Секретные кодеры для ИК устройств
При автоматическом открывании дверей часто возникает необходимость защиты от ложного срабатывания, происходящего вследствие каких-либо помех или действий лица, не имеющего разрешения на вход. Такую защиту можно осуществить с помощью кодеров, запрограммированных на определенное сообщение (длиной 10-20 бит). На стороне приема подобное сообщение принимается только декодером, который запрограммирован аналогичным образом.
В первом примере, представленном на рис. 11.17, приведена схема КМОП ММ 53200. Она может быть одновременно кодером (вывод 15 соединен с +UA) или декодером (вывод 15 соединен с «землей»). Кодирование производится 12 битами (выводы с 1 по 12), то есть существует возможность 212 = 4096 комбинаций. В режиме кодера на выходе (вывод 17) циркулирует последовательность из 13 бит. Первый бит, который всегда находится в состоянии логической 1, служит для синхронизации, равно как и пробел, стоящий перед этой комбинацией. 12 других бит соответствуют положениям механических ключей, устанавливаемых в 0 или 1 в зависимости от требуемого кода. Кроме того, 0 и 1 кодируются с помощью ММ 53200 импульсами различной длительности. При значениях R и С, задающих частоту тактового генератора (вывод 13), каждое из бинарных слов длится приблизительно 12 мс.
В схеме приема сообщение, принятое ММ 53200 в режиме декодера, поступает, после формирования в уровнях КМОП на вывод 16.
Поскольку механические ключи кодирования находятся в том же положении, что и в схеме передачи, необходимо четыре раза подряд получить сообщение без искажений для того, чтобы схема кодера сформировала сигнал подтверждения - 1 на выводе 17 (принятие сообщения декодера). Такой импульс равен длительности передачи (при приеме, по крайней мере, одного из шести правильных сообщений) плюс времени передачи шести слов.
Система передачи, представленная на рис. 11.18, отличается от предыдущей более широким диапазоном напряжения питания (4,5-18 В), большим числом возможных комбинаций кодирования (13122) и возможностью вести работу на достаточно высоких частотах, при которых можно более эффективно применять заграждающий фильтр на частоту помех 100 Гц. Третичная адресация девяти выводов позволяет реализовать более 12000 возможных комбинаций кодирования. Закодированное сообщение может иметь одну единственную функцию ключа (декодер М 145028) или же использоваться частично для передачи данных (М 145027).
Допустимо передавать не только адрес идентификации, но и сообщение из 4 бит, уменьшив число комбинаций адресации. Таким образом, можно пользоваться одним из нескольких устройств дистанционного управления, передавая ему бинарные команды типа «включение/выключение», «назад/вперед», «зажигание/гашение» и т.д. Схема, приведенная на рис. 11.18, взята с компакт-диска «Data on disc» компании SGC-Thomson.
По сравнению с ММ 3200 в данной схеме меньше выводов, но большее количество комбинаций в ней объясняется тем, что адресация ведется не битами, а тритами, то есть кодируется тремя состояниями.
Рис. 11.17. MM 53200, представляет собой электронный замок
Входы кодирования кодера (выводы 1-7 и 9) могут быть в одном из трех состояний: «соединен с землей», «открыт» и «соединен с положительным полюсом источника питания». Только вывод 10 имеет не больше двух состояний, что в сумме дает 2х38 комбинаций. Несмотря на то что программирование осуществляется тритами, передача ведется в бинарном виде: два коротких импульса; один длинный и один короткий; два длинных - соответственно для трех состояний. Существуют другие типы кодеров/декодеров с третичной адресацией, в частности ММ 57410.
Кодер М145026 (или МС145026) используется с декодерами 145027 (5 тритов адресации и 4 бита передачи данных) или 145028 (8 тритов и один бит, все адресации). В последнем случае следует рассматривать выходы данных декодера (выводы 12-15, рис. 11.8) в качестве входов адресов, выполняющих ту же функцию, что и выводы 1-5.
Тактовый сигнал передачи определяется тактовым генератором на выводах кодера 11-13. Частота сигнала приблизительно равна 1 / (2,3 х RTC х СТС). И частота, и значение формирующих ее величин определяются по табл. 11.1. Величина СТС включает емкость проводов и входную емкость (12 пФ) схемы. RC должна быть равной или немного превосходить 2 RTC при минимальном значении RTC 10 кОм. В данной таблице приведено несколько распространенных значений также и для RC-элементов декодера. СТС' - значение компонента, увеличенное на 20 пФ.
Рис. 11.18. Система передачи
Во время декодирования короткий импульс равен полупериоду тактового сигнала, длинный - семи полупериодам, а возвращение в О при разделении также соответствует одному или семи полупериодам. Поскольку каждый трит выражается посредством двух бит, длительность его передачи тоже равна восьми периодам тактового сигнала.
Слово (сообщение), таким образом, составляет 9 х 8 = 72 периода. За ним следует пробел, равный 32 периодам. Каждый раз при кратковременном нажатии на клавишу ТМ кодер выдает два идентичных, следующих друг за другом слова, разделенных пробелом, что составляет в сумме 176 периодов.
Декодеру требуется 182 периода для записи и сравнения двух слов со своим кодом1. Если соответствие подтверждается, то он выставляет квитанцию на своем выходе VT (в 1) до приема ложного сообщения или в течение 32 тактовых периодов, пока больше ничего не поступает на прием. Компоненты R1 и CI (Rl х С1 = 3,95 RTC х СТС) служат для различения длинного и короткого импульсов, в то время как R2 и С2 (R2 х С2 = 77 RTC х СТС) позволяют проверить пробел из 32 периодов между двумя словами. Если удерживать клавишу ТМ нажатой, то сообщение будет повторяться постоянно. Поскольку приведенные выше коэффициенты 3,95 и 77 соответствуют середине диапазона, можно, как и у предыдущих кодеров, использовать элементы с пятипроцентным допуском. Накопленная ошибка может составить даже 25%.
Литература: 2003 · Инфракрасные лучи в электронике. Шрайбер Г