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“SPECIALE RADIOCOMANDI”Supplemento al numero 5 diELETTRONICA IN

Direttore responsabile:Arsenio Spadoni

Responsabile editoriale:Carlo Vignati

Redazione:Paolo Gaspari, Vittorio Lo Schiavo,Sandro Reis, Francesco Doni, AngeloVignati, Antonella Mantia.

DIREZIONE, REDAZIONE,PUBBLICITA’:VISPA s.n.c.v.le Kennedy 9820027 Rescaldina (MI)telefono 0331-577982telefax 0331-578200

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Stampa:Industria per le Arti Grafiche Garzanti Verga s.r.l.via Mazzini 1520063 Cernusco S/N (MI)

Elettronica In:Rivista mensile registrata presso ilTribunale di Milano con il n. 245 il giorno 3-05-1995.(C) 1995 VISPA s.n.c.

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MODULI RADIO IBRIDISi utilizzano come dei normali integrati ma grazie alla tecnologiaSMT contengono l’intera sezione a radiofrequenza.

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CODIFICHE & DECODIFICHECome evitare che i radiocomandi interferiscano tra loro.Panoramica dei sistemi utilizzati e degli integrati più diffusi.

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VERSIONE SMD AD UN CANALEUtilizzando due piccoli moduli pretarati è possibile realizzare uncompatto ricevitore con una portata di oltre 100 metri.

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VERSIONE SMD A DUE CANALISfruttando il doppio decoder SMD abbiamo realizzato un radiocomando di tipo ON/OFF a due canali indipendenti.

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RICEVITORE ULTRAMINIATURAProbabilmente il ricevitore per radiocomando più piccolo almondo. Uscita a relè bistabile e ad impulso.

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VERSIONE CON ENCODER 12 BITTrasmettitore e ricevitore monocanale con codifica tipo MM53200con 4096 possibili combinazioni. Portata di oltre 100 metri.

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VERSIONE PER APRICANCELLOStudiato espressamente per circuiti apricancello, questo ricevitore, garantisce una portata di circa 200 metri in aria libera.

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SISTEMA INTELLIGENTE DYNACODERUtilizza la nuova codifica a microcontrollore con miliardi dipossibili combinazioni, autoapprendimento e rolling code.

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RADIOCOMANDO MULTICANALEPer controllare a distanza l’attivazione e lo spegnimento di 16diversi utilizzatori. Gestione a microcontrollore.

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SISTEMA ESPANDIBILE 1 ÷ 4 CANALIRadiocomando modulare con possibilità di aggiungere altri canalia quello base sino ad un massimo di quattro.

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TELECONTROLLO UHF 2 CANALIIl trasmettitore da 50 mW ed il ricevitore ad elevata sensibilitàconsentono di ottenere una portata di circa un chilometro.

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SISTEMA SUPERETERODINA 2 CANALIAffidabile e compatto radiocomando con sezione RF in supereterodina quarzata con uscita ad impulso o bistabile.

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RICEVITORE PER CONTROLLO LUCIConsente di controllare l’accensione e lo spegnimento di un carico direttamente collegato alla rete mediante un TRIAC.

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Fino a pochi anni fa chi voleva cimentarsi nella realizza-zione di un radiocomando doveva avere una notevole

esperienza nel settore dell’alta frequenza nonché possedereuna adeguata strumentazione. Con l’avvento dei moduliibridi la costruzione di questo tipo di apparecchiature si èsemplificata enormemente. Infatti que-sti moduli contengono tutti gli stadi aradiofrequenza, sono già perfettamen-te tarati e necessitano per il funziona-mento di pochissimi componenti ester-ni. In pratica i moduli ibridi possonoessere paragonati a degli integrati condei pin di ingresso e dei pin di uscita.Anche dal punto di vista delle dimen-sioni questi componenti sono simili ai classici integrati. Ivantaggi offerti sono tanti e tali che i principali Costruttoriitaliani di impianti antifurto per auto e per casa utilizzanoattualmente questi moduli. Per quanto riguarda il mercatohobbystico, la comparsa di questi dispositivi ha avvicinatoal mondo della radiofrequenza un numero consistente di

persone, numero che è destinato sicuramente ad aumentarein quanto, se inizialmente erano disponibili pochi modelli,oggi vengono realizzati con questa tecnica circuiti moltocomplessi. Basti pensare ai sistemi Dynacoder che com-prendono (su una piastrina di dimensioni contenute), oltre

alla sezione a radiofrequenza, ancheun sofisticato circuito di decodificabasato su microcontrollori.Attualmente sono disponibili ricevito-ri superreattivi e supereterodina,decodifiche di vario tipo, trasmettitoricon e senza codifica, moduli per latrasmissione dati ed altri ancora. Inquesto settore il nostro paese è sicura-

mente all’avanguardia con tre Aziende che producono que-sti sofisticatissimi circuiti. Tra queste l’Aurel è forse la piùconosciuta in quanto i prodotti di questa Casa sono diffusianche nel settore hobbystico. Qui di seguito riportiamo lecaratteristiche dei moduli Aurel utilizzati nei radiocomandidescritti in queste pagine.

I MODULI RADIOIBRIDI

Si utilizzano come dei normali integrati ma grazie alla tecnologia SMT edall’elevato grado di integrazione contengono l’intera sezione a radiofrequenza o

un completo circuito di decodifica. Facendo ricorso a questi circuiti chiunque puòcimentarsi nella realizzazione di sistemi radiocomandati.

Ricevitore economico con possibilità di doppia alimentazione. Ideale per applicazioni nel campo antifurto o comandi codi-ficati ove sia richiesta una forma d’onda in uscita di tipo on-off unita ad un’ alta sensibilità in ingresso. Caratteristiche prin-cipali: realizzato in circuito ibrido su allumina ad alta affidabilità intrinseca, sensibilità RF in ingresso -100 Dbm (2,24microvolt) con banda di +/- 1 MHz, campo di sintonia +/- 10 MHz, uscita onda quadra con frequenza massima di 2 KHz,alimentazione RF a +5 volt con assorbimento tipico di 5 mA, alimentazione BF variabile da +5 volt a +24 volt con assorbi-mento tipico di 2 mA e uscita logica corrispondente. Dimensioni (LxhxP): 38,1x16,5x4,5 mm. Disponibile con frequenzadi lavoro a 300 MHz o 433.92 MHz (cod. RF290A).

PIN OUT:1=+5V2=GROUND3=ANTENNA7=GROUND10=+5V11=GROUND13=TEST POINT14=OUT15=+5..+24V.

RICEVITORE R.F. SUPERREATTIVO

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RICEVITORE R.F. BASSO CONSUMO

Con caratteristiche simili al ricevitore RF290A ma con un assorbimento massimo di 1 mA. Caratteristiche principali: rea-lizzato in circuito ibrido su allumina ad alta affidabilità intrinseca, sensibilità RF in ingresso -87 Dbm (10 microvolt) a cen-tro banda, uscita onda quadra con frequenza massima di 2 KHz, alimentazione a +5 volt con assorbimento massimo di 1mA, frequenza di lavoro di 433.92 MHz (cod. NB-1M).

PIN OUT:2=GND3=ANTENNA7-11=GND13=TEST POINT14=OUT15=+5V

RICEVITORE R.F. SUPERETERODINA

PIN OUT: 1=+5V, 2=GROUND, 3=ANTENNA, 7=GROUND, 10=+5V, 11=GROUND,13=TEST POINT, 14=OUT, 15=+5..+24V.

Ricevitore a conversione di frequenza studiato per impieghi dove la stabilità di frequenza, la larghezza di banda ricevuta ela bassa emissione di spurie sono elementi primari. La ricezione di segnali codificati on-off lo rende particolarmente adattoall’impiego nel campo dei radiocomandi omologabili. Caratteristiche principali: frequenza di ricezione 433.92 MHz conconversione di frequenza ottenuta mediante risuonatore SAW, ricezione di segnali modulati on-off, sensibilità di ricezionemigliore di 2 microvolt, frequenza intermedia di 10.7 MHz, banda passante RF 400 KHz a -3 Db, banda passante BF miglio-re di 2 KHz, emissione RF spuria in antenna migliore di -60 Dbm su 50 ohm (a 5V), assorbimento tipico di 10 mA con ali-mentazione a 5 volt, piedinatura S.I.L., dimensioni 45 x 19 x 6 mm (Cod. RX-STD433).

MODULO RICETRASMETTITORE DATI DIGITALI

Economico modulo di trasmissione e ricezione dati digitali utilizzante una sola antenna. Consente la ricetrasmissione velo-ce fra trasmettitore e ricevitore. Frequenza di lavoro 300 MHz, potenza TX 0 Dbm su 50 Ohm, banda passante 10 KHz, sen-sibilità RF migliore di 10 microvolt, dimensioni S.I.L. 63,5x14x4 mm, pins passo 2,54mm. Il dispositivo consente l’accen-sione e lo spegnimento dell’RX in tempi inferiori a 5 mSec, evitando di ricevere il segnale del proprio TX in trasmissione.E’ così previsto l’utilizzo non contemporaneo del TX e dell’RX (half-duplex); a tal fine il dispositivo deve risultare alimen-tato per garantire la velocità di commutazione. Accettando tempi di inserzione dell’ordine di 100 mSec si può ottenere unassorbimento nullo, lasciando a 0 volt i pin 1 e 21 e pilotando direttamente il pin 21 (+5V RX). In questo caso il pin 6 (+5VTX) può essere lasciato sempre a + 5 V (cod. RTXDATA).

PIN OUT:1=IN DATI TX (0VTX spento, 5V TXattivo)3=GND5=GND6=+5V (TX)8=ANTENNA9=GND11=GND

13=GND15=GND18=OUT DATI20=TEST POINT21=+5V (RX)22=GND25=RX ON/OFF (0VRX attivo, 5V RXspento).

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DYNACODER SYSTEMSistema radiocomandato con codifica/decodifica a codice dinamico. Sia il trasmettitore che il ricevitore imple-mentano un microcontrollore e una EEPROM per la gestione e la memorizzazione del codice in autoapprendi-mento. Il codice trasmesso è composto da 24 bits a codice fisso (16.777.216 combinazioni) e da 32 bit a codicedinamico (4 miliardi di combinazioni). Inoltre, il codice dinamico viene modificato ad ogni trasmissione/rice-zione tramite un algoritmo pseudo random, in questo modo una eventuale clonatura del tx risulta inutile. Ilsistema dynacoder consente di realizzare radiocomandi con il più alto livello di sicurezza possibile.

RICEVITORE DYNACODER

Ricevitore con microprocessore ed EEPROM per lagestione del codice dinamico (protocollo Dynacoder).Programmazione del codice via radio tramite autoappren-dimento, massimo due encoder (trasmettitori) con codicefisso diverso. Due bit di uscita più un bit di convalida tra-smissione. Uscita per segnalazione autoprogrammazione,risincronizzazione e diagnostico. Caratteristiche tecnicheprincipali: realizzato in circuito ibrido su allumina ad altaaffidabilità intrinseca, frequenza di lavoro di 433.92 MHz,sensibilità R.F. misurata con segnale ON-OFF in ingressominore di 3 µV (-97 dBm) a centro banda, alimentazionecon filtro RC, antenna in quarto d’onda, alimentazioneR.F. a +5V con assorbimento massimo di 5 mA, radiazio-ne in antenna -57 dBm, dimensioni 50,8 x 17,9 x 3,5 mm,formato “in line” (Cod. RXDYNA).

TRASMETTITORE DYNACODER SAW

Trasmettitore completo a 1 o 2 canali con micropro-cessore per la generazione di codici dinamici. Codicefisso a 24 bit (programmato nel micro) più codicedinamico a 32 bit calcolato con algoritmo random. Caratteristiche tecniche principali: frequenza di lavo-ro quarzata a 433.92 MHz, alimentazione con pilaminiatura a 12 volt (compresa), assorbimento massi-mo con segnale trasmesso 10 mA, diodo led persegnalazione di trasmissione in corso, contenitore inplastica antiurto, dimensioni 65,5 x 37 x 15 mm (Cod.TX1-Dyna e TX2-DYNA).

MODULO TRASMETTITORE 433 MHz 50 mW

PIN OUT: 1=GROUND, 2=INPUT MODULAZIONE Vc>8V, 3=INPUT MODULAZIONE Vc<8V,4=GROUND, 11=ANTENNA, 15= +4..+12V.

Trasmettitore SAW con antenna esterna ideale in applicazioni dove si voglia modulare on-off una portante RF con dati digi-tali. Caratterizzato da alta efficienza e bassa emissione di armoniche. Caratteristiche principali: realizzazione in circuito ibri-do su allumina ad alta affidabilità intrinseca, frequenza di lavoro 433.92 MHz ottenuta con risuonatore SAW, uscita RF 10mW con alimentazione 5 volt su 50 ohm in uscita antenna (50 mW con alimentazione a 12 volt), spurie -60 Db rispetto allaforma fondamentale, frequenza di modulazione massima 4 KHz con logica 5 volt, assorbimento tipico 3,5 mA con ondaquadra di modulazione e alimentazione a +5 volt, formato in-line con pin passo 2,54 mm (Cod. TX433SAW).

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DECODIFICA BICANALE

Decodifica 2 canali con uscite monostabile e bistabile, studiata appositamente per l’abbinamento con il ricevitore cod.RF290A, ideale per applicazioni in cui è richiesto più di un comando codificato. Caratteristiche principali: realizzato in cir-cuito ibrido su allumina ad alta affidabilità intrinseca, decoder Motorola 145028 con programmazione parallela a 8 bit (1944codici), frequenza di clock decoder 1,7 KHz, possibilità di programmare il tempo di validità uscita dopo la scomparsa delsegnale riconosciuto, assorbimento in assenza di uscite attive inferiore a 1 mA, dimensioni 50,8 x 16,4 mm, formato in-linecon 19 pins passo 2,54 mm (Cod. D2MB).

Decodifica ad un canale con uscita monostabile e bistabile, ideale complemento del ricevitore RF290A ove richiesto uncomando codificato. Caratteristiche principali: realizzato in circuito ibrido su allumina ad alta affidabilità intrinseca, deco-der Motorola 145028 con programmazione parallela a 9 bit (oltre 13.000 codici), frequenza di clock decoder 1,7 KHz, pos-sibilità di programmare il tempo di validità uscita dopo la scomparsa del segnale riconosciuto, assorbimento in assenza diuscite attive minore di 1 mA, dimensioni 38,1 x 16,4 mm, formato 15 pins in-line passo 2,54 mm (Cod. D1MB).

DECODIFICA MONOCANALE

PIN OUT:1=DATO02=DATO13=DATO24=DATO35=DATO46=DATO57=DATO6

8=DATO79=DATO810=INPUT11=FILTRO RC12=GROUND13=OUT MONO14=OUT BIST15=+5..+15V.

MODULO TRASMETTITORE 300 MHz

Economico trasmettitore ideale in applicazioni ove si vogliamodulare on-off una portante RF con dati digitali. Abbinatoal ricevitore cod. RF290A consente di ottenere una rice-tra-smissione di dati. Caratteristiche principali: realizzato in cir-cuito ibrido su allumina ad alta affidabilità intrinseca, fre-quenza di lavoro tarabile da 280 a 340 MHz, uscita RF 2mW (+3 Dbm) su 50 ohm in uscita antenna, possibilità diinterfacciare sia logiche a 5 volt che a 12 volt, frequenza dimodulazione maggiore di 10 KHz, alimentazione RF a 12volt con assorbimento tipico di 5 mA con onda quadra dimodulazione, dimensioni 12,7 x 38,1 mm, formato in-linecon pins passo 2,54 mm (Cod. TX300).

PIN OUT: 1=GROUND, 2=INPUT LOGICA +12V,3=INPUT LOGICA +5V, 4=GROUND, 11=ANTENNA,13=GROUND, 15=+12V.

PIN OUT:1=DATO 02=DATO13=DATO24=DATO35=DATO46=DATO57=DATO78=DATO69=INPUT

10=FILTRO RC11=GROUND12=OUT MONO CH113=OUT MONO CH214=GROUND15=+5..+15V16=GROUND17=OUT BIST CH118=OUT BIST CH219=GROUND.

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Trasmettitore completo 2 canali

Trasmettitore completo 1 canale

componenti in SMD

Trasmettitore radio-frequenza a 1 o 2 canali ideale perapplicazioni nel campo antifurto e comandi codificati.Realizzato in tecnologia SMD presenta dimensionimolto compatte 65,5x37x15 mm. Studiato appositamen-te per essere abbinato al ricevitore SMD cod. RF290 ealle decodifiche a 1 o 2 canali cod. D1MB e D2MB. Perrealizzare un completo comando codificato con portatacompresa tra 30 e 50 metri con uno spezzone di filocome antenna sul ricevitore e di oltre 100 metri conun’antenna accordata: è indicato l’abbinamento con i ns.ricevitori 300 MHz cod. FT24, FT26 e FT81. Caratteristiche principali: encoder Motorola 145026,programmazione codice mediante 8 commutatori three-state (oltre 6000 combinazioni), alimentazione con pila12 volt (compresa), tipo di modulazione on-off AM,diodo LED per segnalazione trasmissione in corso, con-tenitore in plastica antiurto (Cod.TX1C e TX2C).

TRASMETTITORI COMPLETI DI CODIFICA MOTOROLA A 1 O 2 CANALI

TRASMETTITORE 433 MHz 1 - 2 CANALI

Trasmettitore a 1 o 2 canali con filtro SAW per una migliore stabilità in frequenza ed una maggior portata. Abbinatoal ricevitore cod. STD433 consente di realizzare un radiocomando codificato di elevate prestazioni. Per realizzare uncompleto comando codificato con portata compresa tra 100 e 300 metri è indicato l’abbinamento con il nostro rice-vitore FT84. Caratteristiche principali: encoder Motorola 145026, frequenza di clock encoder 1,7 KHz, program-mazione codice con 8 commutatori three state con oltre 6000 combinazioni, alimentazione con pila 12 volt (com-presa), assorbimento con segnale trasmesso 7 mA, tipo di modulazione on-off AM, diodo LED per segnalazione tra-smissione in corso, contenitore in plastica antiurto, dimensioni 65,5x37x15 mm (Cod. TX1C-SAW e TX2C-SAW).

L’interno dei trasmettitori Aurel. Lamaggior parte dei componentiutilizzati nei trasmettitori Aurel

sono in tecnologia SMT.

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SENSORE INFRAROSSO VIA RADIO

Sensore rivelatore di intrusione ad

effetto piroelettrico passivo. Portata

massima di 12-15 metri con angolo

di copertura di 90 gradi. Completo di

trasmettitore a radiofrequenza del

segnale di allarme. Realizzato com-

pletamente in tecnologia SMD, que-

sto sensore offre elevate prestazioni

e una notevole sicurezza di funziona-

mento. Caratteristiche principali:

doppio sensore piroelettrico, fre-

quenza di lavoro del trasmettitore

R.F. quarzata a 433.92 MHz con

codifica Motorola 145026, alimenta-

zione a 9 volt, assorbimento tipico 5

µA. Contenitore plastico antiurto di

colore bianco (cod. SIR113-SAW).

SENSORE IBRIDO ULTRASUONI

Modulo ibrido studiato appositamente per realizzare un radar volumetrico ad ultrasuoni per uso automobilistico. Il modulocontiene il generatore di segnale a 40 KHz che pilota la capsula trasmittente, il ricevitore che elabora il segnale provenien-te dalla capsula RX, il miscelatore per il battimento tra le due frequenze e il discriminatore a soglia regolabile. Ideale inapplicazioni quali: antifurti auto, finecorsa, rilevatori di presenza, rivelatori di spostamento, ecc. Per realizzare un comple-to radar ad ultrasuoni basta aggiungere al modulo le due capsule piezoelettriche e pochi componenti esterni. La capsula tra-smittente va collegata ai pin 14 e 15 del dispositivo, e la ricevente tra il pin 1 e massa. Il modulo va alimentato con una ten-sione continua di 5 volt tra il pin 13 (+5V) e il pin 11 (massa). L’uscita va prelevata sul pin 10 (cod. SU1).

Completo di trasmettitore a radio frequenza del segnale di allarme

Per ulterioriinformazioni suimoduli ibridi,

prezzi e disponibilità,vedi anche a pagina 78.

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CODIFICHE &DECODIFICHE

Come evitare che i radiocomandi interferiscano tra di loro. Una breve panoramica sui sistemi utilizzati e sugli integrati più diffusi.

Praticamente non esiste apparecchiatura elettronica chenon utilizzi le onde radio: dai trasmettitori TV e

radiofonici ai cellulari, dagli apparati radioamatoriali airadiocomandi tutti contribuiscono alla saturazione dell’ete-re. Ormai non c’è più una frequenza libera: basta accende-re uno scanner per renderci conto di ciò. Per questo motivoi sistemi radiocomandati debbono disporre di particolari

codici di sicurezza in modo da evitare che il ricevitore possaessere attivato in prima ipotesi da una portante radio (o dauna sua armonica) ed in seconda battuta da un radioco-mando con le stesse caratteristiche funzionante nelle vici-nanze. Senza alcun sistema di sicurezza la probabilità cheun ricevitore possa venire attivato accidentalmente è moltoalta in quanto la banda passante di questi dispositivi è

MM53200, schemi applicativi e caratteristiche tecniche

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Schema a blocchi delcodificatore/decodificatore

MM53200. La stesso integrato puòessere utilizzato sia come encoderche come decoder a seconda dello

stato del pin 15 (mode select). Per consentire al sistema di

riconoscere la sequenza, sia il codificatore che il decodificatore

debbono utilizzare la stessa frequenza di clock.

Al posto dell’integrato MM53200vengono frequentemente utilizzatele versioni CMOS contraddistinte

dalle sigle UM3750 e UM86409 chesono perfettamente equivalenti al

chip della National.

La sequenza è composta dauna serie di dati generati ad

intervalli costanti; la durata dellasequenza di dati e degli spazi è identica. Ciascuna sequenza

di dati è formata da un impulso distart e da 12 impulsi di differenteampiezza in funzione dello stato

del relativo pin di controllo. Il grafico evidenzia la forma d’onda

del segnale di uscita ed i tempi relativi nel caso di clock a 100 KHz.

Applicazione tipica dell’integratoMM53200: il chip a sinistra

viene utilizzato come codificatorementre quello a destra funge da

decodificatore. Nel primo caso, infatti, il pin“mode select” è collegato al

positivo mentre nel secondo caso èconnesso a massa.

Il segnale generato è presente sul pin 17 del trasmettitore mentreil segnale da decodificare giunge al

pin 16 del ricevitore. La frequenza di clock dipende daivalori delle reti RC connesse ai pin13 secondo la formula riportata.

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MOTOROLA MC145026, MC14027, MC14028: caratteristiche e schemi applicativi

Disposizione dei terminali degli integrati Motorola che fanno

parte del sistema di codifica/decodifica messo a punto

da questa Casa. Il chip MC145026 viene utilizzatocome encoder mentre gli integratiMC145027 e MC145028 svolgono

la funzione di decoder. Il sistema si basa su una sequenza

molto più complessa che garantisce, con la programmazione

di nove linee di ingresso,ben 19.683 combinazioni.

Schemi a blocchi dei tre integrati: a fianco il decoder

MC145028, sopra l’altrodecoder MC145027, in alto a

sinistra il codificatoreMC145026. L’integrato di

decodifica MC145028 riconosce e interpreta tutti i

nove bit trinari per un totale di19.683 combinazioni mentre ildecoder MC145027 riconosce

solamente i primi 5 bit in modotrinario e i restanti 4 bit in

modo binario con memorizzazione dei livelli.

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molto ampia e la sensibilità è notevole. Per evitare tutto ciòvengono utilizzati dei particolari sistemi di codifica e deco-difica. In pratica la portante del trasmettitore viene modu-lata con una sequenza di impulsi che può essere impostataa piacere dall’utente. La decodifica del ricevitore (pro-grammata nello stesso modo) si attiva solamente se lasequenza ricevuta corrisponde a quella impostata. In que-sto modo il ricevitore non può in alcun modo essere attiva-to da segnali parassiti (che evidentemente non vengonomodulati con questo sistema) né da un radiocomando dellostesso tipo operante nelle vicinanze che irradia un codicedifferente. Il primo e più noto integrato di codifica/decodifi-ca è senz’altro l’MM53200 con la sue versioni CMOS con-traddistinte dalle sigle UM3750 e UM86409. Questo chipsvolge entrambe le funzioni di codifica e decodifica. Il trenodi impulsi generato è formato da 12 impulsi (12 bit); ladurata di ciascun impulso (vedi caratteristiche tecniche)identifica lo stato del bit: 0 o 1. Per programmare lasequenza è necessario attribuire un livello (generalmentetramite un dip-switch) ai 12 pin di controllo della sequenza.Utilizzato come decoder, il chip si attiva esclusivamente

qualora il treno di impulsi in arrivo coincide perfettamen-te con quello impostato mediante i dip-switch. Con questosistema si possono ottenere ben 4096 combinazioni diffe-renti. Un altro sistema di codifica molto diffuso è quello chefa capo agli integrati della Motorola MC145026,MC145027 e MC145028. In questo caso il primo integratosvolge la funzione di codifica mentre gli altri due vengonoutilizzati per la decodifica del segnale. In questo caso lasequenza è formata da 9 impulsi che però possono assume-re tre differenti livelli: non a caso si parla di segnali three-state. Per programmare la sequenza è necessario utilizzaredegli appositi dip-switch a 9 poli che possono connettere ipin di controllo in tre modi: a massa, al positivo oppurelibero. Con questo sistema si possono ottenere al massimo19.638 combinazioni. Infine da alcuni anni hanno fatto lacomparsa sul mercato sistemi di codifica a microcontrollo-re che consentono di ottenere non solo un maggior numerodi combinazioni (in alcuni casi si arriva a milioni di miliar-di) ma soprattutto funzioni molto sofisticate quali l’autoap-prendimento da parte del ricevitore o la variazione sequen-ziale dello stesso secondo una legge pseudo-random.

Tipica applicazione delsistema di codifica Motorola.

La tabella consente diricavare i valori delle reti RCutilizzate in funzione della

frequenza di lavoro prescelta.Nella maggior parte delle

applicazioni viene utilizzatauna frequenza di clock

di 1,71 KHz.

Quando gli appassionati di elettro-nica si imbattono in un progetto

che utilizza circuiti in alta frequenza,spesso, dopo una rapida occhiata alloschema, passano velocemente al pro-getto successivo. Questo atteggiamen-to è dovuto alla complessità intrinsecadei dispositivi che trattano segnali dialta e altissima frequenza. La com-plessità riguarda non solo la costruzio-ne e la taratura delle apparecchiaturema anche la reperibilità dei compo-nenti utilizzati. Spesso, infatti, anche i

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VERSIONE SMDAD UN CANALE

Utilizzando due piccoli moduli pretarati è possibile realizzareun compatto ed economico ricevitore con una portata

di oltre 100 metri.

rivenditori più forniti non dispongonodi bobine, induttanze e compensatori.L’atteggiamento di alcuni hobbysti èdunque più che giustificato. Per fortu-na, anche in questo campo, la tecnolo-gia è venuta a dare una mano agli

appassionati di elettronica. Sono statiinfatti recentemente commercializzatidei moduli riceventi a montaggiosuperficiale (SMD) che risolvono ele-gantemente numerosi problemi legatialla costruzione di radiocomandi. Conalcuni di questi moduli abbiamo rea-lizzato un validissimo radiocomandoche può trovare numerosissime appli-cazioni sia in campo automobilisticoche tra le mura domestiche. Tra l’altro,grazie all’impiego dei moduli in SMD,il costo di questo circuito è sicuramen-

FREQUENZA: 300 o 433 MHzCODIFICA: Motorola 026/28CANALI: 1USCITA: impulso/bistabile

te più basso rispetto a quello di radio-comandi commerciali con prestazionianaloghe. Le dimensioni, poi, risultanoparticolarmente contenute. Per nonparlare della semplicità del montaggio:il dispositivo potrà essere realizzato inpoche decine di minuti anche da colo-ro che non hanno mai montato un cir-

cuito funzionante in alta frequenza.

IL CIRCUITO

Come anticipato, il “cuore” del nostroradiocomando è il modulo riceventeRF290 prodotto dalla Aurel. Comeabbiamo già visto, questo piccolissimo

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modulo (misura appena 16,5 x 38,1mm) comprende un amplificatore aradio frequenza, un circuito accordatotarato esattamente sui 300 o sui 433,92MHz, un rivelatore AM, un amplifica-tore di bassa frequenza ed un compa-ratore di tensione. Questo economicoricevitore è stato studiato per applica-

il trasmettitore

schemaelettrico

Per realizzare un completo sistemaradiocomandato occorre abbinarealla scheda ricevente un idoneo telecomando: nel nostro caso un

trasmettitore monocanale con enco-der Motorola M145026. Allo scopopuò essere utilizzato, in funzione

della frequenza di lavoro prescelta, ilmodello TX1C/300 (a 300 MHz)

oppure il modello TX1C-SAW (a 433,92 MHz).

zioni nel campo antifurti e per coman-di codificati ove si richiede una formad’onda di uscita di tipo ON/OFF unitaad un’alta sensibilità di ingresso. Inpratica il modulino riceve la portanteRF generata dal trasmettitore e modu-lata da un integrato codificatore; ilsegnale viene quindi rivelato, amplifi-

cato e squadrato in modo da poter pilo-tare un integrato decodificatore com-patibile con quello utilizzato nel tra-smettitore. Dal punto di vista costrutti-vo il modulo RF è quasi un circuitoibrido realizzato su allumina ad altaaffidabilità intrinseca. I pin di uscitasono disposti “in line” con passo di

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Circuito stampato in scala 1:1

Piano di cablaggio generale

il ricevitore in pratica

COMPONENTI

R1: 820 OhmR2: 82 KohmC1: 100 µF 16 VLC2: 4,7 µF 16 VLDZ1: Zener 5,1 volt

1/2 wattD1: 1N4004U1: Modulo SMD

Aurel RF290U2: Modulo SMD

Aurel D1MBRL1: Relè miniatura

12 voltDS1: Dip-switch 9

poli tri-stateDS2: Dip-switch

2 poliVarie:- Circuito stampatocod. C05

- Morsettiera 5 poli

2,54 millimetri. La sezione RF neces-sita di una tensione di alimentazione di5 volt con un assorbimento tipico di 5mA mentre la sezione di BF può esse-re alimentata con una tensione com-presa tra 5 e 24 volt con assorbimentotipico di 2 mA. La frequenza di lavorodi questi moduli può essere modificataleggermente agendo sul compensatoreche controlla la sintonia (la massimavariazione è di circa ±10 MHz). Lasensibilità RF è veramente ecceziona-le: ben - 100 dBm (2,24 microvolt)con banda di 1 MHz. L’ampiezza delsegnale logico di uscita è di poco infe-riore a quella di alimentazione mentrela banda passante BF non supera i 2KHz. Per realizzare un radiocomandocodificato con questi modulini ènecessario applicare il segnale di usci-ta ad un integrato decodificatore.Come sappiamo, tra gli integrati piùusati in questo campo sono gliMM53200 (UM3750) e la serieMotorola M145026/7/8. Ovviamentela decodifica utilizzata nel ricevitoredeve essere compatibile con la codifi-ca utilizzata nel trasmettitore. In alter-nativa agli integrati codificatori/deco-dificatori è possibile utilizzare unmodulo di decodifica, anch’esso rea-lizzato in SMD, che può essere con-nesso direttamente alla sezione RF eche può pilotare un relè. Tra l’altroquesto modulo Aurel dispone sia diun’uscita monostabile che di un’uscitabistabile. Il dispositivo utilizza undecoder Motorola M145028 con ben19.638 combinazioni. Per impostare lacombinazione è necessario utilizzareun dip-switch esterno a 9 contatti deltipo con zero centrale (tri-state). Conquesti due moduli in SMD abbiamodunque realizzato il ricevitore codifi-cato il cui schema è riportato nellapagina di sinistra. Come si vede, oltreai due moduli, il circuito utilizzapochissimi altri componenti, tutti pas-sivi e tutti facilmente reperibili. Il cir-cuito viene alimentato con una tensio-ne continua di 12 volt che viene appli-cata direttamente sia al modulo U2 chealla sezione di BF del modulo U1 (pin15). Per alimentare la sezione RF (che,come accennato precedentemente,funziona a 5 volt) viene utilizzato unozener da 5,1 volt ed una resistenzazavorra (R1). Dai valori di C2 e R2dipende il tempo di permanenza del

SCHEMA A BLOCCHI

premuto. Al contrario, utilizzando l’u-scita 14, ogni volta che viene premutoil pulsante il relè cambia stato e rima-ne in questa posizione sino a quandonon viene inviato un altro impulso coltrasmettitore.A proposito di quest’ultimo, ricordia-mo che è necessario fare uso di un tra-smettitore con codifica MotorolaM145026. Questo ricevitore va abbi-nato al trasmettitore Aurel mod. TX1Cad un canale; a seconda della frequen-za di lavoro prescelta va utilizzato ilmodello TX1C/300 (a 300 MHZ)oppure il modello TX1CSAW ( a433,92 MHz). Quest’ultimo trasmetti-tore utilizza un risuonatore ceramicoche garantisce una elevata stabilitàdella frequenza di emissione.Entrambi i trasmettitori sono realizza-ti con tecnologia SMT e presentanodimensioni ridottissime. La costruzio-ne di questo ricevitore non presentaalcuna difficoltà. Per il montaggio deivari componenti abbiamo utilizzato un

segnale valido in uscita dopo la scom-parsa del segnale di ingresso. In pre-senza di disturbi a radio frequenzagenerati da commutazioni di potenza,oppure a fenomeni di sganciamentodovuti a cattiva propagazione delsegnale RF, questo ritardo garantiscecomunque un’ immunità nei confrontidi commutazioni indesiderate.Ponendo C=0 si ottiene la massimavelocità di risposta corrispondente altempo di decodifica dell’M145028. Aipin 1÷9 va collegato il dip-switch checonsente di impostare il codice di atti-vazione. Quando non esiste la neces-sità di cambiare spesso il codice, èpossibile fare a meno di questo com-ponente saldando direttamente i pin amassa o al positivo. La codifica è deltipo tri-state per cui i vari pin possonoanche non essere collegati (posizionecentrale del dip-switch). Al pin 13 facapo l’uscita monostabile mentrequella bistabile fa capo al pin 14.Entrambe le uscite possono pilotaredirettamente il relè di potenza. Tramiteil dip-switch a due posizioni DS2 èpossibile dunque scegliere il modo difunzionamento. Collegando il pin 13 ilrelè resta attraccato fino a quando ilpulsante del trasmettitore viene tenuto

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circuito stampato che misura appena40 x 70 millimetri. I componentivanno inseriti seguendo la serigrafiadel piano di cablaggio; in particolare idue modulini vanno inseriti rispettan-do l’indicazione relativa al pin 1.

MESSA A PUNTO

Ultimato il cablaggio del ricevitoreselezionate il primo dip-switch per lacombinazione desiderata ed il secondoper il tipo di funzionamento (monosta-bile o bistabile) chiudendo il primo o ilsecondo dip.A questo punto programmate il dipswitch del trasmettitore con lo stessocodice del ricevitore. Il trasmettitoredispone di un dip-switch a otto contat-ti in quanto il nono terminale dellacodifica è connesso al pulsante. Perfunzionare correttamente, il ricevitorenecessita di un’appropriata antenna.Utilizzando come antenna uno spezzo-ne di filo (17 centimetri nel caso di433 MHz e 25 centimetri nel caso di300 MHz) la portata del radiocoman-do risulta di circa 50÷100 mentre conun’antenna a stilo accordata ad 1/4d’onda la portata supera abbondante-mente i 100 metri.

Il ricevitore monocanale a montaggio ultimato.

PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

VEDI A PAGINA 78

Dopo la versione ad un canale, èora la volta del ricevitore a due

canali, sempre realizzato con i moduliAurel; nel caso specifico, oltre almodulo ricevitore RF290, viene utiliz-zato il decoder a due canali D2MB.Con questo dispositivo risulta possibi-le, con un modesto aumento di costo,controllare a distanza ben due carichianziché uno solo. Nel caso di impiegodomestico, ad esempio, i due canalipossono essere utilizzati per aprire ilcancello del passo carraio e l'elettro-

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VERSIONE SMDA DUE CANALI

FREQUENZA: 300 o 433 MHzCODIFICA: Motorola 026/28CANALI: 2USCITA: impulso/bistabile

Sfruttando il doppio decoder SMD abbiamo realizzato unradiocomando di tipo ON/OFF a due canali indipendenti, con

attivazione istantanea o stabile per ciscun canale.Il circuito è molto piccolo: impiega solo pochi componenti

passivi e un dip-switch a 9 vie.

serratura della porta o le luci del giar-dino; se il radiocomando viene utiliz-zato in combinazione con un antifurto,i due canali possono essere utilizzatiper attivare due differenti zone (giornoe notte); nel caso di impiego in auto, i

due canali possono essere utilizzati perattivare l’antifurto e la chiusura cen-tralizzata oppure per aggiungere lafunzione “panico” al dispositivo diallarme. Insomma, se il radiocomandoad un canale è sicuramente moltoutile, quello a due canali lo è ancora dipiù. Ma procediamo con ordine ricor-dando quelle che sono le caratteristi-che più significative dei moduli inSMD utilizzati in questi progetti. Ilmodulo più importante è contraddi-stinto dalla sigla RF290; questo dispo-

sitivo svolge le funzioni di un comple-to ricevitore a 300 MHz. In pochi cen-timetri quadri (le dimensioni esattesono di 16,5 x 38 millimetri) questocircuito ibrido contiene un amplifica-tore a radio frequenza, un circuitoaccordato tarato esattamente a 300 o a433,92 MHz un rivelatore AM, unamplificatore di bassa frequenza eduno squadratore. Il circuito è realizza-to su allumina ad alta affidabilitàintrinseca. Il dispositivo è quasi unibrido in quanto alcuni componenti (inpratica solo le resistenze) sono staterealizzare depositando, nei punti

opportuni, uno strato di materiale resi-stivo. Tutti gli altri componenti sono ditipo SMD. Essendo già tarato e collau-dato, questo modulo consente di salta-re a pie’ pari i problemi relativi ai cir-cuiti di alta frequenza. Non a caso tuttii costruttori di impianti antifurto radio-comandati (per auto e per abitazione)impiegano nei loro prodotti questimoduli. I terminali di uscita sonodisposti “in line”, con passo di 2,54mm. La sezione a radio frequenzanecessita di una tensione di alimenta-zione di 5 volt mentre la sezione dibassa frequenza può essere alimentata

con una tensione compresa tra 5 e 24volt. L’assorbimento delle due sezioniè rispettivamente di 5 e 2 mA. La sen-sibilità di questi dispositivi è veramen-te notevole: ben -100 dBm che corri-spondono a 2,24 microvolt con bandapassante di 1 MHz. L’ampiezza delsegnale di BF presente all’uscita dellosquadratore è pari alla tensione di ali-mentazione utilizzata mentre la bandapassante è di circa 2 KHz. Il moduloriceve la portante RF generata da untrasmettitore ed opportunamentemodulata da un integrato codificatore.Il segnale viene quindi rivelato, ampli-

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A lato, il trasmettitoremodello TX2C; sotto, il

modulo ibrido tipo D2MB eil relativo schema a blocchi.

I due dispositivi sono compatibili con lo standarddi trasmissione Motorola e

possono quindi essere abbinati tra loro.

Il trasmettitore disponeinternamente dell’integrato

codificatore M145026,mentre il modulo ibridoimplementa il chip didecodifica M145028.

Inoltre, il modulo ibrido ècompletato da due flip-flopche permettono al ricevitoredi funzionare, oltre che adimpulso, anche in modo

bistabile.

Trasmettitore & Decoder

ficato e squadrato in modo da poterpilotare un decodificatore. La maggiorparte dei radiocomandi utilizza comecodificatore/decodificatore l’integratoMM53200 della National (o le versio-ni CMOS UM3750/UM86409) oppurela serie Motorola M145026/7/8. E’ evi-dente che il decoder utilizzato nel rice-vitore deve essere compatibile conquello impiegato nel trasmettitore. Ilmodulino ibrido di decodifica prodottodalla Aurel (codice D2MB) è in gradodi decodificare segnali compatibili conlo standard Motorola; non a caso l’in-tegrato SMD montato nel circuito è un

M145028. Il modulo presenta dimen-sioni leggermente superiori all’RF290ed i pin sono disposti nello stessomodo, “in line” con passo 2,54 mm.Per impostare la combinazione ènecessario utilizzare un dip-switchesterno a 9 contatti del tipo a zero cen-trale (tri-state). Questo ricevitore èstato studiato per funzionare in abbina-mento al trasmettitore SMD TX2Cprodotto dall’Aurel; il tx viene fornitogià tarato e collaudato, perfettamenteallineato con il modulo ricevitoreRF290. Il trasmettitore comprendeanche un minuscolo contenitore. Il

segnale emesso viene codificatomediante l’integrato M145026; la scel-ta del codice avviene mediante un dipswitch tri-state a 8 poli. I due pulsanticontrollano il nono bit del treno diimpulsi generato. Come dicevamoall’inizio, proprio per sfruttare i duecanali del TX, abbiamo realizzato ilricevitore bicanale che andiamo adescrivere.

SCHEMA ELETTRICO

Come si vede qui sopra, lo schemaelettrico è veramente molto semplice.

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schemaelettrico

Il segnale captato dall’antenna vieneinviato all’ingresso del modulo U1 (ilricevitore RF290); la sezione di BF diquesto dispositivo (pin 15) viene ali-mentata con la tensione di 12 volt

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in pratica COMPONENTI

R1: 820 OhmR2:820 OhmR3: 82 KohmR4: 82 KohmC1: 100 nFC2: 470 µF 16 VLC3: 4,7 µF 16 VLC4: 4,7 µF 16 VLD1: 1N4002D2: 1N4002DZ1: Zener 5,1 V 1/2 WU1: RF290 AurelU2: D2MB AurelLD1: Led rossoRL1: Relè miniatura 12V

1 scambioRL2: Relè miniatura 12V

1 scambioDS1: Dip-switch 2 poliDS2: Dip-switch 2 poliDS3: Dip-switch 9 poli 3-stateVarie:- circuito stampato cod. C39- morsettiera 2 poli- morsettiere 3 poli (2 pz)

mentre la sezione RF (pin 1 e 10)viene alimentata con la tensione pre-sente ai capi dello zener DZ1. Il segna-le squadrato presente all’uscita delmodulo (pin 14) viene inviato al

modulo D2MB (U2) il quale pilotadue relè. Gli otto terminali di control-lo del codice sono controllati da undip-switch. Il nono terminale di questobus è collegato internamente al positi-

La basetta del ricevitore bicanale misura appena 40 x 90 millimetri.

vo nel caso della prima sezione didecodifica e al negativo per quantoriguarda la seconda sezione. In questomodo i codici impostati sono ugualitranne che nell’ultimo bit; pertanto,premendo il primo tasto del trasmetti-tore, si attiva il primo decoder, mentreil secondo tasto attiva il secondo.Semplice, no? Ciascun decoder dispo-ne di due uscite: ai pin 12 e 13 fa capol’uscita monostabile mentre ai pin 17 e18 corrisponde l’uscita bistabile.Entrambe le uscite possono pilotaredirettamente un relè. Tramite il doppiodip-switch collegato all’uscita di cia-scun decoder (DS2 e DS3), è possibilescegliere il modo di funzionamentodesiderato. Utilizzando l’uscita 12 o13 il relè relativo resta attraccato sinoa quando il pulsante del trasmettitoreviene tenuto premuto. Utilizzandoinvece l’uscita 17 o 18, ogni volta cheviene premuto il pulsante, il relè cam-bia stato e resta in questa posizionesino a quando il pulsante non vienepremuto una seconda volta. E’ possibi-le impostare modi di funzionamentodifferenti per i due canali; ad esempio,

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LAMPLAMPADE PER ELETTRADE PER ELETTR ONICAONICALAMPADE UV-CLampada ultravioletta la cui lunghezza d’onda di 2.537 Angstrom (253,7 nm) consen-te la cancellazione di qualsiasi tipo di EPROM e di microchip finestrato. Per il suo fun-zionamento necessita soltanto di uno starter e di un reattore come una normale lam-pada fluorescente. Sono disponibili tre diversi modelli con potenze di 4, 6 e 8 watt.UV-C 4W (l=134,5 mm, d=15,5 mm) L. 25.000UV-C 6W (l=210,5 mm, d=15,5 mm) L. 28.000UV-C 8W (l=287mm, d=15,5 mm) L. 30.000

CANCELLATORE DI EPROM E DI MICROCHIP FINESTRATISemplice ed economico cancellatore dotato di una sorgente di raggi ultravio-letti (TUV 4W/G4T5 della Philips) che consente di eliminare i dati contenutinelle memorie di tipo EPROM e nei microcontrollori finestrati. Il cancellatore èdotato di microswitch di sicurezza, timer regolabile e di alimentatore da rete a220 volt. Può cancellare quattro chip alla volta.FR60 (Cancellatore di EPROM montato in contenitore di alluminio) L. 160.000

LAMPADA PER BROMOGRAFOLampada fluorescente in grado di emettere una forte concentrazione di raggiUV-A con lunghezza d’onda di 352 nm. Viene utilizzata nei bromografi per atti-vare la reazione chimica del photoresist. Indispensabile per realizzare circuitistampati professionali. Potenza 15 watt.UV-A 15W (l=436mm, d=25,5mm) L. 10.000

LAMPADA DI WOODEmette raggi UV con una lunghezza d’onda compresa tra 315 e 400 nm capaci di generare un particolare effetto fluorescente (lucecangiante). Ideale per creare effetti luminosi in discoteche, teatri, punti di ritrovo, bar, privè, ecc. Viene utilizzata anche per evidenzia-re la filigrana delle banconote. Potenza 15 watt.LAMPADA WOOD 15W (l=436mm, d=25,5mm) L. 25.000

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il primo canale potrà funzionare adimpulso ed il secondo a memoria oviceversa.

IN PRATICA

La costruzione di questo circuito nonpresenta alcun problema dal momentoche i moduli utilizzati sono tutti giàtarati e perfettamente funzionanti. Peril montaggio abbiamo utilizzato uncircuito stampato che misura appena40 x 90 millimetri la cui traccia rame,in dimensioni reali, è riportata a fian-co. Per il cablaggio bisogna fare riferi-mento al disegno della serigrafia.Prestate la massima attenzione al cor-retto inserimento dei due moduli: ilterminale n. 1 è il primo sulla sinistraosservando frontalmente i moduli. Ilmontaggio dei vari componenti nonrichiede che poche decine di minuti.

Completata questa fase, collegate allapresa di antenna uno spezzone di filorigido lungo circa 25 centimetri (uti-lizzando un modulo a 300 MHz) eselezionate il dip-switch a 9 poli colcodice che preferite. In questo caso ilnono pin (vedi circuito stampato) nonè collegato in quanto l’ultimo bit è giàpreimpostato all’interno di D2MB(alto per il primo decoder e basso peril secondo). Scegliete anche il tipo difunzionamento desiderato agendo suDS2 e DS3. Il ricevitore va alimentatocon una sorgente continua a 12 volt mail dispositivo funziona anche con ten-sioni comprese tra 9 e 15 volt. A que-sto punto bisogna impostare il codicesul trasmettitore agendo sull’appositodip-switch a 8 pin. Ovviamente ilcodice deve essere uguale a quello delricevitore. Il circuito non necessita dialcuna taratura e deve funzionare nelmigliore dei modi non appena alimen-tato. Con lo spezzone di filo comeantenna la portata del radiocomando èdi circa 50÷100 metri mentre utiliz-zando un’apposita antenna a stiloaccordata la portata supera i 100 metri.

PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

VEDI A PAGINA 78

Oggi i radiocomandi vengono usatiin moltissimi campi: controllo di

porte e cancelli elettrici, accensione dilampade di vario tipo, attivazione edisattivazione di impianti di allarme eantifurto auto. In alcune di questeapplicazioni l’unità ricevente, perragioni di spazio, deve essere piccolaquanto più è possibile; per questoalcuni costruttori di impianti antifurtohanno impiegato circuiti integrati sem-pre più complessi e sempre più picco-li per inglobare intere parti del radio-comando. Per lo stesso motivo alcuneCase costruttrici di componenti elet-tronici hanno sviluppato moduli ibridicontenenti interi blocchi del sistemaradiocomando; rispetto ai soliti inte-grati i moduli ibridi hanno il vantaggiodi occupare poco spazio sul circuitostampato, poiché vengono montati inpiedi. Per venire incontro a chi hanecessità di utilizzare un sistemamolto compatto, anche noi abbiamoprogettato un ricevitore piccolissimo;anzi, un microradiocomando. Il ricevi-

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RICEVITOREULTRAMINITURAProbabilmente ilricevitore perradiocomando piùpiccolo al mondo:funziona a 300 o 433MHz con ricevitoreAM superrigenerativoe decodifica a 13.000combinazioniprogrammabile.Uscita a relè bistabilee ad impulso.

FREQUENZA: 300 o 433 MHzCODIFICA: Motorola 026/28CANALI: 1USCITA: impulso/bistabile

tore sta tutto su un circuito stampato diappena 28x40 millimetri, tutto com-preso! Quindi può essere installatopraticamente dovunque, all’interno diapparecchiature anche molto piccole,anche considerando che è molto legge-ro e che assorbe pochissima corrente:circa 10 milliampère a 12V c.c. di ali-mentazione. Chiaramente per ottenerequesto risultato non abbiamo realizza-to la parte radio e la decodifica concomponenti attivi discreti, ma conmoduli SMD molto compatti che rac-chiudono tutti i componenti necessari.Per la precisione abbiamo utilizzatodue moduli: un ricevitore radio AM edun decodificatore con MC145028Motorola. Il nostro radiocomando,come tutti, è composto da un’unità tra-

smittente portatile e da una ricevente;il trasmettitore funziona a 300 MHz inmodulazione d’ampiezza di tipoon/off, è molto piccolo (tanto da poteressere portato con un portachiavi) ed èinteramente realizzato in SMT. Sitrova in commercio già montato ed èprovvisto di dip-switch interno perl’impostazione del codice di sicurezza.La codifica permette di comandare,col proprio trasmettitore, il solo rice-vitore che ha il medesimo codice. Lecombinazioni disponibili sono oltre13.000, il che significa che si puòimpostare il proprio codice sceglien-dolo tra più di 13.000 differenti; ciògarantisce un buon grado di sicurezzaal sistema, poiché è difficile, per chinon conosce il codice, attivare con unaltro trasmettitore il nostro ricevitore.Il nostro radiocomando utilizza comeelementi di codifica/decodifica degliintegrati di produzione Motorola,dedicati alle applicazioni di teleco-mando e programmabili mediantenove ingressi a tre stati : il codificato-

re, montato sul trasmettitore portatile,è l’MC145026, ed offre oltre 19.000possibili codici; trasmette il codiceimpostato (sui 9 bit di codifica) sottoforma di una sequenza di impulsi elet-trici di larghezza variabile. Trasmettecioè in PWM, poiché gli impulsi cheproduce sono, in sequenza, corrispon-denti ai nove bit di codifica: ciascunimpulso ha una larghezza che è massi-ma per lo stato logico uno, intermediaper l’open (rispettivo piedino di codi-fica aperto) e minima per lo zero. Ildecodificatore, che (lo vedremo trabreve) viene montato sul ricevitore, èun MC145028. Quest’ultimo puòdecodificare poco più di 13.000 delleoltre 19.000 combinazioni disponibilinell’MC145026 del trasmettitore, poi-ché l’ultimo suo bit di programmazio-ne del codice può assumere solo glistati logici uno e zero, non l’open. Nelmini trasmettitore (che comprendeovviamente anche un oscillatore ed unmini trasmettitore radio a transistor) ilcodificatore MC145026 è ben visibile,

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Il microricevitore ad un canale utilizza due moduli Aurel: un RF290 e un D1MB

in pratica

COMPONENTI

R1: 820 ohm 1/4 W 5 % R2: 68 Kohm 1/4 W 5 % C1: 47 µF 25Vl C2: 4,7µF 25Vl D1:1N4148

D2: 1N4002 DZ1: Zener 5,1V 0,5W U1: Modulo SMD RF290A U2: Modulo SMD D1MB RL1: Relé miniatura 12V,

1 scambio Val: 12 volt c.c.

mentre nel ricevitore non esiste comecomponente a sé stante, ma si trovaall’interno di un modulo ibrido.Vediamo quindi come è fatto il ricevi-tore, il cui schema elettrico è riportato

qui sopra: in pratica è tutto compresonei due moduli, che nello schema sonochiamati U1 ed U2. Il primo è uncompleto ricevitore radio superrigene-rativo sintonizzato sui 300 o sui

433,92 MHz; ha uno stadio demodula-tore in AM on/off, ed uno squadratoredi uscita che provvede a raddrizzare ifronti di salita della forma d’onda diuscita. Il modulo in questione, prodot-to dalla Aurel, è siglato RF290A;richiede due tensioni di alimentazione:5 volt (stabilizzati) per la parte radio e12 volt per la sezione di uscita. Nel cir-cuito, lo vedete, l’RF290A (U1) riceveal piedino 3 il segnale captato dall’an-tenna ed offre, tra il proprio piedino 14e massa, il treno di impulsi inviato daltrasmettitore e ricavato dalla demodu-lazione del segnale radio. L’U1 è ali-mentato a 12 volt (tensione che ali-menta poi tutto il ricevitore) dal piedi-no 15, mentre riceve i 5 volt (5,1) aipiedini 1 e 10 grazie al diodo ZenerDZ1 ed alla resistenza R1. Il segnale diuscita dell’RF290A viene portatodirettamente all’entrata del secondomodulo, un D1MB, un completo deco-dificatore (contiene un MC145028 inversione SMD) con uscite idonee apilotare relé o altri carichi che richie-dano una corrente non maggiore di 50milliampère; parliamo di uscite perchéil modulo dispone di un’uscita chericalca, come funzionamento, quelladel decodificatore MC145028, e di unaseconda uscita a livello: cioè la primauscita è normalmente aperta (visto chegli stadi di uscita sono transistor NPNopen collector) e viene chiusa a massaquando e finché il modulo riconosce il

codice valido, mentre la seconda cam-bia di stato ogni volta che il decodifi-catore riconosce il codice valido. Inpratica all’arrivo del codice esatto l’u-scita “a livello” viene chiusa a massase precedentemente era aperta, mentrepassa allo stato open se precedente-mente era chiusa a massa. Il modo difunzionamento dell’uscita a livello èdovuto ad un flip-flop di tipo D(CMOS CD4013) contenuto nelmodulo ibrido. L’uscita ad impulso facapo al piedino 13, mentre quella alivello (a stato stabile) fa capo al piedi-no 14 del modulo D1MB. Dandoun’occhiata allo schema elettriconotiamo una resistenza ed un conden-satore (R2 e C2) posti tra il piedino 11del D1MB e massa: questa rete R-Cserve a determinare il tempo per cuil’uscita del decodificatore interno(cioè dell’MC145028) deve restare alivello alto a seguito della ricezione delcodice esatto. Per l’impostazione delcodice sul ricevitore occorre attribuirelo stato logico uno, zero, oppurelasciare isolato ciascuno dei nove pindi codifica: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; l’at-tribuzione degli eventuali stati logici sipotrebbe fare agevolmente con deimicrodeviatori (dip-switch three-state)tuttavia, per rimpicciolire il più possi-bile il ricevitore, abbiamo preferitolasciarli a saldare. In pratica sul circui-to stampato i nove piedini sono isolatie ai lati della fila si trovano due piste di

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IL CONTROLLO DELL’USCITAL’uscita ad impulso del modulo ibrido D1MB segue, elettricamente,

quella del decodificatore MC145028 contenuto al suo interno. La cosa èottenuta mediante un semplice transistor NPN la cui base viene pilotatadal piedino 11 dell’MC145028, tramite un’apposita resistenza di limita-zione; il transistor ha il collettore connesso solo al piedino 13 del modu-lo. L’uscita dell’MC145028, a seguito del riconoscimento del codice esat-

to, assume il livello logico alto per un periodo di tempo regolabile infunzione dei valori dei componenti connessi al piedino 11 del D1MB;per l’esattezza, il tempo per cui l’uscita resta a livello alto è dato dallaformula: T = R2xC2. In essa R2 è il valore (espresso in ohm) della resi-stenza posta tra il pin 11 e massa, mentre C2 è il valore (in farad) del

condensatore posto tra lo stesso piedino e massa. Attualmente il tempo èdi poco inferiore al mezzo secondo, ma lo potete cambiare in funzione

delle vostre esigenze semplicemente cambiando i valori di R2 e C2,appunto. Il condensatore può essere scelto di qualunque valore, mentrela resistenza deve essere maggiore di 20 Kohm. Non mettendo il C2 si hala massima velocità di risposta, ovvero il minimo tempo di permanenzaa livello alto, tuttavia il decodificatore può essere influenzato da disturbi

elettrici dovuti alla commutazione di relé o altro.

rame: una connessa a massa, l’altraall’alimentazione positiva (12V, ovve-ro al potenziale del piedino 15 delmodulo); per mettere a zero un bit èsufficiente collegarlo con un pezzettodi filo alla pista di massa, mentre perporlo ad uno basta collegarlo, saldan-dolo, alla pista del +12V. L’operazionenon è molto difficile, anche se, perforza di cose, rende il ricevitore delradiocomando più adatto ad applica-zioni in cui il codice non va cambiato.Il discorso della pista da saldare loritroviamo alle uscite del modulo U2,dove una pista di rame breve e sottileaffianca i piedini 13 e 14; in tal modoè possibile attivare il relé ad impulso(chiudendone la bobina sul pin 13) o apermanenza (chiudendone la bobinasul piedino 14).Bene, ci sembra diaver detto tutto quello che andavadetto sullo schema elettrico del ricevi-tore. Occupiamoci ora del lato praticodel radiocomando, ovvero della realiz-zazione del piccolo ricevitore.Innanzitutto la basettina ramata, checonsigliamo di ricavare con la fotoin-cisione seguendo la traccia lato rameillustrata in queste pagine. Incisa eforata la basetta si montano i diodi (loZener e l’1N4148 che protegge l’usci-

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PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

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ta del D1MB dalle tensioni inverseprodotte dalla bobina del relé) e leresistenze, quindi i due condensatorielettrolitici, il relé miniatura ed infinei due moduli SMD. Il montaggio èsemplicissimo e veloce, tuttavia perportarlo a termine con successo occor-re rispettare le polarità (di diodi edelettrolitici) indicate nella disposizio-ne componenti di queste pagine; imoduli SMD vanno montati tenendo-ne il lato piatto rivolto al relé. Il pro-blema del giusto orientamento riguar-da comunque il D1MB, visto chel’RF290A, almeno usando la nostratraccia rame, può essere inserito nellostampato solo nel verso esatto. Il rice-vitore va completato montandogli unapiccola antenna, che può essere unsemplice spezzone di filo elettricorigido; se usate filo smaltato è neces-sario raschiarne lo smalto dall’estre-mità che infilerete poi nel relativo forodello stampato, e salderete alla piazzo-la corrispondente. Per il collaudo

occorre procurarsi un minitrasmettito-re codificato con MC145026 ed un ali-mentatore stabilizzato in grado di ero-gare 12 volt c.c. e 50 milliampère. Sidà quindi tensione e si prova a tra-smettere il codice dal minitrasmettito-re portatile (premendo il relativo pul-sante o comunque uno dei due pulsan-ti presenti); per la prima prova consi-gliamo di connettere il piedino 9 delmodulo D1MB (a circuito spento) amassa, lasciando isolati i restanti pie-dini di codifica. Se disponete di un tra-smettitore a due pulsanti premendoneuno dei due deve scattare il relé sulricevitore; se disponete di un trasmet-titore ad un solo pulsante invece puòessere che il relé non scatti, poiché ilpulsante può attivare il codificatore(del tx) tenendone ad uno logico ilnono bit di codifica.Per verificare ciò basta togliere l’ali-mentazione, sconnettere il pin 9 delD1MB da massa e connetterlo al posi-tivo +12V; rialimentato il ricevitore,premendo il pulsante di trasmissionedel trasmettitore deve scattare il relé(sul ricevitore). Fatte queste verificheprovate ad utilizzare le uscite adimpulso e bistabile, così da verificarneil funzionamento.

Come per tutti i radiocomandi fino-ra proposti e appartenenti alla

categoria “miniatura”, anche per que-sta versione il problema delle dimen-sioni è stato brillantemente superatograzie all’utilizzo di un modulo inSMD che incorpora sia lo stadio rice-vitore a radiofrequenza sia il compara-tore di uscita con LM358. L’impiegodi tale modulo, già largamente usatonella realizzazione di dispositivi anti-furto professionali per auto, ha inoltreun vantaggio importantissimo, soprat-tutto per chi non ha molta esperienzain elettronica e in radiofrequenza: dal-l’uscita del modulo si preleva diretta-mente il segnale trasmesso dal codifi-catore del trasmettitore, perfettamentesquadrato e leggibile dallo stadio didecodifica; non esistono quindi più

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per alta frequenza. La frequenza dilavoro dipende dai valori del circuitoaccordato composto dalla bobina L1 edai condensatori CV, C4 e C6. In que-sto caso è fondamentale, essendo l’o-scillatore libero, che i condensatoriutilizzati siano tutti di tipo NPO.Questi elementi presentano un valorecostante al variare della temperatura.In questo modo la frequenza di lavororisulterà perfettamente stabile.Solitamente questi radiocomandi ven-gono fatti per lavorare a 300 MHz e ilcompensatore CV consente di ottenereun’escursione di una decina di MHzper cui la frequenza di lavoro delnostro circuito può essere facilmenteadeguata a quella del ricevitore. Iltransistor Q1 consente di modularel’oscillatore e può funzionare sola-

VERSIONE CONENCODER 12 BIT

Trasmettitore e ricevitore monocanale con codifica tipoMM53200 con 4096 possibili combinazioni. Possibilità di

funzionamento bistabile, portata di oltre 100 metri.

FREQUENZA: 300 MHzCODIFICA: MM53200CANALI: 1USCITA: impulso/bistabile

bobine da costruire, compensatori edaltro da tarare o componenti critici acui fare attenzione, pena il malfunzio-namento del radiocomando. I moduliibridi sono già tutti controllati e taratiin fase di costruzione con sofisticatiprocedimenti in cui si impiega anche illaser (trimming dei componenti).

IL TRASMETTITORE

Il circuito è un classico nel suo genere.L’oscillatore fa capo al transistor Q1

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tx, schema elettrico

COMPONENTI

R1: 270 OhmR2: 220 KohmR3: 22 KohmR6: 47 OhmR7: 2,2 KohmD1:1N4148D2:1N4148D3:1N4148D4:1N4148D5:1N4148D6:1N4148D7:1N4148D8:1N4148D9:1N4148C1: 10 nF NPO

C2: 100 pF NPOC3: 4,7 pF NPOC4: 3,9 pF NPOC6: 4,7 pF NPOC7: 1 nF NPOCV: 3÷12 pFQ1: PN2369LED : 3 mm rossoL1: 10 µHU1: UM86409J: JumperP1: Pulsante n.a.P2: Pulsante n.a.SW1: dip 10 poliSW2: dip 4 poliANT : da stampatoVal: 12 volt

tx, piano di cablaggio e circuito stampato

mente con segnali di tipo impulsivo. Inpratica il transistor Q1 si comportacome un interruttore (completamenteaperto o completamente chiuso). Il tra-smettitore non utilizza un’antenna perirradiare il segnale a radiofrequenza,infatti questo compito è in parte assol-to dalla bobina ANT realizzata su

stampato. L’impedenza L1 evita che ilsegnale RF si disperda lungo la lineapositiva di alimentazione. E veniamoallo stadio di codifica che è realizzatocon l’integrato U1 un comunissimoMM53200 che può funzionare siacome decoder che come encoder. Inquesto caso il chip funziona come

codificatore a 12 bit. Per funzionarequesto dispositivo necessita di duecomponenti esterni (una resistenza edun condensatore) che determinano lafrequenza di clock che solitamente è di120 KHz. Questa rete RC è connessa alpiedino 13 del chip. Per scegliere lacombinazione è necessario agire sui

do U1; questo riceve al pin 3 il segna-le proveniente dal filo d’antenna, alpin 15 l’alimentazione a 9 volt per ilcomparatore/squadratore di uscita e aipin 1 e 10 l’alimentazione a 5 volt perla parte RF ed il demodulatore. Si notiche l’assorbimento di corrente delmodulo ibrido è molto contenuto: 5milliampère massimi per la parte RF e2 milliampère tipici a 5 volt per losquadratore di uscita. I pin 2, 7 e 11 sitrovano a massa e dal piedino 14 esceil segnale demodulato, così com’èstato trasmesso dal trasmettitore; natu-ralmente se il circuito non riceve nien-te, cioè non entra nulla nel piedino 3 diU1, dal piedino 14 non esce segnale. Ilpiedino 14 di U1 è collegato diretta-mente al piedino 16 di U2, l’integratoMM53200 che provvederà alla deco-difica del segnale ricevuto. Gli inter-ruttori contenuti nel dip-switch DS1servono per impostare la combinazio-ne che permetterà di rendere sensibileil decodificatore solo al trasmettitoreche avrà impostata la stessa combina-zione. I piedini 11 e 12 di U2 servonoanch’essi per la combinazione: usandotutti i 12 piedini per la codifica si pos-sono ottenere fino a 4096 combinazio-ni. In applicazioni con più canali si usatenere i primi dieci piedini degliMM53200 in comune, cioè una seriedi dieci dip-switch controlla i primidieci piedini di tutti gli MM53200(almeno fino a quattro, ovvero quattrocanali). Gli switch collegati ai pin 11 e12 sono invece indipendenti ed ogniintegrato ha i propri; con essi si impo-sta il canale, in modo che ogni integra-to “risponda” al trasmettitore che ha lastessa impostazione, oltre che deiprimi dieci piedini, dei piedini 11 e 12.Il pin 17 di U2 è l’uscita di controllo,che si trova normalmente a livello alto(potenziale circa uguale a quello sulpin 18) e passa a circa zero volt quan-do l’integrato “riconosce” nel segnalericevuto dal pin d’ingresso (16) lacombinazione impostata dai dip-swit-ch. Nel circuito sono stati previsti dueponticelli per consentire l’attivazionedel relè sia in maniera temporanea,che in maniera stabile: chiudendo P1 elasciando aperto P2 il transistor va insaturazione, eccitando il relè, solo fin-ché sul trasmettitore resta premuto ilpulsante; chiudendo invece il solo P2il transistor (T1) va in saturazione

pin da 1 a 12. Nel nostro caso i primidieci terminali sono connessi ad altret-tanti interruttori. I terminali 11 e 12vengono utilizzati per ottenere dal tra-smettitore quattro codici differenti. Inrealtà, nello schema, queste due lineedi controllo non vengono utilizzate inquando il telecomando implementa unsolo canale. Quando il circuito va intrasmissione il led LD1 si illumina. Iltrasmettitore necessita di una tensionedi alimentazione di 12 volt che vienefornita da una pila alcalina di formacilindrica. Questo genere di pile, chetrovano impiego quasi esclusivamentenei telecomandi, garantiscono unaautonomia di funzionamento media dicirca 1 anno. Il montaggio del tx nonpresenta alcuna difficoltà; ovviamente,

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in considerazione dell’elevato grado diminiaturizzazione, bisogna utilizzareun saldatore di bassa potenza munitodi una punta molto sottile. L’integratova saldato direttamente sulla piastra.Per il collegamento alla pila vanno uti-lizzate due clips metalliche.

IL RICEVITORE

Tutto il complesso stadio ricevitore RFin superreazione, il demodulatore ed ilcomparatore sono contenuti nell’ibri-

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rx, schema elettrico

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COMPONENTI

R1: 680 OhmR2: 220 KohmR3: 56 KohmR4: 12 KohmR5: 10 KohmC1: 47 µF 16 VLC2: 100 µF 16 VLC3: 22 nFC4: 100 pFC5: 4,7 µF 16 VLD1: 1N4002DZ1: Zener 5,1V 1/2W

T1: BC557U1: RF290 AurelU2: UM86409U3: 4013U4: 7809RL1: Relè 12V 1 ScDS1: Dip Switch 10 poliDS2: Dip Switch 2 poliP1,P2: ponticelliVarie:- C.S. cod. C06- Zoccolo 9+9- Zoccolo 7+7- Morsetto 3 poli

il ricevitore in praticaquando U2 riconosce la combinazionetrasmessa e ci resta finché non giungenuovamente la combinazione dal tra-smettitore. Praticamente ogni voltache parte il comando dal trasmettitore,il relè si porta nella condizione oppo-sta a quella in cui si trovava in prece-denza. Il tutto è ottenuto pilotando unflip-flop di tipo D con l’uscita di con-trollo dell’MM53200; il flip-flop èconnesso in modo latch e ogni voltache la tensione sul suo piedino 3 (inte-grato U3) passa da zero volt al livellologico alto, le uscite diretta e comple-mentata assumono uno stato logicoopposto rispetto a quello che avevanoin precedenza. Se il ricevitore vieneutilizzato nella configurazione a bista-bile (ponticello P2 chiuso), nell’istan-te in cui viene data tensione, l’uscitainvertente del flip-flop (pin 2 e 5) pre-senta un livello logico alto per effettodella rete di reset composta da C5/R5collegata al pin 4 di U3; di conseguen-za il relè risulta in posizione di riposo.Il diodo D1 (posto in parallelo allabobina del relè) serve a proteggere lagiunzione base-collettore del transi-stor dalla tensioni inverse che si pro-ducono nel relè togliendo bruscamen-te la tensione di alimentazione alla suabobina. Il circuito viene alimentatointeramente da un regolatore integratopositivo tipo 7809. Poiché qualcunoavrà già osservato che il relè è a 12volt, rassicuriamo chiunque vogliarealizzare il radiocomando sul fattoche tutto funziona regolarmente.

IL MONTAGGIO

Per il montaggio, una volta che si ha labasetta bisogna saldare per prime leresistenze e poi i diodi e gli zoccoli.Successivamente si saldano i due dip-switch, il transistor, i condensatori nonpolarizzati, il relè e i condensatorielettrolitici. In ultimo va saldato il cir-cuito ibrido SMD; per esso esiste unsolo verso di inserimento, quindi nes-suna preoccupazione di montarlo alcontrario. Saldati tutti i componentioccorre inserire i due integrati neirispettivi zoccoli rispettando la taccadi riferimento. Terminato il montag-gio, possiamo precedere al collaudoalimentando il circuito del ricevitore(il trasmettitore è alimentato dallapila) con 12 volt continui.

Utilizzando il trasmettitore descrit-to nell’articolo precedente,

abbiamo realizzato un compatto siste-ma radiocomandato appositamentestudiato per controllare l’apertura dicancelli automatici, porte, basculanti edispositivi del genere. Il sistema utiliz-za una codifica tipo MM53200 a 4096combinazioni e può funzionare sola-mente ad impulso in quanto tutti gliapricancelli necessitano di questo tipodi uscita denominato in gergo PAC(Pulsante Apertura Chiusura). Il tra-smettitore è identico a quello descritto

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VERSIONE PERAPRICANCELLO

Studiato espressamente per circuiti apricancello, questoricevitore, grazie alla banda molto stretta, garantisce una

portata di circa 200 metri in aria libera.

FREQUENZA: 300 MHzCODIFICA: MM53200CANALI: 1USCITA: impulso

nel progetto precedente mentre il rice-vitore utilizza un modulo radio di tipostandard che può essere un ibridoAurel o un circuito con caratteristichesimili. La cosa fondamentale è che ladisposizione dei piedini coincida conquella dei moduli Aurel; questo passo

è diventato praticamente uno standarded è stato adottato da numerosi altriproduttori. Per realizzare questo rice-vitore, ad esempio, abbiamo utilizzatoun modulo radio realizzato con com-ponenti tradizionali i cui pin diinput/output sono identici a quelliAurel. Il modulo ricevente da noi uti-lizzato dispone di una banda passantemolto stretta che garantisce una note-vole portata, superiore ai 200 metri inaria libera. Prestazioni davvero note-voli per un circuito di queste dimen-sioni. Come si vede nello schema elet-

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COMPONENTI

R1: 68 Ohm 3 WR2: 220 KohmR3: 47 OhmR4: 150 OhmR5: 22 KohmR6: 10 KohmR7: 4,7 KohmR8: 1,5 KohmR9: 4,7 OhmD1: 1N4002D2: 1N4002

D3: 1N4148D4:1N4148DZ1: Zener 33V 1/2WL1: Led rosso 3 mmC1: 10 nFC2: 470 µF 35VLC3: 100 nFC4: 47 µF 35 VLC5: 100 nFC6: 47 µF 35VLC7: 100 pFC8: 1 µF 35VLQ1: BC547B

Q2: BC547BU1: 7809U2: UM86409SW1: Dip Switch 1 poloSW2: Dip Switch 10 poliSW3: Dip Switch 2 poliRL1: Relè miniatura 12V 1 ScRADIO : Modulo ricevente

300 MHzVarie:- C.S. cod F049- Morsettiera 2 poli (2 pz)- Morsettiera 3 poli

trico, l’uscita di BF del modulo radio ècollegata al decoder U2, un UM86409;mediante dodici dip è possibile impo-stare il codice di attivazione sceglien-do tra le 4096 possibili combinazioni.L’uscita di U2 ( pin 17) controlla - tra-mite Q1 e Q2 - il relè RL1 in paralleloal quale è collegato anche un led che siillumina quando il relè viene attivato.Il diodo D4 ha il compito di protegge-re Q2 dalle extra-tensioni di apertura e

chiusura. Per alimentare il ricevitore èpossibile utilizzare una tensione di 12o 24 volt; nel primo caso va esclusa laresistenza R1 chiudendo il deviatoreSW1, nel secondo caso il deviatore valasciato aperto. Il modulo radio ed ildecoder vengono alimentati con la ten-sione continua a 9 volt presente all’u-scita dello stabilizzatore a tre pin U1.Il diodo D1 ha il compito di protegge-re l’apparecchiatura nel caso venga

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invertita la tensione di alimentazione.Il montaggio del ricevitore non pre-senta particolari difficoltà: tutti i com-ponenti, compreso il modulo radio,sono montati su una basetta di dimen-sioni contenute. Il circuito non richie-de alcuna operazione di taratura omessa a punto, è sufficiente seleziona-re i dip-switch nello stesso modo dicome sono sul trasmettitore. Per otte-nere i migliori risultati è necessarioutilizzare una antenna a stilo esternaaccordata a 300 MHz o, in alternativa,uno spezzone di filo rigido lungo 25centimetri. Nel caso di impiego diantenna esterna la lunghezza del cavoschermato (tipo RG-58) non devesuperare i 10 metri. La portata delradiocomando supera abbondante-mente i 200 metri grazie soprattuttoalla banda molto stretta del moduloricevitore.

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Lo scopo di un radiocomando,lo sapete, è comandare a

distanza l’attività di un qualsivo-glia meccanismo; lo scopo di unbuon radiocomando è fare ciògarantendo l’esclusività del con-trollo. Un radiocomando è compo-sto da un trasmettitore che invian-do un segnale RF verso il ricevito-re ne attiva l’uscita; un sistema delgenere è semplice ma non puòandare bene se non in rari casi.Infatti il segnale del trasmettitorepotrebbe eccitare altri ricevitorioperanti sulla stessa frequenza o,peggio, il ricevitore potrebbe esse-re eccitato da segnali casuali difrequenza pari a quella allaquale è accordato. Se sidovesse operarecon unradiocoman-do in mezzoal deserto osulla lunabasterebbe unsistema semplice,ma nelle nostre città,dove girano segnali RFdi ogni tipo ed intensità,dove trasmette un’infinità didispositivi, spesso sulla mede-sima frequenza (basti pensare ai

trasmettitori degli antifurto perauto, casa, ecc.) è indispensabileche un trasmettitore inneschiesclusivamente il ricevitore a cuiè abbinato. Altrimenti può acca-dere di tutto, anzi, di più: pensatese il trasmettitore dell’antifurto diun’auto attivasse insieme i ricevi-tori di due auto vicine: il proprie-tario dell’auto “giusta” salirebbesul proprio veicolo e si allontane-rebbe regolarmente, mentre l’auto“sbagliata” rimarrebbe in balìa diogni malintenzionato. E se si trat-ta di un’auto di valore, beh...addio auto! L’esclusività delcomando può essere ottenutamediante codifica, ovvero il rice-

vitore si innesca solamentequando riceve unsegnale RF modu-lato secondo unalegge propria deltrasmettitore a cuiè abbinato. Lamodulazione puòessere operata in pra-tica da un segnaledigitale, come accadenella gran parte deicodificatori per teleco-mando che siamo abi-

tuati a vedere: MC145026/28

E’ appena nato e già si è imposto all’attenzione degli addetti ai lavori e degli sperimentatori più evoluti: Dynacoder è il nuovo sistema di codifica a

microcontrollore per radiocomando con miliardi di possibili combinazioni,autoapprendimento e rolling code. Il tutto per garantire il massimo della

sicurezza ed impedire a chiunque di intercettare e copiare i codici trasmessi.Questo concentrato di tecnologia è contenuto in un modulo ibrido completo di

stadio a radiofrequenza col quale abbiamo realizzato il nuovissimoradiocomando a due canali descritto in queste pagine.

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RADIOCOMANDOINTELLIGENTE

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Motorola, MM53200 NationalSemiconductors, UM86409 UMCeccetera. La codifica consente un buongrado di sicurezza ma non l’esclusivitàdel comando, poiché (questo è indi-scutibile) con due trasmettitori identi-ci si può abilitare lo stesso ricevitore;quindi il grado di sicurezza è tantomaggiore quanto più è elevato ilnumero di combinazioni offerte dalsistema: infatti è statisticamente piùdifficile trovare due trasmettitori codi-ficati allo stesso modo in un sistema a

Schema funzionale e circuito

di test

Il circuito di test consente di verificare immediatamente le caratteristiche del sistema Dynacoder. Esso disponedi quattro led informativi, due per indicare il canale selezionato (LED1 = CH1, LED2 = CH2), uno per il

segnale di trasmissione valida (LED3) e uno per l’autoprogrammazione (LED4). La chiusura del ponticello J1abilita per circa 20 secondi la funzione di risincronizzazione, mentre il ponticello J2 attiva l’autoprogramma-

zione. Il circuito va alimentato con una tensione continua di 12 volt.

FREQUENZA: 433 MHzCODIFICA: DynacoderCANALI: 2USCITA: impulso/bistabile

50.000 combinazioni che non in uno a5.000. Quindi se proprio non si riescead ottenere l’esclusività del comando(esclusività vorrebbe dire avere unsolo TX che attivi il ricevitore) si puòmirare ad ottenere il più alto grado di

sicurezza, il che significa il maggiornumero possibile di combinazioni perrealizzare il codice. In tal senso sonodiretti gli sforzi dei costruttori di codi-ficatori per telecomando, e quellidell’Aurel, leader in Italia in questosettore. Questa azienda, se negli ultimianni si é dedicata allo sviluppo dimoduli per radiocomando sempre piùcompatti, ultimamente è arrivata a rea-lizzare un rivoluzionario modulo RFcompleto di sistema di codifica. Unsistema molto più complesso ed affi-

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DESCRIZIONE DEI PIEDINI1: +5V (stadio R.F.)2: Antenna3: Massa5: Massa8: Test 19: Test 210: Dato 011: Dato 1

12: Dato 2 (riservato)13: Dato 3 (riservato)14: Sincronismo15: Massa16: Autoprogrammazione17: LED autoprogr.18: Trasmissione valida19: Massa20: +5V

Il modulo Dynacoder comprende sia la sezione a radiofrequenza (433.92MHz) che il sistema di decodifica. Il dispositivo, realizzato in tecnologiaSMD, presenta dimensioni particolarmente contenute: 50,8 x 17,9 x 3,5mm. La gestione della decodifica è affidata ad un microcontrollore in

grado di discriminare ben 16.777.216 combinazioni a codice fisso e oltre4 miliardi di combinazioni a codice dinamico (pseudorandom).

Il modulo Dynacoder

dabile di quelli standard disponibilioggi sul mercato; un sistema che solopochissimi costruttori di antifurto perauto sono riusciti a realizzare per ipropri dispositivi commerciali, unsistema all’avanguardia col quale èpossibile realizzare numerose applica-zioni e che da oggi è realmente dispo-nibile anche per il mercato hobbistico.Dynacoder, lo dice la parola, è unsistema di codifica dinamica basato sumicrocontrollori ad 8 bit (PIC16C54):è diverso da quelli standard comeMM53200 e MC145026 perché nonha un codice fisso, ma è composto dauna parte fissa ed una variabile. Laparte variabile cambia secondo un pre-ciso algoritmo che viene comunicatoal ricevitore durante l’invio del codice,in modo da permettergli il riconosci-mento della trasmissione. In tal modoè praticamente impossibile registrare ilcodice con uno scanner per poi inviar-lo con un altro trasmettitore e forzareil sistema di sicurezza, cosa fattibileinvece nei confronti dei sistemi a codi-ce fisso. Se volete un po’ di numeri, veli diamo subito: il codice trasmesso (inmodo seriale ovviamente) da un TXDynacoder è composto da 65 bit, dicui ben 24 sono costanti e caratteristi-ci del trasmettitore, 32 variano ad ogninuova trasmissione, come pure gli ulti-mi 8; il primo bit è quello di start tra-smissione e serve a “svegliare” ildecoder, normalmente a riposo. Ilcodice a 24 bit lo può avere un solotrasmettitore in quanto viene scritto infabbrica nel microcontrollore(PIC16C54); i 24 bit consentono16.777.216 combinazioni (altro che le4096 dell’MM53200 o le 19.000 e piùdell’MC145026!) ovvero la realizza-zione di altrettanti trasmettitori. Certo,se l’Aurel produrrà un numero mag-giore di trasmettitori (ci vorrà comun-que del tempo) si troveranno in com-mercio dei doppioni, ma con oltre 16milioni di combinazioni la possibilitàdi trovare due trasmettitori con identi-co codice fisso, in funzione nello stes-so luogo, è davvero remota. Se poi sidovesse verificare non basterebbeancora a togliere sicurezza al sistema:infatti ci mancano ancora 32 bit, chefanno (eccome!) la differenza tra dueTX con identico codice fisso. Laseconda parte del codice inviato dalTX Dynacoder è composta proprio da

32 bit, che danno origine a ben più di 4miliardi di combinazioni. La combina-zione viene scelta dal microcontrolloredel TX, prima della trasmissione delsegnale radio, secondo una leggematematica (che è meglio non svela-re...) propria del programma insito nelcomponente. In pratica la legge divariazione garantisce la ripetizionedello stesso codice a 32 bit in mediaogni milione di trasmissioni. Se anchesi trovasse un trasmettitore con lo stes-so codice fisso (c’é in media una pos-

sibilità su 16 milioni) ci sarebbe unapossibilità su circa 20 milioni che idue si trovino a generare un codicevalido: cioè, uno genererà il codicevalido, l’altro, quasi sicuramente, no.Quindi la possibilità di attivare lo stes-so ricevitore con un doppione divienepraticamente nulla: una ogni 20 milio-ni per 17 milioni cioè 340.000 miliar-di!!! Per poter riconoscere il codicevalido ad ogni trasmissione del TX, ilricevitore legge la parte terminale delcodice, che è composta dagli ultimi 8

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Schema elettricodel ricevitore

bit: in essi è contenuta l’informazionecirca la prossima combinazione che ildecoder si deve attendere dal trasmetti-tore. Insomma gli ultimi 8 bit del codi-ce contengono il sincronismo del siste-ma, sincronismo indispensabile perchéaltrimenti il radiocomando non funzio-na. Per evitare che il sistema esca dalsincronismo nel caso si prema inavver-titamente uno dei tasti del trasmettito-re ad una distanza maggiore di quellacoperta dal ricevitore, è stato previstoun campo di valori, ovvero codici,comunque valido: consiste in 256combinazioni. In pratica dall’ultimatrasmissione valida il ricevitore accettacome buone le seguenti trasmissioni

fino alla 256esima (ovviamente concodice a 32 bit diverso) effettuate dalTX il cui codice fisso è riconosciutocome valido. Infatti il decoder si sin-cronizza con la trasmissione del TX ericonosce la successiva; per evitare chesi perda facilmente il sincronismo, ildecoder (che conosce la sequenza divariazione del codice di 32 bit del TX)tollera fino ai 256 codici seguenti l’ul-timo identificato. Se si trasmette perpiù di 256 volte fuori dalla portata delricevitore (e ci vuole tutta...) o si cam-bia la batteria al TX, il sistema perde ilsincronismo ed il ricevitore non puòpiù essere attivato. E’ ovviamente pos-sibile rimettere in passo codificatore

(TX) e decodificatore (RX) ma ciò vafatto agendo sul ricevitore e non sultrasmettitore: altrimenti che sicurezzaavrebbe il sistema? Per capire bene come funziona ilDynacoder dovete conoscere ancoragli ultimi dettagli: del trasmettitore, adesempio, che ogni volta che viene pri-vato della batteria genera, oltre ai 24bit impostigli in fase di costruzione(stanno nella PROM del µCPIC16C54), un codice di 32 bit checorrisponde al primo passo in assoluto;in tal caso il LED rosso resta accesofinché rimane premuto il pulsante,invece di spegnersi dopo 2 secondicome accade normalmente. Del ricevi-

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IL TRASMETTITORE

Al modulo RX-Dynacoder deveessere abbinato un apposito tra-smettitore in grado di generare unacodifica con il protocolloDynacoder. Per fare ciò abbiamodovuto implementare anche nel TXun microcontrollore, per l’esattezzaun PIC16C54. La parte a radiofre-quenza è controllata da un risuona-tore SAW a 433.92 MHz. L’interocircuito è realizzato in tecnologiaSMD ed è racchiuso in un conteni-tore in plastica antiurto (dimensio-ni: 65,5 x 37 x 15 mm). La versioneattuale della decodifica Dynacodernon consente l’impiego di più didue trasmettitori; il sistema è dun-que adatto per radiocomandi autoed apricancello con un solo utente.Non è possibile utilizzarlo in siste-mi con molti utenti come gliimpianti apricancello per condomi-ni nei quali debbono operare centi-naia di trasmettitori. E’solo un pro-

blema di memoria che, ne siamocerti, l’Aurel risolverà quantoprima. In fase di programmazione ilricevitore necessita di due codici,quindi disponendo di un solo tra-smettitore è necessario memorizza-re due volte lo stesso codice.

tore invece va detto che riconosce finoa due canali distinti (nel caso di TX adue canali è lo stato logico dell’ultimobit del codice fisso a determinarequale canale è attivato) e che può rico-noscere come validi fino a due distintitrasmettitori solo dopo aver appreso iloro codici fissi; l’apprendimento vaforzato in fase di programmazione(installazione) del radiocomando,dopodiché il ricevitore Dynacodertiene in memoria i codici anche inmancanza della tensione di alimenta-zione: risiedono infatti in una piccolaEEPROM montata sullo stesso modu-lo RX. Risiede in EEPROM anche il codice disincronismo che indica a quale punto èla sequenza pseudo-casuale di varia-zione del codice a 32 bit dei due tra-smettitori abilitati: in pratica gli ultimi8 bit. Questo spiega perché anche spe-gnendo e riaccendendo l’RX non sipuò perdere il sincronismo, cosa cheinvece è molto facile (abbiamo giàvisto in che caso non si perde...)togliendo l’alimentazione al TX. Chedire quindi? Il Dynacoder è effettiva-mente uno dei migliori sistemi di codi-fica intelligente che si possano averetra le mani; e merita senz’altro lanostra attenzione ed un circuito ed unarticolo tutti per sé. L’articolo lo stateleggendo, il circuito invece ve lo illu-striamo adesso. Con il sistemaDynacoder abbiamo realizzato la cosache è più ovvio realizzare: un radioco-mando a due canali (tanti sono quellidisponibili in un ricevitore) con uscitea relè (portata fino ad 1 A, elevabileusando relè più robusti) e possibilità difunzionamento come monostabile ocome bistabile. Trovate in queste pagi-ne lo schema elettrico del ricevitore equello semplificato del trasmettitore;quest’ultimo è composto dal solitooscillatore RF funzionante però allafrequenza di 433,92 MHz. La trasmis-sione avviene ad una frequenza moltostabile grazie all’impiego di un oscil-latore quarzato (SAW). La parte RF èmodulata in modo on/off dal segnaledigitale uscente dal microcontrollorePIC 16C54, che presiede tutte le fun-zioni e le temporizzazioni. Il µC deltrasmettitore funge da codificatore e,premendo un pulsante, si attiva (il µCè sempre sotto tensione per non perde-re la sequenza pseudo-casuale del

codice a 32 bit) mandando in uscita ilcodice di 65 bit in sequenza. Il codiceviene generato e ripetuto per 20 voltead ogni pressione del pulsante; com-plessivamente la trasmissione durapoco meno di 1,5 secondi. I 65 bitaccendono e spengono l’oscillatore a433,92 MHz a seconda che siano 1oppure zero logico. Il modulo ricevito-re è anch’esso tutto d’un pezzo: com-prende un ricevitore radio alla stessafrequenza del trasmettitore (433,92MHz) un microcontrollore PIC 16C54in funzione di decoder, e una piccolaEEPROM 24LC01. Tutto su un soloibrido SMD a 20 pin in linea. Il ricevi-tore funziona come tutti i moduli Aurel

che certo avrete visto all’opera: laparte RF riceve il segnale radio (ilsistema garantisce un funzionamentoperfetto entro 50/100 metri), quindi lodemodula in AM estraendo il codicedigitale (a livelli TTL: 0 e 5 volt) di 65bit. Il codice se lo lavora il PIC, cheprovvede a mettere in memoria, quan-do serve, gli 8 bit di sincronismo e i 24bit dei codici fissi relativi ai due TXabilitati. Notate che per abilitare unTX occorre, a modulo RX spento, por-tarne a massa il piedino 16 (autopro-grammazione); quindi, acceso l’RX, siattende un paio di secondi e si trasmet-te con il TX da abilitare per circa 2secondi. Ma questo lo vedremo più

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Circuito stampato in scala 1:1

Piano di cablaggio

COMPONENTI

R1: 100 Ohm R2: 820 Ohm R3: 820 Ohm R4: 100 Kohm R5: 100 Kohm R6: 820 ohm R7: 1 Mohm R8: 10 Kohm R9: 100 Kohm R10: 18 Kohm R11: 18 Kohm C1: 10 nF ceramicoC2: 10 nF ceramicoC3: 22 µF 16Vl elettrolitico rad.C4: 100 µF 16Vl elettrolitico rad.C5: 470 µF 16Vl elettrolitico rad.C6: 470 nF poliestere D1: 1N4148 D2: 1N4148 D3: 1N4148 D4: 1N4148 D5: 1N4002 D6: 1N4148 D7: 1N4148 D8: 1N4002 D9: 1N4002 DL1: LED verde DL2: LED verde DL3: LED rosso T1: BC557B T2: BC547B T3: BC547B U1: RX Dynacoder AURELU2: 78L05 U3: CD4093 U4: CD4013 RL1: Relè 12V, 1 sc. (tipo Taiko NX) RL2: Relè 12V, 1 sc. (tipo Taiko NX) S1/S2:Doppio dip-switch S3/S4:Doppio dip-switchS5/S6:Doppio dip-switch Varie:- Zoccoli 7+7 (2 pz)- Morsetto 2 poli passo 5 (1 pz)- Morsetto 3 poli passo 5 (2 pz)- C.S. cod. E38

dettagliatamente in seguito. Alla rice-zione di ogni codice il µC lo controllae se è valido attiva due delle uscite delmodulo RX: la Vt (trasmissione vali-da) per circa 2 secondi e quella corri-spondente al canale a cui si riferisce ilcodice in arrivo. Notate che quest’ulti-ma resta attivata finché non giunge uncodice che attiva l’altra uscita. Ilmicrocontrollore PIC 16C54 è pro-grammato in modo da attendere 2secondi dall’inizio di ogni ricezione(viene attivato dal primo dei 65 bit delcodice) prima di accettare altre tra-smissioni. Perciò si può dargli un

comando ogni due secondi o poco più,non con maggior frequenza.Considerando questo modo di funzio-namento abbiamo realizzato un ricevi-tore bicanale in grado di soddisfare lenostre esigenze. Guardate lo schemaelettrico del ricevitore ed osservate ilparticolare collegamento delle uscitedell’RX Dynacoder: vanno ciascunaad una porta logica NAND. Tale colle-gamento è necessario per ottenere, inunione con l’uscita Vt, le uscite adimpulso: infatti anche se una volta atti-vato un canale l’uscita del Dynacoderresta a livello alto fino a che non si atti-

va il canale opposto, l’uscita Vt (piedi-no 18) rimane a livello alto solo percirca 2 secondi (circa 1,6 secondiseguenti al riconoscimento del codicevalido). Vediamo allora che se si riceveil codice del canale 1 il piedino 10 delmodulo assume il livello alto accen-dendo il LED DL1, ed il pin 18 (Vt)assume lo stesso livello per circa 2secondi; in tale intervallo il pin 4 dellaU3b assume lo zero logico e l’uscitadella U3d si porta a livello 1. Quandoil pin 18 torna a livello basso, l’uscitadella U3d torna a zero logico, poichél’uscita della U3b è forzata ad uno dal

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Il ricevitore a montaggio ultimato. Il modulo Dynacoder deve esseremontato con i componenti rivolti verso l’interno della basetta. Per ottenere

la massima portata è necessario collegare alla presa d’antenna del dispositivo uno spezzone di filo rigido lungo esattamente 17 cm in quanto

la frequenza di lavoro del ricevitore è di 433,92 MHz.

livello zero presente sull’uscita Vt delDynacoder, uscita che è collegata alpin di ingresso 5 della U3b. Ciò anchese il pin 10 dell’RX resta a livello altolasciando acceso DL1. Se il prossimocodice ricevuto è quello del medesimocanale lo stato uno al piedino 18 faattivare ancora la U3b, la cui uscitaforza nuovamente quella della U3d alivello alto. Se invece il codice è rela-tivo al canale 2, il pin 10 passa a zerologico, e la commutazione 0/1 del pie-dino 18 non muta lo stato di uscitadella U3b (l’uscita di una porta NANDsta ad uno se almeno uno degli ingres-si è a zero). Lo stesso vale per l’uscitadel secondo canale: il piedino 11 del-l’ibrido che è collegato alla porta U3a.Quest’ultima funge da interruttore sta-tico attivato dallo stato dell’uscita Vt:quando arriva un codice valido corri-spondente al canale 2 il pin 11 assumel’uno logico accendendo DL2.L’uscita della porta U3a commuta dauno a zero logico finché il pin 18 rima-ne a livello alto, e nel frattempo forzaad uno logico l’uscita della U3c.Notate che per ottenere l’attivazionead impulso dei relè relativi ai duecanali (RL1 serve al canale 2, RL2 alcanale 1) basta prelevare i segnali diuscita di U3c e U3d, mentre per otte-nerne il funzionamento a memoria(bistabile) abbiamo dovuto utilizzaredue flip-flop di tipo D connessi inmodo latch. La particolare configura-zione dei flip-flop (contenuti entrambiin un CMOS CD4013) consente dimemorizzare la posizione: al ricevi-mento di ogni impulso di livello altosul piedino di clock (11 per U4a, e 3per U4b) l’uscita del flip-flop commu-ta assumendo il livello di quella com-plementata (Q negato), livello chemantiene fino al successivo impulso diclock. Per poter comandare i relè nelmodo voluto senza creare dannoseinterferenze tra le uscite delle NANDU3c e U3d e quelle dei due flip-flop,abbiamo disposto dei diodi prima deidip-switch di selezione. In tal modopossiamo, in tutta sicurezza, selezio-nare il funzionamento ad impulso:chiudendo per l’uscita 1 lo switch S5(lasciando quindi aperto S6) e l’S3 perl’uscita 2 (lasciando aperto S4); oppu-re il modo di funzionamento a memo-ria: chiudendo S6 per il canale 1 (peròS5 va aperto) e S4 per il 2 (S3 va aper-

to). Il controllo dei relè è affidato a duecomunissimi transistor NPN di piccolapotenza: T2 e T3, dei BC547 chevanno più che bene per comandare lebobine dei piccoli relè Taiko NX. I relèscattano o comunque vengono eccitatiquando i transistor sono in saturazione,cioè quando l’uscita dei rispettivi flip-flop (U4a per RL1, ed U4b per RL2) èa livello logico alto. Per l’alimentazio-ne del circuito bastano 10-15 volt; taletensione alimenta i relè, mentre tutta lalogica, RX Dynacoder compreso, fun-

ziona con i 5 volt ricavati dallo stabi-lizzatore U2. Bene, riteniamo si possaconcludere la descrizione del funzio-namento del Dynacoder e relativoschema di applicazione. Apriamo orauna finestra sulla realizzazione delsistema di radiocomando proposto inqueste pagine. Il tutto è composto dadue parti: un trasmettitore, che non vacostruito in quanto si compera già fatto(deve avere il codice fisso programma-to in fabbrica, ricordate?); un ricevito-re, che è quello che dovrete realizzare

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COS’E’ IL ROLLING-CODEIl nostro radiocomando funziona con un sistema Dynacoder Aurel, che è inpratica un Rolling-Code; ma cos’é un Rolling-Code? Semplice: questo ter-mine definisce i sistemi di codifica a codice variabile secondo una certalegge logica. Il sistema più semplice può essere di questo tipo: il trasmetti-tore invia la prima volta un codice che numericamente equivale ad 1; il rice-vitore lo ritiene valido e si “ricorda” che il prossimo codice della sequen-za deve essere il successivo numero dispari: 3 (supponiamo infatti che ilsistema in esame trasmetta, nel codice variabile, solo i numeri dispari). Allasuccessiva trasmissione il codificatore del TX manda il successivo numerodispari; l’RX sa che il codificatore ad ogni invio genera il successivo nume-ro dispari, quindi è pronto a ricevere il 3. Se si azzera la sequenza del codi-ficatore il TX parte da zero, mentre l’RX rimane a 3 e si attende, al prossi-mo invio, il codice corrispondente al 5; ecco che se il TX invia un codiceequivalente ad 1 (perché ricomincia da capo) l’RX lo respinge e non si atti-va, non ritenendolo valido. E’ questo il caso in cui il sistema perde il sin-cronismo. Per evitare problemi derivanti, ad esempio, dall’attivazione invo-lontaria del TX a distanza maggiore di quella coperta dall’RX, un buonsistema Rolling-Code deve ammettere uno scarto tra il numero espresso dal-l’ultimo codice ricevuto e quello portato dal successivo; altrimenti se avetemontato il radiocomando sul cancello di casa, siete stati al mare e vostrofiglio per gioco ha premuto 10 volte il tasto del TX, al ritorno rimarretefuori. Se però il sistema si ferma a 3 ed accetta uno scarto di venti numerisuccessivi (ad esempio tutti quelli da 3 a 43) è ovvio che se non premete avuoto il pulsante del TX per più di altrettante volte, la trasmissione verràcomunque accettata dal ricevitore, il quale, se è ben fatto, deve rimettersi inpasso: cioè se riceve il codice equivalente a 21 deve ridisporsi a 21 ed atten-dere che il prossimo codice sia quello corrispondente a 23. In tal modo puòaccettare una successiva perdita del sincronismo fino, ancora, a 20 numeri.Nel nostro sistema la tolleranza ammessa è di 256 passi, il che significa cheil decoder accetta una trasmissione purché l’encoder mandi un codice cherientra nei 256 successivi all’ultimo inviato e decodificato. Capito il mec-canismo?

montando i componenti necessari sullostampato il cui disegno è illustrato inqueste pagine. Una volta preparato ilcircuito stampato si devono montare icomponenti iniziando dalle resistenzee dai diodi al silicio (attenzione allapolarità: il catodo è il terminale dallaparte della fascetta); dato che ci sieterealizzate i due ponticelli, usando degliavanzi dei terminali di resistenze ediodi ormai saldati. Il montaggio pro-segue con gli zoccoli per CD4013 eCD4093 (hanno una tacca di riferi-mento che serve per l’orientamentodurante l’inserzione degli integrati) itransistor, i relè, i condensatori, e iLED (per essi il catodo sta in corri-spondenza dello smusso sul contenito-re). Infine inserite e saldate l’ibridoRX Dynacoder, tenendone la parte

piatta rivolta all’esterno dello stampa-to. Durante la saldatura evitate di tene-re la punta del saldatore (quest’ultimodeve essere del tipo per integrati, danon più di 40 watt) per oltre 5-6secondi su ciascun piedino, altrimentirischiate di comprometterne il funzio-namento. Lo stesso vale per la saldatu-ra del regolatore 78L05 (è un 7805 aminor corrente di uscita e in conteni-tore plastico). Durante tutte le fasi delmontaggio non perdete d’occhio ladisposizione dei componenti, così daevitare possibili errori, specie quelliriguardanti i componenti polarizzati.Finito il montaggio dei componentipotete realizzare l’antenna del ricevito-re: allo scopo è sufficiente tagliare unospezzone di filo di rame rigido lungo17 centimetri e saldarlo al punto d’an-

tenna (pin 2 dell’ibrido). Per le con-nessioni con alimentazione e uscitepotete montare sullo stampato deimorsetti a passo 5 millimetri.Completato il montaggio del ricevito-re occorre verificare che tutto funzio-ni, ma più di questo bisogna procede-re con l’autoapprendimento dei codicidi uno o due trasmettitori. La primacosa da fare è alimentare il ricevitore:allo scopo occorre un alimentatorecapace di fornire 10÷12 volt in corren-te continua; prima di dare alimentazio-ne al ricevitore consigliamo di metterele pile nel trasmettitore e chiuderlo (ameno che non l’abbiate già fatto); intal modo l’eventuale trasmissioneaccidentale dovuta all’involontariapressione dei pulsanti non può attivareil ricevitore. Fatto ciò chiudete il dipS1 (mettendo così a massa il pin 16dell’ibrido) e accertatevi che S2 siaaperto. Date quindi alimentazione alricevitore. Appena alimentato, il cir-cuito deve rispondere facendo lampeg-giare per qualche istante (due o tresecondi) il LED DL3; questa è lasegnalazione che il modulo ibrido èdisposto in modalità di apprendimentocodici. Durante questa fase, il micro-controllore cancella eventuali codicipreesistenti nella EEPROM; la cancel-lazione può essere arrestata soloaprendo prontamente S1. Quando DL3si spegne il modulo è pronto a carica-re i codici fissi dei 2 TX abilitati. Daquesto momento ogni trasmissioneoperata da un TX Dynacoder determi-na la memorizzazione del suo codicebase in memoria non volatile. Notateche la programmazione avviene solose si introducono in sequenza i codicidei due TX che si vuol abilitare; nonimporta se in realtà si memorizzanocodici uguali: se avete un solo trasmet-titore dovete trasmettere due volte,mentre avendone due dovete trasmet-tere una volta con uno e la volta dopocon l’altro. Dunque, per memorizzareil codice numero 1 (primo TX ricono-scibile) si deve premere un qualunquepulsante del trasmettitore che si vuolconfigurare; il pulsante va lasciatosolo dopo che il LED sul TX si è spen-to. Durante la ricezione del codice ilLED DL3 si illumina, indicando che ilµC sta scrivendo il codice fisso del TXnella memoria EEPROM. Si illuminae rimane acceso anche il LED corri-

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PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

VEDI A PAGINA 78

COME TESTARE IL SISTEMA DYNACODER

Ogni modulo RX Dynacoder offre la funzione di test dei TX che permette di con-

trollare il funzionamento di qualunque trasmettitore: pigiando il pulsante di

qualsiasi TX Dynacoder si attiva la relativa uscita dell’RX con la conseguente

accensione del LED di canale. Ovviamente i relè di uscita non si attivano finché il

modulo Dynacoder non riconosce come valido il codice ricevuto, ovvero fino a

quando l’uscita Vt (valid trasmission) non cambia stato.

spondente al canale attivato sul TX.Quando si spegne il DL3 la memoriz-zazione è terminata, almeno per ilprimo codice. Occorre quindi inviare ilsecondo codice, ovvero quello dell’al-tro TX da abilitare; avendo un solo TXdovete ripetere l’operazione appenafatta, mentre dovendo attivarne unaltro dovete premere uno dei suoi pul-santi. Al solito deve accendersi il DL3,che deve spegnersi dopo qualche istan-te indicando l’avvenuta memorizza-zione del secondo codice. Anche inquesto caso si deve rilasciare il pulsan-te del trasmettitore solo dopo che si èspento il LED rosso. Terminata la pro-grammazione si deve togliere tensioneal circuito, attendere una decina disecondi (i condensatori si devono sca-ricare...) quindi aprire S1. Alla succes-siva accensione il ricevitore è pronto alnormale funzionamento: verificatelopremendo i pulsanti di attivazione deitrasmettitori. Notate che, anche se nonl’abbiamo detto, le operazioni dimemorizzazione dei codici base deiTX vanno eseguite trasmettendo entrola distanza limite coperta dal sistema;altrimenti non si avvia la sequenza,situazione evidenziata dalla mancataaccensione del DL3. In pratica la tra-smissione va effettuata nelle immedia-te vicinanze (uno, due metri...)dell’RX. Come tutti i sistemi Rolling-Code (caratterizzati da una parte varia-bile del codice), il nostro ha un sincro-nismo tra il codice inviato dal trasmet-titore e quello accettabile dal ricevito-re. Quest’ultimo può tollerare un codi-ce che corrisponda ad uno tra i 256seguenti l’ultimo identificato comevalido; chiaramente ciò vale perentrambi i trasmettitori, ovvero perentrambe le trasmissioni con codicefisso abilitato. Qualora il TX trasmettaper più di 256 volte senza essere“ascoltato” dall’RX o venga azzeratoper effetto della sostituzione della pila,si perde il sincronismo, e non è piùpossibile la sincronizzazione automa-tica (autosincronizzazione) da partedel decoder: perciò, pur avendo uncodice fisso valido per l’RX, il TX nonviene riconosciuto dal decoderdell’RX stesso. Per poterlo riconosce-re occorre risincronizzarlo, cioècostringere il decoder a leggere la tra-smissione del TX, quindi a rimettersiin passo. La sincronizzazione in que-

stione è possibile ponendo a livelloalto il piedino 14 del modulo ricevito-re (a livello basso si abilita la sincro-nizzazione automatica) cosa che nelnostro circuito viene fatta dal tempo-rizzatore facente capo a T1. Per avvia-re la sincronizzazione forzata occorrechiudere S2; in tal caso al pin 14dell’U1 giunge un impulso a livelloalto che dura circa 20 secondi; entrotale tempo occorre trasmettere con ilTX che ha perso il sincronismo. Latrasmissione va effettuata tenendo pre-muto il pulsante finché non si spegneil LED sul TX o comunque per un paiodi secondi. Appena risincronizzato, ilmodulo accende per un paio di secon-di il LED connesso al pin 17 (LEDrosso; questo si accende per lo stessotempo anche in caso di risincronizza-

zione automatica); spento il LED sipuò aprire S2. Il circuito riprenderà ilnormale funzionamento. Notate che lasincronizzazione forzata è possibilesolamente per i trasmettitori il cuicodice fisso è uno dei due memorizza-ti nell’ibrido Dynacoder; infatti in talefase avviene l’aggancio della sequenzadi variazione dei 32 bit variabili manon viene appreso alcun codice fisso.Se sono andati fuori sincronismo duetrasmettitori occorre svolgere la sin-cronizzazione forzata per entrambi,separatamente.

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esempio, agli antifurti auto dove i tra-dizionali sistemi di attivazione (tastie-ra a combinazione, chiave meccanica,chiave digitale) sono stati rimpiazzati

FREQUENZA: 300 o 433 MHzCODIFICA: MicroCANALI: 16USCITA: impulso/bistabile

Comandare a distanza, via etere, unapparato elettrico era considerato

fino a qualche anno fa solo una como-dità. Il comando radio veniva utilizza-to in applicazioni specifiche in cui nonera possibile effettuare un collegamen-to via filo. Oggi invece si sta verifi-cando una inversione di tendenza equello che una volta era ritenutocomodo diviene sempre più necessa-rio. A prova di ciò basti pensare, ad

SISTEMA CONMICROCONTROLLER

A 16 CANALIPer controllare a distanza l’attivazione e lo spegnimento di 16 differenti

utilizzatori. Composto da due unità: una ricevente ed una trasmittente, entrambegestite da un microcontrollore della famiglia ST6 con codifica a 65.536

combinazioni. Le sezioni a radiofrequenza utilizzano moduli ibridi Aurel.

dai radiocomandi; attualmente l’80percento degli antifurti auto viene atti-vato/disattivato via radio. Apparequindi chiaro che il mercato deicomandi radio è destinato a subire unnotevole incremento diventando parteintegrante di molte apparecchiatureelettroniche. I radiocomandi normal-mente disponibili in commerciodispongono di un numero di canalivariabili da uno ad un massimo di

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quattro. Essi sono composti da unaunità trasmittente (telecomando) dota-to di 1/2/3 o 4 pulsanti e di una unitàricevente caratterizzata da un egualenumero di relè. La limitazione di que-sti apparecchi risulta ovvia: il bassonumero di utenze controllabili. Nederiva che se essi consentono di copri-re molte applicazioni nel campo degliantifurti e degli apricancelli, non sonoin grado di gestire molte altre applica-zioni di domotica o di tipo industrialeche richiedono appunto un maggiornumero di canali. Ecco perché, anchericollegandoci al discorso introduttivodi espansione dei comandi a distanzavia radio, abbiamo realizzato, e pre-sentiamo in queste pagine, un circuitodecisamente innovativo in grado digestire ben sedici diversi canali. Unradiocomando con un così alto numerodi canali era infatti disponibile (fino ad

ora) solo per il consumo industriale.Inoltre, grazie all’impiego di duemicrocontrollori (uno sul trasmettitoree uno sul ricevitore), è stato possibileraggiungere un altissimo livello disicurezza (basti pensare che il segnaletrasmesso è codificato con 65.536combinazioni) con un numero moltocontenuto di componenti. L’utilizzodel micro è una scelta obbligatoria inquando le codifiche/decodifiche piùdiffuse (ad esempio l’MM53200 o lafamiglia Motorola 145026/145027/145028) consentono di gestire al mas-simo quattro canali; inoltre, il limitatonumero di componenti utilizzato hapremesso, nonostante i 16 canali, dicontenere al massimo le dimensionidegli apparecchi. Abbiamo semplifica-to al massimo anche la sezione a radiofrequenza facendo uso di moduli inSMD già montati e tarati. Anche in

questo caso abbiamo utilizzato i modu-li a film spesso dell’Aurel, un’aziendaitaliana all’avanguardia in questo set-tore. Nella versione standard abbiamoimplementato i moduli superreattivi a300 MHz che consentono di raggiun-gere portate di oltre 50 metri. Il pro-getto prevede tuttavia la possibilità diutilizzare i nuovi moduli quarzati a433,92 MHz che consentono di rag-giungere una portata di circa 200÷500metri. Analizzando la struttura di unradiocomando possiamo distinguere,per definizione, due diverse unità: unatrasmittente e una ricevente; a lorovolta entrambe possono essere suddi-vise in tre sezioni: ingresso, elabora-zione, uscita. Nel nostro trasmettitorel’ingresso è composto da una matrice a16 pulsanti, l’elaborazione da unmicrocontrollore che codifica il tastopremuto in una sequenza di informa-

Schema elettrico

del trasmettitore

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zioni digitali, l’uscita da un modulotrasmittente RF realizzato in tecnolo-gia SMD. Nel ricevitore l’ingresso èun modulo a radiofrequenza, l’elabo-razione fa capo ad un micro che deco-difica il segnale binario e l’uscita è for-mata dall’insieme dei 16 relè. Questiultimi possono essere azionati (in fun-zione della posizione di un dip-switchpresente sul ricevitore) in due differen-ti modi, ad impulso o a memoria(bistabile). Nel primo caso la pressionedi un pulsante del trasmettitore deter-mina la chiusura del relè selezionatosul ricevitore e il rilascio del pulsante

coincide con l’apertura del relè. Nelsecondo caso ogni volta che viene pre-muto il pulsante la condizione del relèviene “toglata”, ovvero ad ogni pres-sione del pulsante coincide un cambiodi stato da chiuso ad aperto (o vicever-sa) del relè selezionato. Dopo avereanalizzato nel complesso le prestazionidi questo radiocomando, approfondia-mo l’argomento occupandoci in detta-glio del funzionamento del tx.

SCHEMA ELETTRICO

Come si può notare dallo schema elet-

trico, il trasmettitore è stato realizzatocon un numero veramente esiguo dicomponenti. Tutto fa capo all’integratoU1 al quale sono collegati la tastiera amatrice, il dip-switch, e la sezioneradio. Esso rappresenta l’unità di ela-borazione principale: provvede infattialla scansione della tastiera e dei dip-switch ed alla generazione del segnalemodulato on/off che viene inviato almodulo trasmittente RF contraddistin-to dalla sigla U2. Il micro viene ali-mentato, attraverso i pin 1 (Vdd) e 28(Vss), con la tensione a 5 volt presen-te a valle del regolatore U3. La scheda

Ecco come si presenta il trasmettitore a 16 canali a montaggio ultimato.

La codifica dei pulsanti è affidata al microcontrollore U1

e al programma in esso contenuto (diagramma a lato).

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Il cablaggio del trasmettitore

viene invece alimentata con una ten-sione continua di 12 volt. Allo scopo sipuò utilizzare, in funzione dell’appli-cazione richiesta al nostro radioco-mando, o un alimentatore da rete o unabatteria a 12 volt. Il consumo dellascheda è di circa 10 milliampère, di cui3 vengono assorbiti dal micro e 7 dalmodulo SMD. Purtroppo, questo con-sumo di energia avviene anche a ripo-so, ovvero anche quando non risultapremuto alcun tasto. E’ quindi consi-gliabile, nell’utilizzo con alimentazio-ne a batteria, interporre un interruttoredi acceso/spento allo scopo di prolun-

gare la durata della pila. Iniziamo l’a-nalisi dello schema elettrico proprio daU1, un microcontrollore della SGS-Thomson tipo ST6215 dotato di ben 20porte di ingresso/uscita. Per funzionarel’integrato U1 necessita solamente(oltre alla tensione di alimentazione!)di un quarzo esterno collegato ai pin 3e 4 (rispettivamente OSCI e OSCO) edi una resistenza e di un condensatorecollegati al pin 11 (Reset). Il quarzofornisce la corretta oscillazione almicro e ne scandisci la sequenza deglieventi mentre la rete resistenza/con-densatore serve per generare, all’atto

della prima accensione, il cosiddettoimpulso di Reset, che consente almicro di iniziare a funzionare sola-mente dopo che la tensione di alimen-tazione si è stabilizzata. All’integratoU1 è collegata una matrice di 16 tasticollegati a quattro colonne ed altrettan-te righe. Chiamiamo righe le linee checongiungono i pulsanti ai pin 6,7,8 e 9del micro, mentre indichiamo comecolonne le linee che vanno dai pulsan-ti ai pin 12,13,14 e 15 del micro. Lerighe rappresentano fisicamente delleuscite di cui una sola a valore 0 (Vss) ele altre tre a valore 1 (+5V). Le colon-

COMPONENTIR1: 100 KohmR2: 10 KohmR3: 390 OhmR4: 4,7 KohmC1,C3: 100 µF 16 VLC2: 100 nFC4: 1 µF 16 VL

C5,C6: 22 pFD1: 1N4004LD1: Diodo LED verde 5 mmQ1: Quarzo 6 MHzU1: Integrato ST6215

(con software MF31)U2: Modulo trasmittente

TX300 o TX433SAW

U3: Regolatore 7805DS1: Dip-switch 8 poliS1...S16: Pulsante N.A.

da stampatoVarie:- circuito stampato cod. E31- zoccolo 14+14 pin(Le resistenze sono da 1/4 W 5%)

MU

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AN

ALE

50

ne sono invece gli ingressi che vengo-no tenuti a +5V mediante delle resi-stenze di pull-up contenute nel micro.Quando una colonna viene ad assume-re un valore pari a 0, il nostro microriconosce la pressione di un tasto esapendo anche quale è in quell’istantela riga attiva (ovvero la riga a 0) può,confrontando una tabella interna,decodificare il numero del tasto pre-muto. Meno difficoltosa per il microrisulta la lettura dello stato dei dip-switch, in questo caso infatti ogni sin-golo dip è interfacciato ad una porta diingresso, precisamente ai pin 16,17,18e 19 che appartengono alla porta deno-minata B, ed ai pin 20,21,22 e 23 cheappartengono alla porta A. Tutte questelinee sono configurate come ingressidotati di resistore di pull-up in modo

da permettere al micro distinguere lostato di dip aperto a cui coincide unatensione di +5 volt e lo stato di dipchiuso a cui coincide 0 volt. Le ultimedue porte disponibili sono il PA0 e ilPA3, rispettivamente il pin 27 e 24 delmicro. La prima porta viene utilizzataper l’accensione di un led durante latrasmissione del segnale mentre dallaseconda linea di I/O esce il segnale datrasmettere attraverso U2.

LA CODIFICA

Come già accennato nella parte intro-duttiva di questo articolo, un notevolepregio del nostro radiocomando è l’e-levato grado di sicurezza della codificache dispone di ben 65.536 combina-zioni. Vediamo nel dettaglio cosa

significa tutto ciò. Teoricamentel’informazione da inviare al ricevitoredeve contenere solo il numero del tastopremuto; ad esempio se viene premutoil pulsante numero 5 il micro deveinterpretare il pulsante e inviare al rice-vitore il numero 5. Nel nostro casobasterebbero solo 4 bit per esprimerein modo digitale il numero del tastopremuto. Ad esempio, il tasto numero1 verrebbe identificato dal codice bina-rio 0000, il numero 16 dal codice1111. In realtà ciò non è possibilepoiché nell’etere non viaggiano solo leinformazioni del nostro telecomandoma anche quelle, ad esempio, dell’a-pricancello del nostro vicino di casa.Per questo motivo il telecomandodovrà inviare oltre all’informazionebase (numero del pulsante) anche una

Schemaelettricodel ricevitore

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51

serie di altre informazioni dette dicodifica. In questo modo il ricevitoreandrà ad agire sullo stato del relè solose il codice ricevuto coincide con quel-lo selezionato sia in trasmissione chein ricezione. Risulta ovvio che più èalto il numero di bit utilizzati per codi-ficare l’informazione più è bassa oaddirittura nulla (tenendo conto delraggio di azione dei radiocomandi) laprobabilità che una terza persona possainterferire nella nostra trasmissione.

Inoltre se consideriamo che la codificaimpiegata non è standard ma utilizzaun protocollo custom creato apposita-mente per questo prodotto, risultaassolutamente impossibile l’interfe-renza con un altro segnale radio allastessa frequenza. Entrando nel detta-glio, il segnale trasmesso è compostoda una sequenza di 20 digit, di cui iprimi otto sono permanentementememorizzati all’interno della memoriadi U1, i successivi otto sono configu-

rati a piacere dall’utente agendo suldip-switch, ed infine gli ultimi quattroindicano il numero del pulsante pre-muto.

IL SOFTWARE

Da quanto fin qui esposto, risulta evi-dente che la complessità maggiore nonriguarda la realizzazione dell’hardwarema bensì quella del software.Descriviamo quindi meglio quest’ulti-

Software del ricevitore:diagramma di flusso

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52

ma parte facendo riferimento alloschema a blocchi riportato nell’artico-lo. Per prima cosa il programma (codi-ce MF31) configura correttamente lelinee di I/O utilizzate per poi leggerelo stato dei dip-switch e salvarlo nellamemoria dati; infine il micro attiva iltimer interno impostando un tempo di3 secondi. Il programma principale omain program controlla se viene pre-muto un tasto e se il tempo è scaduto.Trascorsi i 3 secondi impostati ilmicro accende per un istante (5 milli-secondi) il led di trasmissione e rici-cla. Il breve lampeggio del led serveper segnalare che il trasmettitore èacceso e che sta funzionando corretta-mente. Se viene premuto un tasto ilmicro abbandona il main program e vaa gestire la subroutine di trasmissione.La trasmissione può essere suddivisain cinque fasi: accensione del led, tra-smissione del codice permanente inROM, trasmissione del codice dei dip-switch, trasmissione del codice corri-spondente al tasto premuto, spegni-mento del led. La durata di questa rou-tine è di 20 millisecondi a cui nevanno aggiunti altri 50 di attesa.Completato l’invio delle varie infor-mazioni il micro torna a riciclare nelprogramma principale.

REALIZZAZIONE PRATICA

Il montaggio del trasmettitore non pre-senta alcuna difficoltà. Dopo aver rea-lizzato il circuito stampato a singolafaccia, iniziamo il montaggio dei com-ponenti partendo da quelli a più bassoprofilo. Saldiamo le resistenze, ildiodo D1, il ponticello e proseguiamonel montaggio saldando lo zoccolo diU1, il dip-switch a 8 poli ed i sedicitasti. Terminiamo il cablaggio inseren-do i componenti più alti ovvero i con-densatori, il quarzo, e il regolatore U3;tutti questi componenti debbono esse-re piegati sul C.S. per diminuirne l’in-gombro in altezza. Infine montiamo ilmodulo trasmittente in SMD. Comegià accennato, lo stampato accetta siail modulo a 300 MHz che quello a433,92 MHz. I due moduli sono pin-to-pin compatibili e la disposizionedei pin è polarizzata, risulta quindiimpossibile montare al contrario ilmodulo trasmittente. L’unico differen-za tra i due moduli riguarda i pin 2 e 3;

se viene utilizzato un modulo tipoTX300 è necessario realizzare il ponti-cello tra i pin 2 e 3 mentre nel caso delTX433SAW bisogna collegare amassa, tramite la resistenza R4, il pin3 ed inviare il segnale di modulazioneal pin 2. Il circuito stampato prevede ledue opzioni che possono essere sele-zionate agendo sul ponticello J1. Perrealizzare l’antenna è sufficiente uti-lizzare uno spezzone di filo ramatorigido della lunghezza di circa 25 cmse impieghiamo il modulo a 300 MHz,oppure di 17 cm se usiamo il moduloa 433 MHz. Se utilizziamo filo di ramesmaltato, prima della saldatura dob-biamo togliere la protezione di smaltoal capo del filo da saldare alla piazzo-la d’antenna collegata al pin 11 (outantenna) del modulo trasmittente.Inseriamo ora l’integrato U1 nel relati-vo zoccolo rispettando la polarità e ali-mentiamo la scheda con una tensionecontinua di 12 volt. Se tutto funzionacorrettamente vedremo il led delnostro trasmettitore emettere un lam-peggio ogni tre secondi. Se vogliamotoglierci ogni dubbio sul funziona-mento possiamo collegare l’oscillo-scopio sul pin 24 del micro; mante-nendo premuto un tasto qualsiasivedremo sullo schermo il treno diimpulsi generato dal micro e trasmes-

so dalla sezione RF. A questo puntoconviene collocare il trasmettitore e lasua batteria di alimentazione all’inter-no di un contenitore plastico di ade-guate dimensioni. Utilizzando una pic-cola lama da traforo realizziamo unacava quadrata destinata a contenere latastiera; bisogna anche realizzare duefori, uno per il LED e uno per l’inter-ruttore di acceso/spento. Conclusa lacostruzione del trasmettitore, occupia-moci ora del ricevitore.

SCHEMA ELETTRICO

Come si può notare, tutto fa capoall’integrato U1 che consiste in unmicrocontrollore della SGS-Thomsona cui sono collegati i 16 relè di uscita,il dip-switch ad otto poli e la sezioneradio. La scheda viene alimentata conuna tensione continua di 12 volt chedopo essere stata filtrata da C1 e da C2viene applicata al modulo ibrido sigla-to U2, al regolatore U3 (che fornisce i+5 volt al micro) e ad un capo delle 16bobine dei relè utilizzati nel circuito.La corrente assorbita complessiva-mente dalla scheda varia da un mini-mo di 10 milliampère, con tutti i relè ariposo, ad un massimo di circa 500milliampère con tutti i relè attivi. Aipin 3 e 4 di U1, rispettivamente OSCI

MU

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AN

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53

LA LETTURA DEL DIP-SWITCH A TRE STATIConfrontando lo schema elettrico del trasmettitore con quello del ricevi-tore, notiamo che mentre nel primo caso viene usato un normale dip-switch connesso direttamente al micro, nel secondo caso compare undip-switch a tre stati contornato da un po’ di resistenze. Eppure lo scopodi entrambi i dip è identico: impostare un codice di 256 combinazioni,da 00000000 (tutti i poli del dip aperti) a 11111111 (tutti i poli del dipchiusi). Urge perciò una spiegazione. Confrontando ancora i due scheminotiamo che mentre il primo metodo “consuma” ben otto linee di I/O delmicro, al secondo ne bastano due. Questo sistema consente dunque didiscriminare le 256 combinazioni con solo due linee inizializzate comeingressi analogici risparmiando ben 6 linee. Il valore di tensione presen-te sul pin 6 risulta proporzionale allo stato dei poli 1, 2, 3 e 4 del dip-swit-ch, mentre la tensione del pin 7 è determinata dalla stato dei poli 5, 6, 7e 8 sempre del dip-switch. Lo stato intermedio dei dip non deve essereutilizzato; definiamo dip a “1” quando risulta collegato al +5 volt, e dipa “0” quando risulta collegato a massa. Possiamo così impostare laseguente tabella della verità:CONDIZIONE TENSIONE VALORE MARGINE AMMESSO

DIP SUL PIN ADC

0000 0 0 0 70001 0.31 V 16 9 23 0010 0.62 V 32 25 390011 0.94 V 48 41 550100 1.23 V 64 57 710101 1.54 V 80 73 87

. . .1110 4.34 V 224 217 2311111 4.65 V 240 233 247

Ad ogni combinazione del dip-switch corrisponde un preciso valore ditensione nonché un valore della periferica di conversione A/D contenutanel micro. Considerando le tolleranze delle resistenze, la precisionedell’ADC, e la tolleranza della Vcc, calcoliamo i possibili margini dierrore. A questo punto il nostro programma non dovrà fare altro chetestare il valore letto sul pin con i valori riportati in tabella. Per comple-tezza, riportiamo un esempio di programma che svolge questa funzione:

************************************************************Routine VERIF Verifica se valore letto compreso tra min/max

Entra: X = min; Y = max; LETADC = lettura ADCEsce: bit 2 di STATO set se verifica OK

************************************************************VERIF: LDI DWDR,#0FFH

LD A,LETADCCP A,X ;Tensione letta = X ?JRNZ VERIF1 ;NO continuaSET 2,STATO ;SI esci OKRET

VERIF1: INC XLD A,XCP A,Y ;Margine max ?JRZ VERIF2 ;SI esci KO JP VERIF ;NO ricicla

VERIF2: RES 2,STATORET

e OSCO, è collegato un quarzo a 6MHz per generare il corretto clocknecessario al micro. Al pin 11 di U1 ècollegata una rete resistenza/conden-satore che generare all’atto della primaaccensione l’impulso di reset; in que-sto modo il micro resta “bloccato” fin-ché la tensione di alimentazione di+5V non risulta perfettamente stabile.Il segnale radio captato e decodificatodal modulo U2 viene applicato al pin 9del micro attraverso i due transistor T1e T2 che lo convertono in impulsi conampiezza variabile da 0 volt ad unmassimo di +5 volt. I pin 27, 26, 25,24, 23, 22, 21 e 20 di U1 (appartenen-ti alla porta di I/O contraddistinta dallalettera A) vanno a pilotare attraversodei transistor le bobine di otto relè,rispettivamente dal numero 1 al nume-ro 8. I pin 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13 e12 di U1 (appartenenti alla porta di I/Ocontraddistinta dalla lettera B) vanno apilotare attraverso i relativi transistorle bobine di altri otto relè, rispettiva-mente dal numero 9 al numero 16. Siail port A che il port B del micro ven-gono configurati come uscita push-pull ed ogni singola linea potrà assu-mere valore 0 (Vss) oppure il valore 1(Vdd); nel primo caso il relè relativorisulterà diseccitato, nel secondo,invece, il relè sarà attivo. In paralleloalla bobina di ogni relè troviamo unled che si illumina quando il relè èattraccato. La decodifica del segnale eil tipo di funzionamento (astabile,bistabile) vengono impostati a piaceredall’utente agendo sul dip-switchDS1. Le resistenze da R8 a R23 rea-lizzano unitamente al dip-switch uninsieme di partitori resistivi il cui valo-re dipende dalla condizione dei dipstessi. Al pin 6 del micro viene appli-cato un valore di tensione proporzio-nale allo stato dei dip 1, 2, 3 e 4 diDS1. Al pin 7 del micro, invece, vieneapplicata una tensione proporzionaleallo stato dei dip 5, 6, 7 e 8 di DS1. Siail pin 6 che il 7 di U1 vengono confi-gurati come ingressi analogici. Il nonobit del dip-switch DS1 viene inveceapplicato direttamente ad una porta delmicro, precisamente al pin numero 8.Quando tale pin assume valore 0 ilmicro interpreta il funzionamentobistabile, viceversa quando il pin è al+5 volt il micro si predispone nel fun-zionamento astabile. Grazie all’impie-

MU

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54

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30

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go del microcontroller il numero dicomponenti esterni è stato ridotto alminimo indispensabile; ne consegueche le problematiche maggiori non sitrovano nella realizzazione dello sche-ma elettrico ma bensì nella compila-zione del software. Procediamo quindialla descrizione del programma (codi-ce MF32) contenuto all’interno di U1,facendo riferimento allo schema ablocchi riportato in figura. Per primacosa il micro inizializza i vari parame-tri interni: RAM, porte diingresso/uscita, timer, ADC per poileggere lo stato dei dip-switch ed infi-ne entrare nel programma detto di“main” o principale. Qui il micro testain continuazione il pin 9 ovvero l’in-gresso del segnale radio. Se nessunsegnale è presente il micro ricicla edesegue un successivo test, in caso con-trario abbandona il programma princi-pale e si reca in una sobroutine desti-nata a svolgere il protocollo di ricezio-ne. Il micro si predispone per la lettu-ra di una “parola” composta da 20digit che possiamo suddividere in treparti: i primi otto digit indicano uncodice fisso memorizzato nella memo-ria dati sia del trasmettitore che delricevitore, i secondi otto digit indicanolo stato dei dip-switch del trasmettito-re, infine gli ultimi quattro digit codi-ficano il numero del tasto premuto. Ilmicro memorizza il numero del canalee lo ritiene valido solo se i due codiciche precedono tale numero (codicefisso in ROM e codice dip-switch)coincidono rispettivamente con ilcodice ROM in suo possesso e con ilcodice impostato mediante i dip-swit-ch. Se la codifica risulta errata il microtorna nel programma principale, vice-versa prosegue. Nella realtà il pro-gramma è un pò più complesso, infattila presenza di segnali spuri captati daU2 porterebbero il micro a effettuaredelle continue letture complete per-dendo così il sincronismo con il tra-smettitore. Per questo motivo il micronon testa tutta la parola alla fine dellaricezione ma esegue due diversi testuno dopo i primi otto digit e uno dopola ricezione di tutti i venti digit. Diconseguenza se per qualche motivo ilricevitore perde il sincronismo essorientra dopo 8 millisecondi nel main eattende una nuova parola che vienetrasmessa, proprio per questo motivo,

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con intervalli di pausa di 50 millise-condi. Teniamo a sottolineare che que-sto protocollo di trasmissione risultamolto sicuro non solo perché dotato dinumerose combinazioni ma anche per-ché custom e quindi diverso dalledecodifiche standard. Bene, torniamoora al programma e supponiamo chetutti i test abbiano dato esito positivo eche il segnale in arrivo sia stato rico-nosciuto come valido. A questo puntoil micro deve attivare il relè in funzio-ne della scelta effettuata mediante ildip 9 di DS1. Nel funzionamentobistabile, che è anche il più semplice,il programma salva lo stato di ognirelè all’interno della memoria dati e inriferimento al dato memorizzato (checorrisponde allo stato del relè) va adaprire o chiudere il relè stesso tornan-do poi al programma principale.Questo tipo di funzionamento vieneabilitato portando a “0” il dip 9 delDS1, se viceversa portiamo a “1” que-sto dip abilitiamo il funzionamento adimpulso; in questo caso il micro, dopoaver decodificato correttamente l’inte-ra parola composta come sappiamo da20 digit, va direttamente a chiudere ilrelè selezionato e fa partire il timer. Aquesto punto il programma entra in unmain secondario in cui continua a con-trollare il segnale radio ma verificaanche se il tempo è scaduto. Se vienerilevata una portante radio il micro sicomporta come in precedenza e verifi-ca che la codifica coincida con quellaimpostata; in caso affermativo azzerail tempo impostato nel timer che, inaltre parole, riparte di nuovo.Viceversa se la “parola” ricevuta èerrata o se scade il tempo impostatonel timer, il programma esce da questo

PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

VEDI A PAGINA 78

main secondario, disattiva il relè sele-zionato, e torna al main principale.Concludendo, il relè rispecchia esatta-mente lo stato del relativo pulsante deltrasmettitore, ovvero il relè resta chiu-so fino a quando il tasto rimane pre-muto.

REALIZZAZIONE PRATICA

Anche il montaggio della sezione rice-vente non presenta alcuna difficoltà.Per prima cosa va realizzato il circuitostampato a singola faccia riprodottonelle illustrazioni in dimensioni reali.Iniziamo quindi il montaggio dei com-ponenti partendo da quelli a più bassoprofilo: vanno perciò inserite e saldatele resistenze, i diodi, i transistor, lozoccolo di U1, il dip-switch three-state, e i diodi LED. Proseguiamo nelmontaggio collocando i sedici relè, imorsetti, i condensatori elettrolitici, ilquarzo e il regolatore. Infine montia-mo la parte radio, inserendo il moduloSMD con i componenti rivolti versol’esterno (in ogni caso il C.S. accetta ilmodulo solo in questa posizione).Questo progetto consente l’impiegosia dei ricevitori superreattivi standarda 300 MHz, sia dei nuovissimi supere-terodina quarzati a 433,92 MHz. Iprimi consentono di raggiungere por-tate di oltre 50 metri mentre la versio-ne quarzata può addirittura coprire i500 metri di portata. I due modelli,RF290A (ricevitore 300 MHz) eRXSTD433 (ricevitore 433,92 MHz)sono pin-to-pin compatibili, non èquindi richiesta alcuna precauzioneper il montaggio. Infine realizziamol’antenna del nostro ricevitore utiliz-zando uno spezzone di rame della lun-

ghezza di circa 25 cm se utilizziamo ilmodulo a 300MHz, oppure di 17 cmse usiamo il modulo a 433 MHz. Conl’aiuto di una forbice togliamo losmalto dal terminale che va saldatoalla piazzola di antenna prevista sullostampato, piazzola che coincide con ilpin 3 del modulo ricevente. A questopunto anche il montaggio dell’unitàricevente può essere considerato con-cluso: possiamo perciò dedicarci alcollaudo. Per prima cosa impostiamoun uguale codice sia sul dip-switch deltrasmettitore che su quello del ricevi-tore; a tale proposito ricordiamo chenessun dip del ricevitore va posto inposizione centrale. Se portiamo a ONun dip del TX dovremo portare a “+”il relativo dip sull’RX, viceversa se ildip del TX viene posto a OFF, il rela-tivo dip del ricevitore deve essere a “-”. In seguito impostiamo mediante ilnono polo del dip-switch a tre stati iltipo di funzionamento desiderato:astabile o bistabile.Procuriamoci una sorgente a 12 voltcontinui e alimentiamo il nostro rice-vitore, quindi verifichiamo il correttofunzionamento di tutti i sedici canali.Un’ultima precisazione sull’imposta-zione del codice, che viene letto dalmicro solo alla prima accensione; neconsegue che ogni volta che intendia-mo variare la posizione dei dip dob-biamo: togliere alimentazione, impo-stare il nuovo codice, ridare alimenta-zione.

Il trasmettitore accettasia il modulo a 300 MHzche quello a 433 MHz.

I due moduli sono pin-to-pin compatibili

e la disposizionedei pin è polarizzata.

La selezione del moduloutilizzato va effettuata

attraverso il ponticello J1.

ES

PAN

DIB

ILE

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cancello, controllare altri dispositivicome, ad esempio, le luci del giardino,

FREQUENZA: 30 o 300 MHzCODIFICA: MM53200CANALI: 1÷4USCITA: impulso

Sulla falsariga del ricevitore perapricancello descritto a pagina 34

e del trasmettitore con MM53200descritto a pagina 30, abbiamo realiz-zato un sistema componibile in gradodi pilotare fino ad un massimo di 4carichi. Anche in questo caso l’appli-cazione tipica è quella come aprican-cello laddove sia necessario, oltre al

SISTEMAESPANDIBILE1 ÷ 4 CANALI

Radiocomando modulare con possibilità di aggiungere altri canali a quello basesino ad un massimo di quattro. Particolarmente indicato per apricancelli e

controlli industriali, codifica a 4096 combinazioni.

un cancelletto o una serranda.L’impiego di un ricevitore componibi-le consente di utilizzare il numero dicanali effettivamente necessario puravendo a disposizione un impianto chepuò essere facilmente ampliato. Oltreche componibile questo sistema èanche facilmente modificabile in quel-le che sono le sue caratteristiche prin-

ES

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Schema elettrico

ES

PAN

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il cablaggio del ricevitore

COMPONENTI

R1: 68 Ohm 3 WR2: 220 KohmR3: 68 OhmR4: 150 OhmR5: 22 KohmR6: 10 KohmR7: 4,7 KohmR8: 1,5 KohmD1: 1N4002D2: 1N4002D3: 1N4148D4: 1N4148DL1: Led 3 mm

C1: 10 nFC2: 470 µF 35 VLC3: 100 nFC4: 47 µF 35 VLC5: 100 nFC6: 47 µF 35 VLC7: 1.000 pFC8: 1 µF 50 VLQ1: BC547BQ2: BC547BU1: 7809U2: UM86409RADIO : Modulo

ricevente 30o 300 MHz

SW1: Dip switch a10 poli

SW2: Dip switch a2 poli

JP1: Dip 1 poloRL1: Relè miniatura

12 V 1 ScVarie:- C.S. cod. F046;- Connettore 10+10

poli femm. (3 pz);- Morsetto 3

poli (4 pz);- Morsetto 2 poli.

cipali. Infatti, come nel caso del rice-vitore monocanale per apricancello,anche in questo circuito è possibilemodificare facilmente la frequenza dilavoro utilizzando moduli radio concaratteristiche differenti. In questocaso abbiamo previsto l’impiego dimoduli radio superreattivi a 300 MHz(a banda stretta) e moduli superetero-dina funzionanti sulla banda dei 30MHZ (precisamente a 29,7 MHz). Inentrambi i casi la codifica è del tipoMM53200. L’utilizzo di ricevitorisupereterodina a 29,7 MHz consentedi impiegare il radiocomando anche inzone con forti disturbi. Questo generedi ricevitore è infatti meno sensibile aicampi elettromagnetici sia per la fre-quenza di lavoro più bassa che per labanda più ristretta. Per queste ragioni,in linea di massima, i dispositivi supe-reterodina consentono anche di ottene-re una portata maggiore. Infatti, afronte di un raggio di azione di circa

200 metri per i sistemi superreattivi a300 MHz, la portata dei sistemi supe-reterodina a 29,7 MHz supera tran-quillamente i 300 metri. I trasmettitoria più canali differiscono per la presen-za di più tasti che agiscono sugli ulti-mi due bit della codifica (pin 11 e 12dell’MM53200). Le dimensioni del txnon cambiano così come non differi-scono neppure nel caso dei dispositivia 29,7 MHz nonostante questi circuitiutilizzino anche un quarzo ed un’an-tenna in ferrite. Ma torniamo a bombaal nostro sistema espandibile. Il circui-to base utilizza uno stadio di decodifi-ca ad un canale oltre a tre slot nei qualipossono essere inserite altrettantidecoder. Lo schema elettrico è simile aquello del ricevitore monocanale; ildispositivo può essere alimentato sia a12 che a 24 volt (in quest’ultimo casoJP1 va lasciato aperto) mentre almodulo radio ed ai vari circuiti didecodifica giunge la tensione a 9 volt

ES

PAN

DIB

ILE

60

COMPONENTI

R1: 220 KohmR2: 22 KohmR3: 10 KohmR4: 4,7 KohmR5: 1,5 Kohm

D1: 1N4148D2: 1N4148DL1: Led rosso 3mmC1: 100 pFQ1: BC547BQ2: BC547BU1: UM86409

RL1: Relè miniatura12V 1 Sc

Varie:- Connettore maschio10 + 10 poli

- C.S. cod. F47

PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

VEDI A PAGINA 78

l’espansione in pratica

presente all’uscita del regolatore a 3pin U1 (un comune 7809). I varimoduli di decodifica hanno in comune

tra loro, oltre all’alimentazione e l’in-gresso del segnale, anche le prime 10linee di indirizzamento che fanno

capo al dip-switch SW1. Le ultimedue linee di controllo sono indipen-denti tra loro in modo da poter sele-zionare per ciascun modulo il correttocodice di attivazione. Per le connessio-ni tra la piastra base ed i moduli didecodifica vengono utilizzati degli slotda 20 pin. Lo schema elettrico del sin-golo modulo di decodifica è pratica-mente uguale a quello del circuito uti-lizzato nella piastra base: oltre all’inte-grato UM86409, infatti, vengono uti-lizzati due transistor, un led, il diodo diprotezione e pochi altri componentipassivi.

IN PRATICA

La realizzazione di questo ricevitorenon presenta particolari difficoltà dalmomento che per la parte più com-plessa, la sezione a radiofrequenza,viene utilizzato un modulo già tarato ecollaudato. Anche i trasmettitori,essendo realizzati in SMT, non posso-no essere autocostruiti e perciò vannoacquistati già montati e collaudati. Aseconda delle caratteristiche che deveavere il sistema ( leggi:portata) ed infunzione dei disturbi radioelettrici pre-senti nel luogo in cui verrà installato ilricevitore, bisogna scegliere il tipo diricevitore, superreattivo a 300 MHz osupereterodina a 29,7 MHz.Ovviamente, se i costi fossero ugualela scelta non potrebbe che cadere sulsecondo sistema ma dal momento chela differenza di prezzo è sensibile, ènecessario considerare anche questoaspetto nel scegliere il tipo di radioco-mando. Per i motivi che abbiamoesposto poco fa, il ricevitore nonnecessita di alcuna taratura o messa apunto a parte la programmazione deicodici dei vari canali, codici che deb-bono essere simili a quelli del trasmet-titore. Il circuito può essere alimentatocon una tensione continua a 12 o 24volt; nel caso dei ricevitori a 300 MHzquale antenna può essere utilizzatouno spezzone di filo rigido mentre secon i moduli a 29,7 MHz è necessarioutilizzare un’antenna a stilo accordata.

schemaelettrico

dell’espansione

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apricancelli, i telecomandi per auto,quelli che consentono l’attivazionedegli impianti antifurto ed altri ancora.Tutti questi dispositivi sono codificatidigitalmente: i sistemi di codifica piùdiffusi utilizzano gli integratiMM53200 e la serie Motorola

FREQUENZA: 433 MHzCODIFICA: MM53200CANALI: 2 USCITA: bistabile

Isistemi di controllo a distanza viaradio si dividono in due categorie: i

cosiddetti radiocomandi ed i radiocon-trolli. Queste definizioni non ci aiuta-no a capire più di tanto quali siano lecaratteristiche e le prestazioni di que-ste due famiglie. Vediamo dunque dichiarirci un po’ le idee. Col termineradiocomandi vengono classificatitutti quei dispositivi composti da unricevitore e da un trasmettitore chesono in grado di operare fino ad unmassimo di 200-300 metri.Appartengono a questa categoria gli

TELECONTROLLOUHF 2 CANALI

Il trasmettitore da 50 mW ed il ricevitore ad elevata sensibilità consentono diottenere una portata di circa un chilometro. Facilissimo da realizzare grazie

all’impiego dei moduli a radiofrequenza già tarati e collaudati.

MC145026-7-8; da alcuni anni vengo-no utilizzati anche dei microcontrollo-ri (i COP della National, i PIC dellaMicrochip, gli ST della SGS e cosìvia...) che consentono di ottenere codi-fiche con miliardi di combinazioninonché altre particolari funzioni qualil’autoapprendimento. Questi sistemiutilizzano potenze di trasmissione del-l’ordine di 2÷10 mW alle quali corri-spondono portate di 10÷300mt. Perottenere la massima portata è semprenecessario utilizzare antenne esterneaccordate. Alla categoria dei radiocon-

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trolli appartengono invece tutti queidispositivi per collegamenti punto-punto in grado di coprire distanze digran lunga superiori, che non di radoraggiungono i 30÷50 Km. I trasmetti-tori utilizzati erogano potenze dell’or-dine di 1÷5 W e fanno uso di antennedirettive per migliorare ulteriormentele prestazioni. Anche in questo caso isegnali sono perlomeno codificati.Spesso questi sistemi svolgono funzio-ni più complesse per cui i segnali tra-smessi via radio contengono un nume-ro maggiore di informazioni. Ad esem-pio, negli impianti di allarme a distan-za, il trasmettitore è controllato da unsistema intelligente che a sua volta è

collegato all’impianto antifurto, aquello di riscaldamento, ai sensoriantincendio ed a quello che segnala lefughe di gas. Questo genere di appa-recchiature ha un costo che è, comeminimo, dieci volte superiore rispettoai comuni radiocomandi; basti pensareche solamente una coppia di moduliradio costa tra le 500 mila lire ed ilmilione. Il progetto descritto in questepagine è una via di mezzo tra i duesistemi nel senso che è in grado digarantire una portata di circa 1 Km chein condizioni ottimali può anche rad-doppiare. Più volte in passato ci sonostati richiesti progetti di questo tipo:per attivare una motopompa che si tro-

vava a 500 metri da casa, per ritra-smettere a distanza il segnale di allar-me di un impianto antifurto, per teneresotto controllo le moto d’acqua (da unpaio d’anni chi noleggia le moto devepoter spegnere da riva il motore con untelecomando), eccetera. E’ evidenteche in questi casi si potrebbe farericorso ad impianti di radiocontrolloma i costi sarebbero sicuramenteeccessivi. Il nostro sistema utilizza untrasmettitore radio codificato che lavo-ra sulla frequenza di 433,92 Mhz(ovvero nella banda UHF) ed è ingrado di erogare una potenza di 50mW su un carico di 52 Ohm. Il ricevi-tore è un supereterodina con sensibilità

tx, schema elettrico

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migliore di 2 microV. Sono disponibi-li due canali codificati che utilizzano iltradizionale MM53200. La portata delnostro sistema varia in funzione del-l’antenna utilizzata e degli ostacolipresenti tra TX e RX. Facendo uso diuno spezzone di filo rigido siamo riu-sciti a coprire una distanza di 500÷600metri che aumenta di poco utilizzandodue antenne caricate in gomma. Laportata sale a circa 1 Km utilizzandodue antenne a stilo installate a qualchemetro d’altezza. Le prove sono stateeffettuate col ricevitore e la relativaantenna installati all’interno di uncapannone industriale ed il trasmetti-tore all’esterno, sul tetto di un’autovet-tura. Montando entrambe le antenneall’esterno, magari ad una discretaaltezza, è verosimile che la portatapossa raddoppiare. Per migliorareulteriormente le prestazioni è possibi-le fare ricorso a due antenne direttive.Come accennato in precedenza, ilnostro sistema di telecontrollo utilizzanella sezione a radiofrequenza duemoduli ibridi dell’Aurel; pertanto que-sto progetto può essere portato a ter-mine anche da chi non ha alcuna espe-rienza in campo radio: questi modulisono infatti già tarati e pronti all’uso esi possono usare come un circuito inte-grato. Dopo questa lunga ma necessa-ria introduzione, analizziamo in detta-glio lo schema elettrico del nostrosistema di telecontrollo iniziando daltrasmettitore.

IL TRASMETTITORE

La sezione a radiofrequenza, di cuitroviamo lo schema elettrico nellapagina di sinistra, fa capo al moduloibrido U1 la cui frequenza di lavoro èesattamente di 433,92Mhz; tale fre-quenza viene controllata da un risuo-natore tipo SAW da cui il nome:TX433SAW. Il modulo può essere ali-mentato con una tensione continuacompresa tra 5 e 12 V; a 5 V il dispo-sitivo eroga una potenza di 10 mWmentre a 12 V la potenza ammonta aben 50 mW. La tensione di alimenta-zione va applicata al pin 15 mentre ilterminale 11 va collegato all’antennala cui impedenza caratteristica deveessere di 52 Ohm. Al pin 3 fa capol’ingresso del segnale digitale dimodulazione che viene generato dal-

il cablaggio del trasmettitore

COMPONENTI

R1: 1 KohmR2: 1 KohmR3: 100 KohmR4: 100 KohmR5: 47 KohmR6: 15 KohmR7: 2,2 KohmR8: 220 KohmR9: 47 KohmR10: 1 KohmC1: 100 nF ceramicoC2: 470 µF 16 V elettr. rad.C3: 100 nF ceramicoC4: 100 pF ceramicoD1: 1N4002D2: 1N4002D3: 1N4148D4: 1N4148

D5: 1N4002D6: 1N4002D7: 1N4148D8: 1N4148LD1: diodo LED rossoU1: modulo TX433-SAWU2: UM86409T1: BC557FC1: CNY74-2S1: pulsante n.a.S2: pulsante n.a.DS1: dip-switch 10 poliRL1: relè Taiko 12 V 1 scambioVarie:- zoccolo 4+4 pin- zoccolo 9+9 pin- morsetto 2 poli (2 pz.)- morsetto 6 poli- circuito stampato cod. E28(Le resistenze sono da 1/4 W)

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rx, schema elettrico

valore alto mentre il pin 12 viene con-nesso tramite il transistor del fotoac-coppiatore oppure tramite il pulsanteS2. A riposo il consumo del circuito èinsignificante (circa 1 microA) mentrein trasmissione l’assorbimento è dicirca 100 mA dovuti in gran parte alrelè. L’antenna da collegare in uscitadeve presentare un’impedenza di 52Ohm in quanto il modulo trasmittentepresenta una impedenza analoga.Occupiamoci ora della sezione rice-

vente e del decodificatore.

IL RICEVITORE

Come si vede dallo schema elettrico, ilcuore di questo dispositivo è rappre-sentato dal modulo U3, un ricevitoresupereterodina a 433,92 MHz conoscillatore locale pilotato da un risuo-natore SAW e frequenza intermedia a10,7 MHz. Il modulo è un vero gioiel-lo di tecnologia: tutti i componenti

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i moduli impiegati

Il ricevitore è unsupereterodinaAurel con sigla

RXSDT433

Il modulo trasmittente

AurelTX433SAW

eroga 50 mW.

Circuito stampato del trasmettitore in scala 1:1.

l’integrato U2, un comunissimoMM53200 o un suo equivalenteCMOS (UM3750 o UM86409).Questo dispositivo genera un treno diimpulsi composto da 12 bit: la duratadi ciascun impulso può assumere duevalori leggermente differenti che corri-spondono al livello logico 1 o al livel-lo 0. L’integrato può funzionare siacome codificatore che come decodifi-catore. Ovviamente in questo caso ilchip funge da codificatore. La duratadi ciascun bit, ovvero il codice digita-le da trasmettere, viene scelto agendosul dip-switch DS1 che controlla iprimi dieci bit e che è collegato ai ter-minali 1-10. Gli ultimi due (che corri-spondono ai pin 11 e 12) fanno capoalla codifica dei canali. La rete R8/C4determina il clock del codificatore,ovvero, in ultima analisi, la frequenzadel treno di impulsi. Normalmente ilcircuito non è in trasmissione: per atti-varlo è necessario premere i pulsantiS1 o S2 oppure fornire agli ingressiCH1 o CH2 un segnale digitale la cuiampiezza deve essere di almeno 5 V.Se immaginiamo di fornire tale tensio-ne, ad esempio, al canale 1, il transi-stor del fotoaccoppiatore collegato aipin 7 e 8 entra in conduzione. Ciò pro-duce due importanti effetti: manda amassa, tramite D7, il penultimo bit dicodifica e provoca l’entrata in condu-zione del transistor T1 il quale a suavolta attiva il relè che alimenta sia ilmodulo RF che il codificatore.L’entrata in funzione del circuito èsegnalata dall’accensione del led LD1montato in serie alla linea di alimenta-zione di U2. Questa inusuale configu-razione consente di ridurre a circa 10V la tensione di alimentazione di U2 ilcui valore massimo è di 11 V. Il dispo-sitivo entra dunque in trasmissioneirradiando un codice formato da 12bit. Gli ultimi due bit assumono ilvalore 0 1 quanto il pin 11 di U2, perquanto appena descritto, risulta prati-camente collegato a massa (livellologico 0) mentre il pin 12 resta alto.Avremmo ottenuto lo stesso effettopremendo il pulsante S1. Per attivare ilsecondo canale è necessario inviareuna tensione continua all’ingressoCH2 oppure premere il pulsante P2. Inentrambi i casi gli ultimi due bit delcodice trasmesso assumono il valore 10 in quanto il pin 11 di U2 presenta un

(ovviamente in tecnologia SMD) tro-vano posto su una piastrina che misu-ra appena 46 x 19 mm con uno spes-sore di soli 6 mm! Il ricevitore presen-ta una sensibilità di 2 microV ed unalarghezza di banda di 400 kHz (moltostretta per il tipo di applicazione). Labanda passante BF è di circa 2kHz el’assorbimento a 5 V è di appena 10mA. Lo schema applicativo è quantodi più semplice si possa immaginare:la tensione di alimentazione vieneridotta a 5,1 V dallo zener DZ1 edapplicata ai pin 1 e 10 mentre il pin 15che alimenta gli stadi di uscita va col-legato alla linea positiva a 12 V. I ter-minali 2, 7 e 11 sono connessi amassa. L’antenna va collegata al pin 3mentre l’uscita del ricevitore (sullaquale è presente un treno di impulsidel tutto simile a quello irradiato daltrasmettitore) fa capo al terminale 14.Questo segnale viene inviato agliingressi dei due integrati di decodificaU4 e U5 (pin 16). Ciascun integratoconfronta il codice in arrivo con quel-lo impostato mediante il dip switchDS1. Quest’ultimo componente è col-legato alle prime 10 linee di codificadi ciascun integrato; gli ultimi dueingressi di codifica (pin 11 e 12) pre-sentano invece un livello logico benpreciso, 0 1 nel primo caso e 1 0 nelsecondo. Infatti il pin 11 di U4 è con-nesso a massa mentre il 12 non è col-legato (in questo caso assume sempreun livello logico alto); viceversa, nelcaso di U5, il pin 11 è libero mentre ilpin 12 è connesso a massa. In pratica iltreno di impulsi relativo al primocanale viene riconosciuto da U4 men-tre il decoder U5 riconosce il codicedel secondo canale. Quando il canaleviene riconosciuto, l’uscita del deco-der (pin 17) passa da un livello logicoalto ad un livello logico basso. Le retiRC composte da R2/C10 e R3/C4determinano la frequenza dei clock deidue integrati di decodifica, frequenzache deve essere uguale a quella utiliz-zata in trasmissione dall’integratocodificatore. I due segnali di uscitavengono sfasati di 180° da T3 e T4applicati all’ingresso di altrettanti flip-flop contenuti all’interno dell’integra-to U2, un comune CMOS tipo 4013.Compito di questo stadio è quello diottenere dal nostro circuito un funzio-namento bistabile. In pratica quando

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il cablaggio del ricevitore

COMPONENTI

R1: 470 OhmR2: 220 KohmR3: 220 KohmR4: 47 KohmR5: 15 KohmR6: 47 KohmR7: 15 KohmR8: 4,7 KohmR9: 4,7 KohmR10: 22 KohmR11: 22 KohmR12: 100 KohmR13: 1 KohmR14: 1 KohmR15: 4,7 KohmR16: 100 KohmR17: 4,7 KohmR18: 100 Kohm

C1: 220 µF 16 V elettr. C2: 100 nF ceramicoC3: 100 µF 16 V elettr. C4: 100 nF ceramicoC5: 10 nF ceramicoC6: 10 nF ceramicoC7: 2,2 µF 16 V elettr. C8: 100 µF 16 V elettr. C9: 100 nF ceramicoC10: 100 pF ceramicoC11: 100 pF ceramicoD1: 1N4002D2: 1N4002D3: 1N4002D4: 1N4002DZ1: zener 5,1 V 0,5 WLD1: diodo LED rossoLD2: diodo LED rossoT1: BC547T2: BC547

T3: BC557T4: BC557U1: 7812U2: 4013U3: modulo STD433U4: UM86409U5: UM86409DS1: dip-switch 10 poliRL1: relè miniatura

Taiko 12 VRL2: relè miniatura

Taiko 12 VVarie:- zoccolo 7+7 pin- zoccolo 9+9 pin- morsetto 3 poli (2 pz.)- morsetto 4 poli- basetta cod. E29(Le resistenze sono da1/4 W tolleranza 5%)

arriva un treno d’impulsi, ovveroquando viene premuto uno dei duepulsanti del trasmettitore, il relè relati-vo si attiva e quando il pulsante vienerilasciato il relè rimane attivo. Perritornare nella condizione di riposo ènecessario premere nuovamente il pul-sante. Ovviamente anche il secondocanale funziona allo stesso modo. E sedesideriamo il funzionamento adimpulso? Nessun problema, basta eli-minare l’integrato U2. In questo casoil relè resta eccitato fino a quando ilpulsante rimane premuto. Nel primocaso i transistor (T1 e T2) che pilotanoi due relè vengono controllati diretta-mente dalle uscite (pin 1 e pin 13) diU2, nel secondo sono T3 e T4 a con-trollare gli altri due transistor tramitele resistenze R10 e R11. I diodi LEDLD1 e LD2 segnalano lo stato delledue uscite. Il circuito necessita di unatensione di alimentazione continua di12 volt. Qualora sia disponibile unatensione di tale valore, il positivoandrà collegato direttamente al puntocontraddistinto dalla sigla “12 V”mentre se il potenziale a disposizioneè maggiore si dovrà utilizzare il punto“14-20 V”. In questo caso la tensioneproveniente dall’alimentatore vieneapplicata ad un regolatore a 3 pin cheprovvede ad abbassare il potenziale a12 V. Ovviamente, utilizzando un ali-mentatore a 12 V si potrà eliminare ilregolatore U1. La tensione che ali-

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PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

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menta gli integrati di decodifica U4 eU5 viene ulteriormente abbassata pereffetto dei due diodi D3 e D4. Comegià accennato, infatti, la tensione mas-sima di alimentazione degli integratiMM53200 (o UM86409) è di 11 V.

MONTAGGIO E COLLAUDO

Per realizzare le due basette consiglia-mo di utilizzare il metodo della fotoin-cisione; ricordiamo anche che questoprogetto è disponibile in scatola dimontaggio e quanti acquisteranno ilkit troveranno nella confezione lebasette serigrafate, con le piste stagna-te e complete di solder. Il cablaggionon presenta alcun particolare proble-ma. Come al solito montate per primi icomponenti a basso profilo, e succes-sivamente quelli con profilo maggiore.Ultimato il cablaggio non resta cheverificare se i due dispositivi funziona-no come previsto. A tale scopo colle-gate alla presa di antenna (lato caldo)dell’RX e del TX due spezzoni di filorigido lunghi esattamente 17 cm.Alimentate i due dispositivi e premeteil pulsante S1 del trasmettitore: setutto funziona correttamente il primo

relè si attiverà e resterà eccitato ancheal rilascio del pulsante. L’entrata infunzione del trasmettitore viene evi-denziata dall’accensione del led LD1.Per ottenere il ritorno allo stato inizia-le dovrete premere nuovamente il pul-sante. Verificate ora che tutto funzionianche con un segnale esterno. A talescopo, applicate una tensione continuadi ampiezza compresa tra un minimodi 5 ed un massimo di 15 V all’ingres-so CH1. A questo punto non resta cheeffettuare le prove di portata. Se inten-dete utilizzare come antenne gli spez-zoni di filo rigido è consigliabile farericorso ad un contenitore plastico, inquesta configurazione la portata mediadovrebbe risultare di almeno 500÷600metri. Nel caso intendiate utilizzareun’antenna commerciale da esterno, èinvece consigliabile montare i circuitiall’interno di altrettanti contenitori inalluminio, ad esempio in due Tekomodello Al Box 4/B. Il collegamentotra il connettore e la presa d’antennadella basetta deve essere il più cortopossibile. Utilizzando questa versionedel nostro telecontrollo siamo riuscitia coprire una distanza di 700 metrifacendo ricorso a due antenne bibandaComet B-10M avvitate direttamentealla presa coassiale. Utilizzando colricevitore un’antenna tipo ProcomMHU-3-Z installata ad un’altezza dicirca 5 metri siamo riusciti a coprireuna distanza di oltre 1 Km.

La piastra del ricevitorea montaggio ultimato.

Il cuore di questo dispositivo è

rappresentato dal moduloRXSTD433, un ricevitoresupereterodina a 433,92

MHz con oscillatorelocale pilotato da un

risuonatore SAW.Il modulo è un vero

gioiello di tecnologia: tutti i

componenti (di tipoSMD) trovano posto su

una piastrina che misuraappena 46 x 19 mm.

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che realizza un completo ricevitoreradio AM molto selettivo e molto sta-bile. Perché? Perché funziona in supe-reterodina, non é un superrigenerativo

FREQUENZA: 433 MHzCODIFICA: MotorolaCANALI: 2 USCITA: impulso/bistabile

Approfittando dell’arrivo sul mer-cato di un minuscolo modulo

ibrido, abbiamo messo a punto unnuovo radiocomando professionaleche descriviamo in queste pagine.Diciamo professionale perché offreprestazioni sicuramente interessanti eda non trascurare, paragonabili conquelle dei migliori prodotti commer-ciali. Tutto merito del modulo ibridoSTD433, prodotto dalla ditta Aurel,

SISTEMASUPERETERODINA

2 CANALIRadiocomando compatto ed affidabile con sezione RF in

supereterodina quarzata con uscita ad impulso o bistabile. Particolarmenteindicato per impieghi professionali.

come l’RF290-A, che pure si compor-ta molto bene; inoltre la frequenza del-l’oscillatore locale è stabilizzatamediante un quarzo, perciò si puòessere certi che il circuito sia sintoniz-zato sempre sulla stessa frequenza, eche quindi abbia la massima sensibi-lità. Inoltre il modulo STD433 nonlavora ai soliti 300 MHz degli aprican-cello, ma a 433,92 MHz, frequenza giàusata (come standard) in molti Paesi

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per le applicazioni di telecomando viaradio; senza contare che per aumenta-re la portata del sistema, quindi la sen-sibilità del ricevitore radio, in luogodello spezzone di filo si può utilizzareun’antenna caricata per apparati RTXin UHF, poiché esiste già in commer-cio. Per la frequenza di 300 MHz inve-ce bisognerebbe accontentarsi dellospezzone di filo o dello stilo metallicoda 20 centimetri. Insomma, la disponi-bilità del modulo ricevitore a 433MHz porta con sé molti vantaggi perchi, come noi, lavora con i radioco-mandi; sicuramente tra i più significa-tivi sono da annoverare la portata mas-sima (di circa 300÷500 metri) e la sta-bilità di funzionamento. Il nostro cir-cuito è molto compatto perché le sueparti principali sono realizzate in SMD(Surface Mounting Devices) su modu-li ibridi: non solo il ricevitore radio,ma anche la decodifica ed i circuiti dipilotaggio dei relè di uscita. Infatti ilsegnale demodulato dall’STD433viene decodificato da un altro moduloibrido (sempre di produzione Aurel): ilD2MB, che contiene due decoderMC145028 Motorola. Il D2MB con-tiene anche i circuiti di pilotaggio deirelè, che per ciascuno dei due canalidecodificabili offre due uscite: una adimpulso ed una a livello. Cosa si puòchiedere di più ad un radiocomando?Ah, il trasmettitore? Beh, c’é anchequello: è anch’esso a due canali, ditipo tascabile, trasmette esattamente a433,92 MHz come vuole il ricevitoreed è disponibile già montato e collau-dato essendo interamente realizzatocon componenti SMT. Bene, ora cheabbiamo visto a grandi linee il radio-comando, è il caso di dargli un’occhia-ta più approfondita, esaminando loschema elettrico del ricevitore, al soli-to illustrato in queste pagine. Il circui-to, lo vedete, è composto da due inte-grati (U1 ed U2) e da qualche compo-nente discreto; non mancano natural-mente i relè, che sono gli elementi dicommutazione delle uscite. L’interocircuito si alimenta con una tensionecontinua di valore compreso tra 12 e20 volt; T1 provvede a limitare, stabi-lizzandola, tale tensione al valore di11,4 volt. Infatti viene polarizzatodalla tensione ai capi del diodo ZenerDZ2; tale tensione è 12 volt, e sot-traendo la caduta (0,6 volt) sulla giun-

Il ricevitore supereterodina èstato appositamente realizzato

per essere abbinato altrasmettitore portatile

TX2C-SAW. Quest’ultimo èrealizzato completamente in

tecnologia SMD onde ridurreal minimo le dimensioni che

sono di appena 65,5 x 37 mm. Il trasmettitore dispone di un

filtro SAW a 433,92 MHz che lorende perfettamente

compatibile con il modulo ibrido utilizzato nel ricevitore,inoltre la presenza di tale filtro

migliora la stabilità infrequenza del sistema e ne

aumenta notevolmentela portata.

Il telecomando a 433 MHz

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zione di base del transistor si ottengo-no appunto 11,4 volt. La tensione è sta-bilizzata perché per variazioni di cor-rente anche relativamente grandi, laVbe (caduta di tensione base-emettito-re) del T1 non aumenta più di tanto,passando al limite a 0,65 ÷ 0,7 volt. Ilmodulo ricevitore radio STD433(siglato U1) viene alimentato da duetensioni: gli 11,4 volt comuni al restodel circuito, e 5 volt (circa) ricavati conl’aiuto del diodo Zener DZ1.L’antenna (o lo spezzone di filo lungo17 centimetri) si collega al punto 3 delmodulo, mentre l’uscita del segnaleBF, cioè demodulato, è sul piedino 14. U1 provvede alla ricezione, alla con-versione di frequenza, e alla demodu-lazione del segnale ricevuto; la demo-dulazione è del tipo AM on/off, cioè ildispositivo rileva la presenza o l’assen-za della portante a 433,92 MHz inantenna. In presenza di portante la suauscita assume il livello logico alto. Ilsecondo integrato, U2, è un moduloibrido D2MB; contiene due decodifi-catori MC145028, ciascuno dei qualideve abilitare la propria uscita quandoil segnale al piedino 9 corrisponde alproprio codice; cioè, ciascuna decodi-fica è sensibile solo ad un codice.Questo viene assicurato dai collega-

menti all’interno del modulo: unMC145028 ha il nono ingresso di codi-fica collegato a massa (0 logico) men-tre l’altro lo ha connesso al piedino dialimentazione (1 logico). I primi 8 bitdi codifica sono in comune, e si impo-stano con i primi 8 switch del DS3,opportunamente collegato agli 8 piedi-ni di codifica esterni del modulo. Ladecodifica interna è basata su integratiMotorola, poiché il trasmettitore codi-fica secondo il loro standard: infatticontiene un MC145026 in SMD, cheprovvede alla generazione del codice.Anzi, dei codici, poiché i suoi primi 8bit sono impostati mediante un dip-switch (simile al DS3) mentre il nonopuò essere posto ad uno o zero logicomediante i pulsanti relativi ai due cana-li. Ogni volta che uno dei decoderinterni all’U2 riconosce il propriocodice porta a livello alto la propriauscita; quest’ultima rimane a livelloalto per un periodo di tempo determi-nato dai valori di R5 e C3: attualmente82 Kohm e 4,7 µF, che determinanol’eccitazione delle uscite (poiché larete è comune ai due decoder) per circamezzo secondo. Le uscite dei decoderMC145028 non corrispondono proprioa quelle del modulo D2MB, ma le pilo-tano; il modulo ha, per ciascun deco-

der, due uscite a transistor: una, quellaad impulso (siglata MONO nello sche-ma) è controllata direttamente dall’u-scita del rispettivo MC145028; l’altra èa permanenza (BIST.) cioè bistabile, efa capo ad un flip-flop di tipo D. Inpratica l’uscita del decoder pilota ilpiedino di clock di un flip-flop, la cuiuscita diretta è collegata al transistordell’uscita bistabile del modulo; ognivolta che il decoder riconosce il pro-prio codice, quindi porta a livello altola propria uscita, triggera il flip-flopfacendone cambiare lo stato di uscita. Mediante due interruttori, per ciascuncanale si possono selezionare le dueuscite, così da decidere se, inviando ilcodice dal trasmettitore, i relè devonoessere eccitati a permanenza o solo perun istante. L’eccitazione di ciascunrelè è evidenziata dall’accensione delrispettivo LED: si accende LD2 quan-do scatta RL1, e LD1 quando scattaRL2.

REALIZZAZIONE

Bene, ora che tutto l’aspetto teorico delradiocomando è chiaro si può pensarea quello pratico. Nonostante l’alta fre-quenza a cui lavora il modulo STD433non è difficile portare a termine il

schema elettrico del ricevitore

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il cablaggio del ricevitore

COMPONENTIR1: 470 ohm R2: 220 ohm R3: 1 Kohm R4: 1 Kohm R5: 82 Kohm C1: 4,7 µF 25Vl C2: 100 µF 25Vl C3: 4,7 µF 25Vl D1: 1N4002 D2: 1N4002 D3: 1N4002

D4: 1N4002 D5: 1N4002 D6: 1N4002 D7: 1N4002 DZ1: Zener 5,1V 0,5W DZ2: Zener 12V 0,5W LD1: LED rosso LD2: LED rosso T1: 2N1711 U1: Modulo Aurel STD 433 U2: Modulo Aurel D2MB DS1: Dip-switch 2 vie

DS2: Dip-switch 2 vie DS3: Dip-switch three-state 9 vie RL1: relè miniatura 12V, 1 scambio

(tipo Taiko-NX) RL2: relè miniatura 12V, 1 scambio

(tipo Taiko-NX) Varie:- Morsetto 3 poli p. 5 mm (2 pz.)- Morsetto 2 poli p. 5 mm- Circuito stampato cod. D50- Spezzone filo di rame l=17 cmLe resistenze sono da 1/4 di watt 5%

montaggio con successo; basta realiz-zare il circuito stampato su vetronite(ad una sola ramatura) seguendo latraccia lato rame che pubblichiamo inqueste pagine. Inciso e forato lo stam-pato si montano i componenti, parten-do da resistenze e diodi. Per questi ulti-mi è necessario rispettare la polaritàindicata nello schema elettrico, ed evi-denziata nella disposizione componen-ti pubblicata. I moduli SMD vannomontati in piedi; per la disposizionedei loro piedini, realizzando lo stampa-to con la nostra traccia non è possibilemetterli alla rovescia o uno al postodell’altro. Perciò andate tranquilli.Attenzione solo alle saldature: control-late che lo stagno non unisca due piaz-zole che devono restare separate.Attenzione anche alla polarità del tran-sistor T1. Il dip-switch a tre stati siinserisce in un solo verso, data la

disposizione dei suoi piedini; nessunproblema invece per quelli binari, chepossono essere messi in qualunquemodo. I relè sono del tipo miniatura;noi abbiamo usato i Taiko-NX, sosti-tuibili con gli Original OUA-12V. Nonvanno bene, nonostante lo stesso passodei piedini e il medesimo ingombro, iNational D012-M e ITT-MZ, poiché iterminali della bobina e dello scambiosono disposti diversamente. Terminatoe verificato il montaggio, il circuito èpronto all’uso, poiché non c’è nulla datarare. Per collaudarlo basta procurarsiun alimentatore da 12÷20 volt (corren-te erogabile di almeno 100 milliampè-re) e collegarne l’uscita ai punti di ali-mentazione della basetta; quindi, dopoaver impostato il dip switch DS3 comeil corrispondente sul trasmettitore, edaver chiuso DS1 e DS2 sulla posizione“MONO”, premendo uno dei pulsanti

del trasmettitore verificate che scattialmeno un relè. Naturalmente deveaccendersi il relativo LED. LED e relèdevono disattivarsi rilasciando il pul-sante del trasmettitore. Provate quindia spostare gli switch di DS1 e DS2 inposizione “BIST.” e verificate che pre-mendo il pulsante sul trasmettitore ilrelè del relativo canale (sul ricevitore)scatti e resti eccitato anche rilasciandoil pulsante stesso. Il relè deve ricaderepremendo un’altra volta il medesimopulsante. Il radiocomando funzionaanche senza antenna, ma con una por-tata di una decina di metri. Per ottene-re una portata ragionevole occorredotarlo di un’apposita antenna, che nelcaso più semplice è un pezzo di filoelettrico rigido saldato alla piazzolaconnessa al pin 3 del modulo STD433.Lo spezzone di filo deve essere lungo17 cm. Per ottenere il massimo (anche

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PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

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300÷500 metri di portata!) si può dota-re il ricevitore di un’antenna caricatain gomma per RTX UHF, collegando-la, mediante un connettore BNC eduno spezzone di cavo coassiale per TVallo stampato; il coassiale va collegatocon la maglia metallica a massa ed ilconduttore centrale alla piazzola chefa capo al piedino 4 del moduloSTD433.

IL MODULO STD433

Per far lavorare il nostro radiocoman-do a 433.92 MHz, frequenza adottatacome standard in molti Paesi, abbiamoimpiegato il nuovo modulo ibrido pro-dotto dalla Aurel: l’STD433 realizzatocome al solito con componenti a mon-taggio superficiale, in tecnologia a“film spesso” su supporto isolante diallumina. Contiene un ricevitore radio

con demodulatore AM di tipo on/off esquadratore del segnale digitale diuscita. Il ricevitore è un supereterodi-na, ovvero funziona a conversione difrequenza: il segnale sintonizzato dalcircuito accordato d’antenna vienemiscelato con un altro, prodotto da unoscillatore (oscillatore locale) ad unafrequenza 10,7 MHz maggiore; ilrisultato del battimento tra i duesegnali è una frequenza che è la diffe-renza tra le due: 10,7 MHz, appunto.Un filtro ceramico (visibile dall’ester-no) accordato a tale frequenza eliminaogni disturbo, lasciando demodularesolo il segnale (media frequenza) a

10,7 MHz. Il circuito supereterodina ènotevolmente migliore del superrige-nerativo, anche se rispetto ad esso èmeno sensibile; infatti è molto piùselettivo, quindi si possono utilizzaredue radiocomandi vicini operanti afrequenze contigue senza pericolo diinterferenze.Inoltre il circuito non produce spuriecome il superrigenerativo, perciò nonci sono grossi problemi ad avvicinarefisicamente due ricevitori, poiché nonc’é il rischio che uno blocchi il funzio-namento dell’altro. L’impiego di unrisuonatore SAW molto preciso per ilcircuito di oscillatore locale rendemolto stabile la sintonia del modulo;perciò la sensibilità è molto spinta (2µV) dato che la portante trasmessa dalminitrasmettitore senza dubbio cadenella cima della curva di selettività delricevitore.

Il ricevitore a montaggio ultimato

Fin da quando sono nati gli appara-ti elettronici c’è stata la necessità e

anche il desiderio di poter agire su diessi anche stando lontani; questo nonsolo per ciò che riguarda le cose fun-zionanti con l’elettricità, ma anche pertutte quelle cose che per mezzo dell’e-lettricità possono essere manipolate oinfluenzate. Per la versatilità e l’affi-dabilità che li caratterizzano, i radio-comandi sono i controlli a distanza dimaggiore interesse. Il ricevitore cheabbiamo progettato incorpora un cir-cuito ibrido SMD che svolge la fun-zione di ricevitore radio e demodulato-

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FREQUENZA: 300 MHzCODIFICA: MotorolaCANALI: 1 USCITA: bistabile

RICEVITORE PERCONTROLLO LUCI

Consente di controllare l’accensione e lo spegnimento di un carico direttamentecollegato alla rete mediante un TRIAC. Particolarmente indicato per l’attivazione a distanza di lampade. Il ricevitore viene alimentato direttamente dalla tensione di

rete tramite un trasformatore montato sulla basetta.

re del segnale RF ricevuto, consenten-do una notevole semplificazione dellostampato e la conseguente riduzionedelle sue dimensioni. Il circuito ricevi-tore è stato specificatamente progetta-to per il controllo di lampade funzio-nanti con la tensione di rete a 220 volt,

cioè per accenderle o spegnerle adistanza; quindi per realizzare un con-trollo di tipo ON/OFF. Praticamente ilradiocomando funziona in manierabistabile, permettendo di accendere lalampada controllata premendo il pul-sante del trasmettitore e di spegnerlapremendo il pulsante la volta successi-va. Vediamo dunque di passare allostudio dello schema elettrico, che cipermetterà di capire come funziona ilricevitore e il modo di operaredell’MC145028. La parte, se voglia-mo, più interessante del circuito è ilmodulo SMD d’ingresso, nello sche-

ma indicato con la sigla U1. Questomodulo comprende il ricevitore super-rigenerativo a 300 Mhz con il relativostadio demodulatore a modulazioned’ampiezza (modulazione di tipoON/OFF) oltre allo squadratore per“pulire” il treno di impulsi che deveandare al decodificatore U3.Praticamente il modulo offre in uscitaun segnale idoneo ad essere lettodall’MC145028, permettendo di ridur-re il ricevitore del radiocomando a solidue integrati ed ottenendo quindi cir-cuiti molto compatti e di dimensionitali da entrare agevolmente quasi dap-

pertutto. Mettiamoci dunque ad esami-nare il circuito; al piedino tre delmodulo SMD si collega l’antenna cui èaffidato il compito di captare il segna-le a radiofrequenza irradiato dal tra-smettitore. Nel nostro circuito l’anten-na è un po’ particolare in quanto èparte della basetta stampata: è infattiuna pista opportunamente sagomata,come si può vedere osservando la trac-cia del lato rame e la disposizionecomponenti; date le frequenze in giocoe la buona sensibilità del modulo ibri-do, anche una pista è sufficiente comeantenna. L’alimentazione per i piedini

1 e 10 (occorrono 5 volt) che è poiquella della parte RF del moduloSMD, viene prelevata dal semplice sta-bilizzatore di tensione composto daR1, C3 e DZ1; il piedino 15 (alimenta-zione dello stadio di uscita, cioè dellosquadratore) è invece alimentato diret-tamente dalla tensione di uscita delregolatore integrato U2, un comune7812. Il piedino 14 di U1 è l’uscita delsegnale demodulato e squadrato ecome si vede è collegato direttamenteall’ingresso del decodificatoreMC145028, ovvero al suo piedino 9. Ilpiedino 11 dell’U3 è l’uscita che indi-

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Schemaelettrico

ca la ricezione di un codice valido;normalmente si trova a livello logico 0e passa a livello alto quando il treno diimpulsi ricevuto al piedino 9 contieneil codice impostato con i dip-switchcontenuti in DS1. Il piedino 11 resta alivello alto finché al piedino 9 giunge ilcodice valido e comunque per untempo pari a quattro volte la durata diun treno di impulsi del trasmettitoredopo che è terminata l’ultima sequen-za di impulsi contenente il codice vali-do. La resistenza R2 e il condensatoreC9 determinano il tempo entro cuil’MC145028 deve considerare gli

impulsi in ingresso, per estrarne cor-rettamente il codice; la trasmissionedel codice è infatti seriale e per estrar-re i dati da una sequenza di impulsi ildecodificatore deve avere un temporiz-zatore sufficientemente preciso cheparta all’arrivo del primo bit e sia perquanto possibile sincronizzato con lasequenza. Diversamente non potrebbeavvenire correttamente il confronto trail codice in arrivo e quello impostatocon i dip-switch. C8 ed R5 agisconoinvece sulla sezione di temporizzazio-ne in modo da definire il tempo limite(time-out) che deve durare una sequen-

za di impulsi inviata dal trasmettitore,per essere riconosciuta da U3. Perimpostare il codice l’MC145028richiede una procedura sostanzialmen-te diversa da quella dell’MM53200: laprogrammazione si fa con degli switchtipo three-state, cioè si può decidere seportare uno dei piedini interessati alivello 0, a livello alto (1) o lasciarloelettricamente scollegato. Nel nostrocaso i primo otto terminalidell’MC145028 possono assumeresolamente tre stati mentre il nono pinè binario e può quindi essere messosolo a zero o ad uno. Quindi il sistema

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COMPONENTIR1: 820 OhmR2: 47 KohmR3: 180 KohmR4: 10 Kohm

R5: 100 OhmC1: 470 µF 16 V elettr. rad.C2: 100 nF ceramicoC3: 47 µF 16 V elettr. rad.C4: 100 nF ceramico

C5: 220 µF 25 V elettr. rad.C6: 100 nF ceramicoC7: 100 µF 16 V elettr. rad.C8: 100 nF ceramicoC9: 22 nF poliestere

Piano di cablaggio del ricevitore

Il ricevitore utilizza un modulo in SMD che contiene

un completo ricevitore radio per sistemi

radiocomandati a 300 MHz funzionante in modulazione

di ampiezza e completo di circuito squadratore di uscita. Il modulo (U1) va montato con i componenti

rivolti verso l’esterno della basetta.

di decodifica permette di riconosceresolo 13.122 combinazioni. Il dip-swit-ch DS1 diversamente dal solito dip-switch che siamo abituati a vedere e adusare, contiene dei deviatori e nondegli interruttori; inoltre i deviatoricontenuti hanno gli estremi in comu-ne: tutti i positivi insieme e tutti inegativi insieme; naturalmente ilpunto centrale (cioè il cursore) di cia-scuno switch è isolato dagli altri e col-legato ad un solo piedino con cui siconnette al rispettivo piedino di indi-rizzo del decodificatore MC145028.Proseguendo con l’esame del circuitovediamo che l’uscita dell’U3 (piedino11) è direttamente collegata al piedinodi clock (3) di uno dei due flip-floptipo D contenuti nell’integrato U4, uncomune CD4013. Il flip-flop è connes-so in modo latch e ogni volta che lostato logico sul piedino 3 passa da 0 ad1 le sue uscite (diretta, piedino 1 ecomplementata, piedino 2) cambianodi stato e lo mantengono fino ad unnuovo passaggio zero/uno del piedinodi clock stesso. Il condensatore C10 ela resistenza R4 costituiscono una reteC-R utile a portare a 12 volt il piedinodi reset (piedino 4) del flip-flop U4nell’istante in cui viene data l’alimen-

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C10: 4,7 µF 50 V elettr. rad.DZ1: Zener 5,1 V 1/2 WPT1: Ponte raddrizzatore 1 ATRIAC: TLC336AU1: RF290A/300

U2: 7812U3: MC145028U4: 4013DS1: Dip-switch three-state 9 pinTF1: Trasformatore 220/15 V 1 VA

Varie:- Zoccolo 7+7 pin- Zoccolo 8+8 pin- Circuito stampato cod. C07- Morsetto 2 poli p. 5 mm (2 pz.)

PER LA SCATOLADI MONTAGGIO

VEDI A PAGINA 78

tazione al circuito. Il flip-flop control-la direttamente il funzionamento di unpiccolo triac a cui è affidato il compi-to di chiudere o interrompere il circui-to di alimentazione della lampada chesi collega ai punti LP; la resistenza R5è stata inserita per limitare la correnteerogata dal piedino 1 del flip-flopquando si porta a livello alto eccitandoil gate del triac. Ovviamente quandol’uscita diretta del flip-flop (cioè ilpiedino 1) va a livello alto, il triacviene eccitato e chiude il circuito dellalampada facendola accendere. Quandoil piedino 1 dell’U4 si trova a zero voltil triac è invece bloccato e non lasciascorrere corrente nella lampada, cheresta così spenta. Il modulo SMD e gliintegrati U3 e U4 con la rispettiva cir-cuiteria vengono alimentati da un cir-cuito stabilizzato che fornisce 12 voltesatti (in continua). L’alimentatore ècomposto da TF1, PT1, U2, C5 e C4.Il TF1 è un normalissimo trasformato-re riduttore da rete dal cui secondario

possiamo prelevare una tensione di 15volt efficaci, che vengono poi raddriz-zati dal ponte PT1; questo fornisce trai suoi punti + e - degli impulsi sinusoi-dali positivi (rispetto a massa) checaricano il condensatore elettroliticoC5, mantenendo ai suoi capi una ten-sione continua di circa 20 volt. U2provvede a ridurre e stabilizzare que-sta tensione al valore di 12 volt inmodo da fornirla al resto del circuito.

REALIZZAZIONE E COLLAUDO

Il ricevitore del telecomando è sostan-zialmente molto semplice ed è propo-sto su uno stampato monofaccia chepotrete facilmente realizzare serven-dovi della traccia lato rame riportata inqueste pagine. Si inizia montando leresistenze, poi si prosegue con i com-ponenti a profilo più alto. Per il col-laudo bisogna procurarsi un trasmetti-tore con MC145026. Occorre poiimpostare gli switch presenti sullostampato del ricevitore allo stessomodo di come sono sul trasmettitore.Procedete ora al collaudo dopo avercollegato al ricevitore la tensione direte ed un portalampada con montatauna lampada a 220 volt.

Traccia rame in scala 1:1