1

Dopo i numerosi progetti di ricevitoriper radiocomandi adatti al sistema

rolling-code della Microchip, proseguia-mo lungo lo stesso filone proponendo sta-volta un dispositivo a 2 canali indipenden-ti, capace di autoapprendere i codici di 10diversi trasmettitori basati sull'HCS301.Le uscite sono entrambe a relè, e ciascunapuò funzionare sia ad impulso che a livel-lo. Ogni uscita risponde al comando adistanza corrispondente ad un trasmettito-re il cui codice è stato precedentementeappreso durante l'apposita fase di carat-terizzazione. Il circuito è molto sempliceed è basato al solito su un microcontrollo-re Microchip PIC 16C54 appositamenteprogrammato. Il micro è abbinato ad unapiccola memoria ad accesso seriale I2C-bus nella quale vengono scritti i codiciappresi via radio; questi codici sono quel-li dettati dall'algoritmo Keeloq, e quindiprodotti da encoder HCS301, per i quali èstato progettato il radiocomando. Il ricevi-tore si presenta come una piccola basettamolto compatta su cui trova posto ilmicrocontrollore, la memoria I2C-bus, il

ISTRUZIONI DI MONTAGGIO FT307

FT307modulo ibrido radioricevente e i due relè.Il sistema è adatto in tutte quelleapplicazioni in cui è richiestauna altissima sicurezza nel-l’attivazione del comando.Ma vediamo bene dicosa si tratta. Perc o m p r e n d e r emeglio lo schemaelettrico di questepagine risulta più semplicescomporlo in quattro parti: radiori-cevitore, unità di elaborazione, stadio d'u-scita, alimentatore. La prima è sostanzial-mente concentrata nel modulo ibrido BC-NBK, un completo ricevitore superrigene-rativo accordato a 433,92 MHz e confor-me alla normativa CE ETS 300220 (ridot-te emissioni spurie in antenna) provvistodi demodulatore AM on/off e squadratore;ogni volta che si attiva un minitrasmettito-re tascabile entro il campo di copertura(circa 50 metri) l'onda RF raggiunge l'an-tenna collegata al piedino 3 dell'ibrido U2,dal cui pin 14 esce il segnale digitalecostituente il codice trasmesso. I relativi

impulsi vengono "trattati" dall'unità dielaborazione facente capo al microcon-trollore U4. Per capire a fondo il funzio-namento del radiocomando e vedere cosaaccade quando lavora in modalità norma-le, bisogna innanzitutto ripassare le basidel rolling code Microchip e, quindi, laprocedura di autoapprendimento dei codi-ci. Il decoder HCS301 è caratterizzatodal fatto che la sua codifica è variabile,ovvero ad ogni trasmissione cambia ilcodice emesso dall'encoder; naturalmenteil decoder posto sul ricevitore è in grado

R A D I O C O M A N D O B I C A N A L E R A D I O C O M A N D O B I C A N A L E C O N RC O N R O L L I N G C O D EO L L I N G C O D E

schema elettrico

2

ISTRUZIONI DI MONTAGGIO FT307

AUTOAPPRENDIMENTODEI CODICI

Inizialmente è necessario accoppiare unTX al rispettivo RX mediante una proce-dura di autoapprendimento, durante laquale il decoder memorizza il codice dibase ed i 6 bit di informazione facentiparte della stringa di 66 bit (32 rolling, 28fissi, 6 information) in modo da ricono-scere esclusivamente i radiocomandiaventi gli stessi parametri, e predisporsiad identificarne l'algoritmo di variazionedella parte rolling-code. Proprio l'autoap-prendimento, è una delle fasi più impor-tanti per comprendere come funziona ilricevitore bicanale: infatti dovete sapereche il microcontrollore presente nel cir-cuito è in grado di memorizzare il serialnumber di 10 trasmettitori.

IL FUNZIONAMENTODEL MICROCONTROLLORE

Ora vediamo di analizzare il funziona-mento del micro: lo stato del piedino 1viene letto all'accensione, quindi all'iniziodel programma di gestione implementatonel PIC16C54-RC; se risulta zero ilmicrocontrollore entra nella routine dicancellazione della memoria e accende illed rosso LD3. Se dopo circa 8 secondi, ilmicro trova ancora chiuso il jumper J1provvede all’effettiva rimozione di tutti icodici disponibili nella memoria seriale.Chiudendo J1 per un breve istante vieneattivata la routine di apprendimento deicodici: quando il micro decodifica un TXcompatibile (dotato di encoder HCS301con identico Manufacturer-code) provve-de a fare lampeggiare il led LD3 e amemorizzare il relativo codice nellamemoria U3. Volendo far apprendere unnuovo trasmettitore (si possono memoriz-zare fino a 10 dispositivi...) bisogna spe-gnere il circuito, riaccenderlo, chiudereper un istante il jumper J1 e trasmettere ilsegnale radio. Tutti i codici appresi ven-gono memorizzati nella EEPROM ester-na, una 93LC46 collegata al micro da unalinea I2C-bus. Se invece si alimenta ilricevitore con J1 aperto, parte la routine dinormale funzionamento.Dobbiamo dunque dire che le uscite delradiocomando possono lavorare in moda-lità impulsiva o bistabile, a seconda del-l'impostazione dei dip-switch contenutinel DS1: il primo riguarda il canale 1(RL1) ed il secondo il 2 (RL2); perentrambi, aperto (off) significa funziona-

di conoscere tali variazioni. Rispetto alclassico RX/TX a codifica fissa, qualepuò essere uno realizzato conl'MM53200, il rolling-code è certamentepiù sicuro, perché ogni segnale inviatonon ha un codice univoco (determinatodall'impostazione dei dip-switch) e perciònon è teoricamente ripetibile. L'encoderMicrochip è una sorta di microcontrolloreche genera, ad ogni attivazione, una strin-ga di 66 bit, dei quali i primi 28 formanoil codice fisso, 32 quello variabile, e 6 tra-smettono le informazioni per la risincro-nizzazione con il ricevitore. Tale strutturaè imposta da un algoritmo chiamatoKeeLoq, che in questa sede spieghiamosommariamente: ad ogni trasmissione,ovvero tutte le volte che viene premuto untasto del telecomando, l'encoder produceil suo codice digitale, cioè l'insieme di tregruppi di dati, dei quali il primo è fisso ecaratteristico, e consiste in 28 bit pro-grammabili dall'esterno serialmente

mediante un apposito piedino; il secondoblocco è fatto da 32 bit che sono diversi adogni trasmissione, nel senso che ognivolta che si invia il segnale cambia lacombinazione. Cambia secondo un preci-so algoritmo non lineare determinato dal-l'unità di elaborazione interna sulla basedel predetto codice fisso, nonché in fun-zione della chiave criptata scritta inmemoria. Ciò permette di produrre inte-grati semi-custom, ovvero differenti parti-te di encoder da vendere poi ai vari pro-duttori di radiocomandi, senza il rischioche i dispositivi di un cliente emettanocodici abilitati a comandare i ricevitoricommercializzati da un altro. Attraverso i predetti codici si avvia lagenerazione, quindi la sua scrittura nellaEEPROM riservata allo scopo: questachiave è poi quella che determina l'algo-ritmo di variazione dei 32 bit "hopping"della stringa di dati emessa ad ogni tra-smissione.

ISTRUZIONI DI MONTAGGIO FT307

3

L’articolo completo è

stato pubblicato su

Elettronica In n. 45

COMPONENTIR1: 10 KOhmR2: 10 KOhmR3: 10 KOhmR4: 10 KOhmR5: 10 KOhmR6: 1 KOhmR7: 10 KOhmR8: 47 KOhmR9: 1 KOhmR10: 10 KOhmR11: 47 KOhmR12: 10 KOhmR13: 1 KOhmC1: 100 nF multistratoC2: 220 µF 16VL el.C3: 220 µF 25VL el.C4: 10 pF ceramicoD1: Diodo 1N4007D2: Diodo 1N4007D3: Diodo 1N4007LD1: LED gialliLD2: LED gialliLD3: LED rosso

U1: 7805U2: Modulo

BC-NBKU3: 93LC46U4: 16C54-RC

(MF307)DS1: dip 2 poli

Varie:- zoccolo 4+4;- zoccolo 9+9;- ponticello;- morsettiere

2 poli (4 pz.);- c.s. cod. S307.

J1: jumper c.s.T1: BC547T2: BC547RL1: relè

12V/1SCRL2: relè

12V/1SC

mento bistabile e chiuso (on) ad impulso.I microswitch possono essere impostati acircuito spento o acceso, nel senso cheogni variazione di modalità, fatta anchedopo l'accensione, viene comunque presain considerazione. Notate ancora che l'at-tivazione dei relè è evidenziata dall'accen-sione dei rispettivi led, ovvero di LD1 perRL1, ed LD2 per RL2. I contatti, sia ilnormalmente aperto che il normalmentechiuso sono disponibili sulla morsettieradi uscita e possono essere usati per com-mutare ogni sorta di carico; l'unica limita-zione sta nella corrente, che non devesuperare 1 A, e nella tensione di lavoroche, per i relè scelti, è al massimo 250 Vin alternata.Tutto il circuito è alimentato a 12 volt cc,applicati ai punti Val con positivo sull'a-nodo del diodo di protezione D3 (cheevita danni in caso di polarità invertita...);i relè funzionano direttamente con la ten-sione a valle del predetto diodo, mentrealla logica ed al ricevitore ibrido BC-NBKprovvede il regolatore U1, il solito 7805 inversione TO-220, che ricava 5 volt benstabilizzati.

REALIZZAZIONEPRATICA

Vediamo ora i consigli per il montaggiodell’unità ricevente: è bene iniziare con larealizzazione della basetta stampata, cheva preparata per fotoincisione seguendo latraccia lato rame illustrata in questa pagi-na a grandezza naturale: fotocopiandoquest'ultima potete ricavarne la pellicola.Inciso e forato, lo stampato è pronto adospitare i componenti, che consigliamo diinserire e saldare in ordine di altezza.Iniziate dunque dalle resistenze e daidiodi, quindi passate agli zoccolini per gliintegrati dip, che conviene disporre giàcome mostrato nell'apposito disegno, cosìda avere subito il riferimento per quandosarà il momento di inserirvi i chip.Montate il doppio dip-switch DS1, facen-do in modo che il primo microswitch (1)corrisponda al piedino 8, ed il secondo al9, quindi per J1 infilate e saldate duepunte a passo 2,54 mm. Procedete con ilregolatore U1, il cui lato metallico devestare rivolto all'esterno della basetta, quin-di sistemate il modulino ibrido BC-NBK,che entra soltanto in un verso, quello giu-sto. I piccoli relè (di tipo miniatura, ITT-MZ o compatibili) devono entrare solo inun verso. Terminate l'opera saldando dellemorsettiere da c.s. a passo 5 mm in corri-spondenza delle piazzole riservate all'ali-

preso tra 12 e 15 volt, ed una corrente dialmeno 100 milliampère: si può quindiscegliere un qualunque alimentatore darete, purché abbia tali requisiti, da connet-tere con il positivo al +Val ed il negativoa massa. A questo punto dobbiamo procedere allafase di autoapprendimento in modo dapermettere al ricevitore di riconoscere itrasmettitori abilitati: i settaggi necessarisono "on-board" e si riassumono nel jum-per J1, che serve sia per l'azzeramentodella memoria che ad avviare l'apprendi-mento. Volendo cancellare il contenutodella EEPROM (U3) si devono ponticella-re le punte con un jumper a passo 2,54mm tipo quelli usati nelle schede dei com-puter, quindi dare tensione al tutto, con-trollare che il led LD3 si accenda e atten-dere almeno 8 secondi trascorsi i quali illed si deve spegnere e la memoria risultacancellata; a questo punto, occorre disali-mentare il circuito.

premendone un pulsante qualsiasi; appenaarriva il codice e viene memorizzato, il ledrosso inizia a lampeggiare velocementefino a quando il pulsante del TX risultapremuto: il ricevitore è pronto a funziona-re, e basta trasmettere una seconda voltatramite il radiocomando appena memoriz-zato per vedere scattare il relè relativo alpulsante premuto. Osservate e verificateche, dopo l'apprendimento di un TX bica-nale con encoder HCS301, sono subitooperativi entrambi i canali: il codiceautoappreso dal ricevitore in seguito allapressione di uno dei due tasti del teleco-mando è valido anche per l’altro pulsantedel TX. Ricordiamo che l'operazione diabbinamento dei trasmettitori tascabili sipuò ripetere per altri 10 telecomandi.

mentazione, nonché in quelle relative agliscambi delle uscite OUT1 ed OUT2. Ilcircuito è pronto dopo aver inserito i chipnei rispettivi zoccoli, badando di far coin-cidere le tacche di riferimento; ricordateche il microcontrollore deve essere acqui-stato già programmato. Per l'uso, occorro-no una tensione continua di valore com-

Dopo la procedura di azzeramento dellamemoria si può procedere con l'apprendi-mento: allo scopo si riaccende il circuito,si chiude per un istante il predetto jumpere si verifica che il led rosso esegua unbreve lampeggio. A questo punto si deveportare il telecomando da riconoscerenelle vicinanze della scheda ed attivarlo

DIODO LEDROSSO LD3

GND

R13

errata corrige