.
Да, и ещё буфер понадобится. У меня на выходе диф цепочка детектирует фронт. Это было бы удобно, чтобы добавить коды допустим "включить телевизор".
Я как с детства с отцом этим увлёкся, так вот до сих пор развлекаюсь. Вместо компьютерных игр в протеусе моделирую разные схемы.
Можно 10 диодов сэкономить таким способом: хвост кнопок не напрямую к + подключить, а через базу транзистора (а эмиттер — к плюсу). При нажатии любой кнопки он откроется
У видеомагнитофона ВМ-18 пульт вроде тоже на жёсткой логике был сделан?
Скажите, а как код на выходе CD4532 преобразуется в коды команд условного телевизора ? Я вижу, что вы загружаете этот код в биты [7:4] сообщения, остальные биты сообщения установены в ноль. Как это бьётся с командами телевизора ? Привели бы список стандартных команд, что ли.
Да, действительно, я сильно зациклился на обьяснении процесса кодирования, и не отразил явно этот момент. Для телевизоров коды включения программ совпадают с десятичными кодами. Т.е. 1 канал код 01h, второй - 02h и так далее. Повторюсь, тогда разработчики экономили ресурсы схемы.
Когда-то это позволяло различать пульты управления для разных устройств. Но потом Китайцы, как всегда, все поломали, в их сверх массовых устройствах частенько коды использовались так, как это было удобно китайским инженерам. Вот сейчас и случается так, что на пульте от люстры появляется секретная кнопка, которая добавляет громкости телевизору и одновременно включает кухонную вытяжку на первой скорости.
Для конкурсов прокатит, как и вариант в доказательных целях, но на практике это толочь воду в ступе, строить соответствующий дешифратор команд и соблюдать протокол его команд на уровне какого-то MCU на стороне дивайса.
NE555 или все-же его КМОП версия для снижения потребления?
Кмопы я на усилитель класса D потратил. Тут обычные.
https://habr.com/ru/companies/timeweb/articles/709134/
Хотя конечно можно и кмоп версию таймера ставить. Тут разницы нет. Частота очень низкая.
Просто глядя на эту фразу:
Жрать батарейки конечно же она будет прилично, не сравнить со специализированными микросхемами
С КМОП версией 555 батареек хватит заметно дольше.
С точки зрения экономии питания в этой схеме вообще говорить нечего. На сутки бы хватило трех батареек.
У нас есть устройство с 4 AA батарейкамипри 40 мА непрерывной работы хватает до нескольких дней (правда с преобразователем). А тут можно вполне меньше 1мА в дежурке вогнать.
Я проверял в железе аналогичные схемы от 4-х батареек. Больше суток не вытягивало. 74 серия сохраняет работоспособность ниже 3В, ne555 до 3,5В ниже не работает. 4 батарейки последовательно при 3,5В - это довольно глубокий разряд. Можно преобразователь не ставить. Повышающий был бы полезен, чтоб от двух батареек работать.
Например tlc555 работает от 2В, потребляет заметно меньше - именно поэтому в подобных схемах нужно ставить КМОП версию 555. И по номиналам времязадающих цепей 555 в схеме: там тоже можно еще оптимизировать по энергопотреблению.
Можно организовать подачу питания на схему только при нажатии кнопок.
Можно и так. Тогда понадобятся кнопки со сдвоенным контактом. Или можно оставить пару микросхем с постоянным, как бы дежурным, питанием.
Через диоды подключённые к кнопкам можно подавать питание, я так в детстве радиоуправление делал на 176-й серии. Можно усложнить и подключить выходы диодов на полевик в цепь питания, но тогда это был дефицит.
Это вовсе не обязательно, просто открывать транзистор с питанием. Даже в схеме из ЮТ, которую тут вспомнили, так.
В принципе можно и калькулятор сделать на дискретной логике. Ведь на шестеренках успешно делали.
Вопрос лишь в том, а зачем?
Если с целью поупражняться, то неужели нет реальных задач?
Тут две причины "зачем". Первая: мне просто нравится проектировать схемы на логике. Вторая: это был конкурс для студентов, у которого одна из задач выполняется в таком формате.
Ну, и Вы же не спрашиваете, зачем рыбак с удочкой на берегу сидит, когда рыбу проще в магазине покупать.
где-то читал что вся электроника советских реактивных истрибителей была полностью реализована на жесткой логике, что б не уходить в ребуты/бутлупы при бросках на цепях питания.
Наверное не совсем так. Там точно стояли модули памяти на феритовых кольцах.
Хотя я встречал корабельную автоматику на транзисторах и диодах.
Хотя я встречал корабельную автоматику на транзисторах и диодах.
На ЖД и в метрополитенах исключительно релейная автоматика скорее обыденность чем что-то неожиданное. Сейчас конечно оно модернизируется, часть функций схем перекладывают на компьютер с интерфейсными устройствами для сопряжения с реле, но тем не менее, типичная железнодорожная станция до сих пор выглядит примерно как на фото
Ну нормально выглядят. Спец навороченные реле, и хренова гора модулей дискретного ввода/вывода айсипидас. В свою очередь айсипидасы по модбасу коннектятся в комп. И комп решает, когда какой релюхой щёлкнуть.
Автоматика и логические схемы управления на транзисторах типа МП39, или около того, - это совсем разное. Жаль, что я фото не могу показать. Стойка набивается печатными платами, на которых схемы управления. И именно они уже подают сигналы на реле. Все это соединяется разъёмами типа ШР и другими ВПшными изделиями на жгутах проводов. В свою очередь каждый жгут вяжется карбоновый ниткой и зашивается в стеклотканевый чулок
Спец навороченные реле, и хренова гора модулей дискретного ввода/вывода айсипидас. В свою очередь айсипидасы по модбасу коннектятся в комп. И комп решает, когда какой релюхой щёлкнуть.
Не, в том то и суть, что комп не решает ничего. Вся логика работы исключительно на реле собрана, по большей части из готовых заводских блоков (самые нижние на фото)
А комп там только для того что бы измерять параметры работы схемы и предсказывать, когда какое реле отвалится, выдавая предупреждение электромеханику о замене реле на зиповское. Он просто упрощает обслуживание данной системы
Тогда не понимаю, в чем преимущество такого подхода? Надёжность и реле с ограниченным числом срабатываеий и жутким дребезгом, ещё и медленно?
Мне доводилось встречать такое в судовом бесперебойнике. Я был в недоумении, когда по схеме понял, что сименс лого просто мониторит состояния релюх и выводит текстовые сообщения об ошибках.
Тогда не понимаю, в чем преимущество такого подхода? Надёжность и реле с ограниченным числом срабатываеий и жутким дребезгом, ещё и медленно?
"Ограниченное число срабатываний" - по паспорту реле рассчитано на 1.2 млн срабатываний при полной нагрузке. Не так уж и мало, как по мне. Дребезг? Какое дело одному реле, что реле, включающее ток в цепи его обмотки, дребезжит? Это на работу схем никак не влияет. То что медленно работает, согласен, это минус. Но в целом скорость нормальная, это не является "бутылочным горлышком".
А почему это применяют до сих пор? Ответ очень прост:
Это безопаснее и надёжнее, чем компьютер. У нас вся ЖД автоматика построена на принципе исключения опасного отказа - если светофор горит зелёным, когда не должен, то это опасный отказ и легко может привести к крушению поезда. Если он не горит зелёным, когда должен, это неприятно, но это безопасный отказ. Так же и с реле - все реле конструктивно выполнены так, что они ГАРАНТИРОВАННО разомкнут контакты, если на них не подаётся напряжение. Да, они иногда выходят из строя, но в этом случае релейная схема перестаёт работать и точно не выдаст опасную команду. По тому на реле можно просто и дёшево проектировать схемы автоматики, используя этот принцип. Вероятность того, что реле "залипнет" во включённом состоянии, составляет что-то типо 1*10^(-12) 1/час, так что за это можно не переживать.
Компьютерные системы управления же не имеют такого удобного свойства - несимметричности отказов. Они могут отказать примерно с равной вероятностью, как не подав нужную команду, так и подав ненужную, а в нашей сфере это абсолютно недопустимо.
Конечно, разработчики придумали разные методы, как обойти эту проблему, и создали специальные схемы, гарантирующие отсутствие опасных отказов на выходе и построенные только на полупроводниковых элементах без реле (а я как раз этими устройствами и занимаюсь по работе, потихонечку пишу диссертацию), но места они тоже занимают много, схемотехника там сложная и стоят кучу денег.
Так что сейчас есть и полностью микропроцессорные системы управления, но до сих пор релейные активно используются, так как у них действительно тоже есть сильные стороны
Надеюсь, ответил на ваш вопрос :э
Спасибо за такой развёрнутый ответ, не приходилось думать на эту тему. Но я, наверное, пока готов принять только "дешевле и доступнее". Ещё бы теперь увидеть хотя бы один вариант исполнения полупроводниковой схемы, интересно что там такого наворотили.
Хорошо, если завтра не забуду - нарисую или скину пример из методички. А вы пока подумайте над задачей: есть блок, на блок на вход подаётся управляющий сигнал, к выходу подключена лампочка. Если управляющий сигнал присутсвует на входе, лампа горит, если его нет - лампа не светит. Звучит просто, но как сделать так, что бы при любом одиночном отказе лампа точно бы не горел? Любую деталь может пробить или может быть обрыв, как и с любым проводом...
А сам блок, ещё при этом ещё бывает либо на 1 вход, либо на два, и он например выполняет лог операцию И. Тоже с гарантией не допустить зажигания лампы даже при любом отказе любой детали/провода
Если управляющий сигнал присутсвует на входе, лампа горит, если его нет - лампа не светит
На микросхемах?
Интересно было бы почитать вашу статью на эту тему. А где можно узнать про примеры с разборами релейных схем на те или иные случаи железнодорожной жизни не подскажете?
Хорошо, я подумаю над написанием статьи по ЖД автоматике, а то как раз мне это надо сделать, так как я пока даже не могу ставить "минусы" к плохим статьям и комментариям, аккаунт не полноправный. Правда думал сперва написать статью про технологию домашнего электрохимического травления меди или латуни - результаты получаются очень даже ничего:
По поводу примеров разборов релейных схем - позже отвечу, тут надо подумать
поставить параллельно еще блока и лампы.
Предположим. Тогда будет, например, 3 однотипных параллельных блока и 3 лампы, подключённые к одному источнику сигнала. Тогда, если у одного из блоков случится опасный отказ, то просто будет гореть одна из трёх ламп. Но это никак не решает задачу, ведь управляемый объект (лампа) у нас один - нельзя же ставить несколько одинаковых светофоров рядом и заставлять машиниста решать, что показывает система!
Так что да, блоков можно сделать несколько и запаралелить, но как их к одной лампе подключить? Всё равно потребуется некий мажоритарный элемент, который будет решать, что показывает большинство блоков, и этот элемент тоже должен быть безопасным!
Там ещё и требования по защите от наводок, широкий диапазон напряжений, провалы питания и т.д.
Да, там с этим очень весело
Ну на все случаи жизни защиту не предусмотреть. Должен быть компромис. В нашей технике используется мажоритарная логика два из трех или парное дублирование. Есть схемы аппаратного ограничения длины импульса и прочее. Меандр тоже не всегда панацея. Все от ситуации сильно зависит.
Привожу примеры схем, безопасно включающих нагрузку, которые реально применяются (с некоторыми изменениями) в системах железнодорожной автоматики и на метрополитенах. Схемы из методички моего вуза:
Здесь управляемый объект - реле ИР, оно конструктивно сделано так, что реагирует только на определённую полярность напряжения. В связи с этим, используется схема преобразователя напряжения на конденсаторах, формирующее отрицательное относительно земли напряжение питания при подаче на вход схемы меандра.
Тут принцип действия ясен, любой отказ приводит к прекращению работы преобразователя напряжения (трансформатор намотан, например, на феррите N87 RM8)
Ниже привожу фотографии первой схемы, работающей как макет (микроамперметр загрубил шунтом, он показывает ток в мА, протекающий через резистор - имитатор обмотки релюхи). Макет мне нужен был так как моим дипломом был лабораторный стенд для изучения студентами работы таких схем во всех подробностях.
Для реле понятно. А как быть, если у меня частота коммутации нагрузки измеряется килогерцами, а мощность несколько сотен киловатт? Без транзисторов в качестве коммутаторов уже не обойтись. Хорошо, что в большинстве случаев под перенрузкой транзистор сгорает и сам рвёт электрическую цепь )))
а если у реле контакты залипнут?
Они не могут залипнуть, там применяются специальные реле 1 класса надёжности. Там много конструктивных отличий от общепромышленных реле, основные - нету возвратной пружины, якорь реле возвращается назад только под силой тяжести, и контакты делают из серебра и графитовой вставки. Так что такие реле никогда не залипают
Ну это уж совсем плохое реле, или сильно перегрузить надо, чтоб лепестки слиплись.
Даже при перегрузке не залипнет, в том и смысл таких реле. И по тому оно стоит тысячи тысяч за штуку - если его выпустили с завода, т. е. оно не имеет брака - то это абсолютно надёжный элемент в смысле залипания. У нас недавно студенты спалили реле, создав КЗ на его контактах - контакты графитовые от температуры побелели (окислились?), корпус поплавился, но после отключения питания реле разомкнулось как ни в чем не бывало
Ну на ЖД максимальная мощность того, что надо безопасно включать, по моему ограничена 300 Вт электродвигателем стрелочного перевода. Там попроще, либо ему инвертором формируют фазы, либо ставят пару реле, которые его по стандартной схеме включают (основной расход реле в системе, построенной исключительно на реле, идёт на реализацию всяких логических зависимостей и проверок. В системах 1980х годов, имеющих всякие прикольные функции типо автодействия и разных режимов работы, число реле достигало что-то типо 40-50 шт на 1 стрелку. А стрелок на средней станции может быть до сотни)
Так что вариант вместо сотен реле поставить микропроцессорную систему и 10 реле в те места, где уж совсем не хочется городить коммутации больших токов на транзисторах - очень даже выгодно
Можете привести пример какого-либо сигнала, который можно пропустить, но нельзя ложно включить?
Если можно безболезненно пропустить, то зачем он вообще нужен?
Можете привести пример какого-либо сигнала, который можно пропустить, но нельзя ложно включить?
Зелёный огонь светофора. Если путь свободен, а светофор горит красным из-за защитного отказа автоматики, машинист поезда просто свяжется с ДСП и получит указание проследовать его с пониженной скоростью и особой бдительностью. Таким образом, тот факт, что светофор не может переключится с красного на зелёный не приведёт ни к аварии, ни к остановке движения. Поезда просто будут приезжать его медленно, пока СЦБисты спешно устраняют неисправность. Вот вам пример светофора, установленного на затяжном подъёме:
Ромб с буквой Т означает, что грузовой поезд, следующий в гору, имеет полное право проехать (со сниженной скоростью и особой бдительностью) красный сигнал светофора, так как если он там остановится, то весьма вероятно, что у него не хватит мощности двигателей что бы тронуться с места и поехать дальше.
А вот если путь за светофором занят, а на нём горит зелёный - это опасный отказ и легко может случится крушение. Такое поведение систем автоматики абсолютно недопустимо.
Если можно безболезненно пропустить, то зачем он вообще нужен?
Не безболезненно, но между "устроить аварию и угробить несколько десятков человек, пару составов и остановить движение на этом участке на десятки часов" и "связаться с ДСП, получить подтверждение что путь впереди свободен и светофор горит красным исключительно из-за сбоя автоматики, а затем его медленно проехать" - выбирают, понятное дело, второе
спасибо за развернутый ответ, т.е. зеленый необязательный:)
Да, если его не будет то жить можно. Если он будет, когда не должен - это крушение поезда.
P.S. Посмотрел по публикациям хабра, тема СЦБ на ЖД поразительно мало освещена. Хоть садись статьи писать, там старых но необычных технических решений очень много, думаю будет интересно почитать. Взять хотя бы питающие напряжения для некоторых систем частотой 25 и 75 Гц
И именно они уже подают сигналы на реле. Все это соединяется разъёмами типа ШР и другими ВПшными изделиями на жгутах проводов. В свою очередь каждый жгут вяжется карбоновый ниткой и зашивается в стеклотканевый чулок
Ну у нас похоже сделано, только в схемах вообще редко встречается хоть что-то полупроводниковое. Обычно реле. Ну и разъёмы не ШР а другого типа
За первую картинку военпред точно по головке не погладит))
Так а от реле не отказываетесь только из-за необходимости соблюдать традиции?
За первую картинку военпред точно по головке не погладит))
Ну это у нас лабораторная в универе, там нормально. На реальном оборудовании конечно всё более цивильно
Так жалко иногда, что я не могу свою работу фоткать(((
Ну я как бы тоже не могу, но это старые фотки с практики, там мне фоткать разрешали. Да и станцию я не называю же. Надеюсь, никто не обидится
Так а от реле не отказываетесь только из-за необходимости соблюдать традиции?
Ответил развёрнуто выше :э
Но, не буду отрицать, традиции тоже соблюдаем, оборудование раскидано по тысячам станций и поменять всё сразу на новое и современное никаких денег не хватит - тем более что старое то исправно работает. Так что конечно в конечном счёте от реле мы откажемся, но пока что релейных схем, насколько я помню, больше половины
Тот случай, когда призывают изучать языки программирования, а не как быть разработчиком. Хотите учить языки - учите китайский и получайте удовольствие от хлама в голове, при том, что общаться с китайцами не сумеете. Хотите быть разработчиком, идите к конечному продукту минимальными затратами времени и востребованными жизнью задачами. Дружите с эффективными инструментами а не доказательными опытами для студентов.
Вам знакомо понятие "интеллектуальный досуг"? Мне казалось, что конкурсы относятся к этому виду деятельности. Если студенту интересно, он в свое личное время готовится и участвует в конкурсе. Проводят же люди шахматные турниры. Хотя, лично мне кажется, что игра в шахматы - совершенно бесполезное занятие. Так почему бы не проводить конкурсы по схемотехнике, в том числе в формате разработки схем на стандартной логике?
Калькуляторы на дискретной логике вполне делали. Если у калькулятора «Искра» номер начинается на 1, он на логических микросхемах, если на 2 - то на микросхемах повышенной степени интеграции.
Спасибо за статью, было очень интересно. Сразу вспомнил, как я в 2021 году на 3 курсе своего университета, делал курсовой проект по теме, схожей с вашей - система дистанционного управления объектами на станциях. По заданию надо было зажечь заданные по условию пять лампочек на нужной станции из пяти. Вроде бы там даже давали какую-то типовую схему, которую надо было запустить в Multisim и просто вставить скриншоты в отчёт (так как для типичного студента 3 курса ЖД вуза придумать самому новую систему передачи данных - тяжко). Но я решил повеселиться, тоже в Proteus сделал схему на основе сдвиговых регистров, принцип подобен вашей.
Но это просто и банально. Зато через год возникла необходимость сделать этот же курсовой другому человеку, и тут возникли затруднения, так как у нас по условию кодирование приказа "включить лампу 1 на станции 1" = отправить все нули. Т.е. решили сэкономить пару бит, но зато нулевая комбинация тоже является приказом. Пришлось извратиться, результат приведу ниже:
Ну это совсем не то. Совпадение только в том, что это тоже пульт ДУ. Принципы кодирования данных совсем другие.
Как-то давно, видел, как один энтузиаст, просто навытравливал дорожек на плате, получилась длинная гребенка, по которой пробегал контакт, который тянула обычная концелярская резинка. Получались импульсы. На выходе RC-фильтр от дребезга контактов и ИК-диод. Вот это действительно без каких либо микросхем вообще. Может и фейк, сам такой эксперимент не проводил.
UPD:
У меня была идея вытравить плату в виде диска, который вращать мотором и тогда пакеты импульсов, будут повторяться, но потом как-то забил на эту идею. (про диск Нипкова вообще молчу :) )
Сколько логических микросхем понадобится для того, чтобы получить полноценный ИК пульт дистанционного управления? Наверняка вам даже в голову не приходил этот вопрос!
В детстве я читал журнал Юный техник, и поэтому не только задавался таким вопросом, но и уже тогда получил точный ответ.
В юном технике точно были электронные схемы?
Точно. Система ИК ПДУ была описана в номере 7 за 1987 год.
Хехе, вот уж не думал что кто-то еще заморочится этим). В 199непомню году я запилил дистанционку на Вегу -120, кассетную деку, если кто помнит. В основе схема ДУ от телека. Дека получилась знатная - сквозной канал, адаптивное динамическое подмагничикание, лентяйка. Эх были времена))
Спасибо за интересную статью!)
А как можно реализовать приёмную часть такой системы? Бурная фантазия подсказывает решения, но всё равно интересно)
Так приемная часть есть в следующей статье, на нее ссылка в конце размещена. https://habr.com/ru/companies/timeweb/articles/784736/
Кому интересно посмотреть, как реализована приемная часть для пульта, можно почитать мою следующую статью по ссылке:
https://habr.com/ru/companies/timeweb/articles/784736/
Как оказалось, она в тексте не очевидна.
IR remote control, а без микроконтроллеров можно? Да не вопрос