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今天是甲辰年腊月廿六,许多单位已经放假了,有些人还在归途中,有些人已是在家,一年一度的春节既在眼前。龙舞山河,灵蛇献瑞。发一小帖,共贺新春。
本帖分四部分:
一、修理一个玻璃移门的遥控器
二、分析一下对拷遥控器
三、分析廉价的无线收发模块
四、RF(Radio Frequency)射频遥控器的另类玩法
一、修理遥控器
单位玻璃门的遥控不行了,不知是遥控器的问题还是接收器的问题,都拆下来。
(一)遥控(发射)器部分
先拆遥控器。
主要元件,
用了HS1527编码,315的频率。
标好元件号。
抄个电路图。
原理很简单。
就是按任何一个按键,Q1导通,U1得到电,根据相应的按键发送编码。
Q1与外围元件组成315M的自激振荡,由Q2完成ASK调制。
先找出备用(之前对拷好的)遥控器,经测试,接收模块是好的,原遥控器坏了。
这个是315M的,对讲机是400M的,没有300M的,没法测,只能请出垃圾逻辑分析仪。
先测一下对拷遥控器的输出编码。
再测一下原遥控器的输出编码。
1527有编码输出,与备用的对比一下,编码一致,应该是高频部分有问题了。
先简后难,换一个R25。好了。
(二)接收器
拆
主板正反面
单独给VCC和GND加5V电源,板上的D1亮红灯,当收到正确解码信号后,D1的蓝灯会亮,同时蜂鸣器响。
电路如下。
接收器是480R接收并(检波)输出编码信号,单片机进行解码,与EEPROM中的数据对比,输出相应的控制信号。
先用不同频率的晶振,可以接收不同频率的遥控器。
二、对拷遥控器
市面上常见的315或433的乞丐版,
脱下外套,标上元件号。
抄下电路图
核心就是无字的U1,应该是个单片机。
发射部分就是一个普通遥控器,编码信号从MCU的7脚输出,控制Q3完成对高频的调制。
与普通遥控器相比,多了简易的接收电路。
这个接收电路是由Q1、Q2组成的,而Q2只用了BE结,相当于一个(检波)二极管?
简化一下电路。
L2是感应天线,C1是隔直电容,R1是Q1、Q2的偏置电阻。简单工作如下:
静态时,Q1、Q2导通,Q2工作在放大区,OUTDATA输出一个固定电平,当感应到强高频信号时,Q2进入饱和区,OUTDATA输出低电平,也就是说,OUTDATA输出的信号与发射遥控器发射的编码信号,互为反相。
下面验证一下,同时观察对拷的接收与原遥控器的学习过程。
图中,上面是对拷遥控器MCU的6脚收到的编码信号,下面的是原遥控器EV1527的4脚发送的编码信号,放大其中一桢,
可见,MCU接收到的反相的编码信号。
前面说要感应到强高频信号时,才能进行“对拷”动作(Q2工作)。
用这个315的对拷遥控器,近距离成功对拷了433的遥控器编码。只是因为射频率不对而不能正常遥控。
三、无线收发模块
手上有一套简单的无线收发模块,借用网上的信息:
发射模块
发射距离:20-200米(电压不同,效果不同)
工作电压:3.5-12V
外型尺寸:19*19mm
工作方式:AM
传输速率:4KB/S
发射功率:10mW
发射频率:315/433M
外接天线:25/17cm普通多芯或单芯线
接收模块
工作电压:DC5V
静态电流:4MA
接收频率:315/433.92MHZ
接收灵敏度:-105DB
尺寸:30*14*7mm
外接天线:21/32CM单芯线,绕成螺旋状
(一)发射模块
电路图如下
原理比较简单,Q1与晶振构成振荡器,通过C2由开线向外发送频率波。
Q2控制Q1是否工作,当编码为高电平时,Q2导通,Q1工作,发送频率波。
一个简单的莫尔斯码电报机哈。
(二)接收模块
电路图如下
核心就是超再生电路。
各部功能
Q1完成高频接收,Q2完成超再生检波。运放U1完成放大整形。
第一级电路中,L1与C3完成频率的大概选择,Q1进行一级放大。
R3是Q1的电压负反馈偏置电路,稳定其静态工作点。当某种原因(温度升高),使用Ic增大,R1上的压降也要增大,通过R3,使Ub电压降低,Ib也随之减小,Ib的减小导致Ic的减小,从而稳定了Ic,保证了Q1的静态工作点基本不变。这个过程,就是负反馈过程,这个电路就是电压负反馈偏置电路。
第二极电路,实际就是一个超再生检波电路。
理论上:超再生检波电路实际上是一个受间歇振荡控制的高频振荡器,这个高频振荡器采用电容三点式振荡器,振荡频率和发射器的发射频率相一致。再利用接收到的发射频率让再生检波不断重复振荡与非振荡状态,即产生淬熄(间歇)效应。这种效应可以将信号从高频转换为中频,从而实现信号的放大和解调。就是说间歇振荡是在高频振荡的振荡过程中产生的,反过来又控制着高频振荡器的振荡和间歇。超再生检波电路有很高的增益,在未收到控制信号时,受到外界杂散信号的干扰和电路自身的热搔动,产生一种特有的“超噪声”,经滤波放大后会输出噪声电压。
本电路的核心是Q2的工作点是可变的。R6与R7分压,给Q2提供固定偏置,Q2与C8、C9、C11及可变电感L3组成电容三点式LC振荡,这个振荡的频率就是要接收的频,频率可由L3进行微调。L2是频率扼流电感,隔绝振荡频率经R4到地的通路(阻高频通低频)。
电路工作在高频间歇振荡状态,可以简单理解为,由于Q2及外围组成的振荡在存在,使得经Q1放大后的高频信号,只有与Q2振荡频率相同时,Q2与之产生共振,此时,流过Q2的CE级电流IC2增大,经L2去除高频成分后,在R4上形成的压降也随IC2的增大而增大。
当R4上的压降上升,使得Q2的Ue上升,BE结电压下降,不足以导通时(Q2的b极是固定分压的),Q2停止振荡。
停振后IC2减小,R4上的压降下降,使得Q2又恢复到振荡状态,如此形成高频间歇振荡。
简单一句话:外部同频信号刺激振荡建立→Ue随振幅增大而上升→Ue过高导致停振→Ue恢复到初始状态,此时电路受到外部信号刺激会再次起振,重复上述流程。
Q2振荡建立的速度与其工作点有关,接收到的调幅信号使Q2的工作点随信号幅度变化而变化,宏观的现象就是:输入信号幅度大,间歇振荡能达到的最大振幅就大,反之同理。而间歇振荡的包络线就是R4两端的电压,这个电压中包含一个直流分量,这个直流分量就是随外部信号幅度而变化的(超再生AM收音机就是利用这个进行检波的),以此达到解调制的目的。
运算放大器完成低频放大与整形。
运放U1.1是一个同相放大器,完成对检波出来的小信号进行放大。放大倍数由R11和R10共同决定,本电路的放大倍数大约是323倍。
运放U1.2是一个同相输入滞回比较器,类似于模电中的施密特触发器。
其输出电压Vo通过R13、R12和R15轻微影响着运放的反相端(参考电压的上下限为Vh和Vl),使其输出与输入呈滞回状态,如下图。防止运放进入不确定状态。
用逻辑分析仪观察。收到的信号,
杂波,疏密有一定的规律,应该是超再生电路的间歇震荡状态。
数据,超再生电路在接收到信号时,噪声被抑制,输出检波后的信号。
用示波器观察几个
杂波信号
有用信号
放大有用信号
四、另类玩法
(一)收发模块传其他信号
测试用这个收发模块传送摩尔斯电码,
可以正常发送,也能听清楚点划,但发送间隔时间长一点的话,噪声还是很大的,长时间使用会有不适感。
将电脑(手机)的音频注入到发送模块,这样就相当于有个小的调幅发射台了,先传送了一段摩尔斯电码的音频,
接收成功,依然间隔时间长时噪声很大。
又传送了音乐音频,可以接收,但噪声特别大。
示波器为接收到的音频波形,这个波形不削顶,就是AM解调制。
可这个超再生电路的淬熄时间适合传送“数字”吧,要想声音好,就要改动电路了。
(二)Arduino拷贝ASK信号
使用RCSwitch库,有收、发的例程,两个例程合到一起,
收发模块都接在Arduino板上,就是一个简单(对拷)遥控器。
接收到的数据在串口上回显。
后面的Raw data,就是电平变化后的持续时间,
这个对拷距离比那个桃木对拷遥控器的远多了。
(三)替换对拷遥控器的接收
1、对于对拷遥控器,如果将编码直接注入到MCU中是不是可以实现对拷呢?
经实践,直接注入到对拷遥控器MCU的6脚是不行的,前面也分析了,MCU的6脚收的是编码的“反相”码,所以,进入6脚前要先进行反相操作。
电路中的Q1正好是个反相器,试着将编码注入到Q1的B极,成功完成对拷操作。就是将1527的编码从其4脚直接连接到对拷遥控器的Q1基极(要共地)。
2、后又测试将RF接收芯片480R收到的解码信号,从其5脚引入到对拷遥控器Q1的B极,也可以完成对拷操作。
3、将接收模块的DADA引入到对拷遥控器的Q1基极,也可以完成对拷操作。
以上两种方法都可以实现远程对拷,慎用、慎用、慎用!
此方法只是对电路猜想的验证,由此产生的法律后果请自负!
小心避坑,本帖用到的电路图: 。
辞旧迎新之时,值班的、放假的;健康的、有疾的;快乐的、忧伤的都会放下过去,整理好心情,笑迎新春。在金龙辞岁,灵蛇迎春之际,为数码之家的工作人员及各位坛友们送上祝福,提前拜个早年:祝愿各位,抱着平安,拥着健康,揣着幸福,携着快乐,带着甜蜜,牵着财运,拽着吉祥,迈入新的一年!
谢谢观赏!
乙巳年再见!
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