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    8位單片機應用于遙控探照燈系統

    發布時間:2016/08/05 作者:admin   [返回列表]
    上海佛德遙控探照燈
          在舞臺上,有時為了營造某種特殊效果,需要關閉除探照燈以外的所有現場燈。探照燈必須照在演員身上。由于探照燈高高懸掛在天花板上,當演員移動時,依靠人工來完成探照燈方向調節非常不方便,而通過遙控調節則很方便,有時演員的位置又是固定的,這可能需要多臺探照燈透視照射一個固定位置(例如舞臺的中央)。如果探照燈能夠將這些位置以及燈的亮度預存到某個頻道,需要時再直接調則會方便很多。
     
      針對此應用,本文設計了一種支持頻道存儲的遙控探照燈系統來實現上述功能。該系統還可應用在監獄、各種高空作業和曠野、海面等工作場所,對遠距離巡查、追蹤、搜索、拯救和作業施工進行全方位、多角度照明。
     
      因為照射點的位置不定,要求探照燈可以上下左右360度自由移動,所以本系統采用了兩個電機,一個控制探照燈上下轉動,另一個控制探照燈左右轉動,此外,有時兩臺探照燈離得很近。
     
      當控制某一臺探照燈時,不能影響鄰近的探照燈,這就要求遙控控制信號的角度不能太大。相反,如果角度過小的話,探照燈又很難接收到信號,會使控制很不方便,因此信號的角度也不能太小,另一方面,為便于操作,探照燈的可控制距離應盡可能地遠。
     
      針對上述要求,本文采用了紅外與激光通信相結合的方法,在發送探照燈預選信號時采用激光發送,而發送探照燈轉動控制、亮度控制時等命令時采用紅外發送,在場景存儲及調出摸式的最后確認(控制哪臺探照燈)時采用激光發送,從而實現準確,方便的調節,燈的亮度控制應盡可能采用微調來滿足各種亮度的需求,因此,將燈的亮度從最亮到熄滅劃分為256個段。
     
    硬件系統設計
    1、總體結構
    該系統共包括5個模塊:CPU模塊、電源模塊、電機模塊、燈控模塊和通信模塊。其中,通信模塊又包括紅外通信模塊、激光通信模塊和指示燈顯示模塊,總體硬件原理框圖如圖1所示。
                                                           
    紅外接收模組接收紅外信號后送入CPU進行分析,以確定命令的性質,遙控器發送的激光信號由光電池接收,經放大后送入CPU。由光電繼續器、電機驅動及電機組成的閉環電路用來控制電機的位置,以控制探照燈的照射點,在電源模塊中產生一個2倍工頻的信號,該信號連接到CPU的中斷腳,中斷程序通過可控硅控制燈的亮度,EEPROM用來存儲頻道、探照燈位置和亮度,指示燈用來顯示探照燈當前的狀態。
    2、CPU模塊
      處于成本的考慮,該系統的各個子功能模塊須盡量減少硬件,并盡可能用軟件代替硬件,所以該系統的紅外通信模塊、激光通信模塊的解調都完全由軟件實現,這就使得 CPU中無需這些專用模塊,從而降低了成本,電機的驅動也沒有采用專用的驅動芯片,而是由通用I/O接口通過三極管來驅動電機轉動。
     
      由于節省了許多專用模塊,因此必然會增加對CPU通用I/O的需要,這就要求CPU中要有足夠的通用I/O接口,此外,系統還必須能穩定可靠地工作,并具有較強的抗干擾能力。
     
      基于以上原因,本方案選擇了Holtek公司的低價位I/O型單片機HT48R50A-1,這是一款基于RISC結構、低功率、安全靜態CMOS設計的高性能8位單片機,該單片機的工作電壓在8MHz時為3.3V-5.5V,4MHz時為2.2V-5.5V,它的功率損耗低,在5V/4MHz條件下的典型值為2mA,不使用看門狗定時器和RTC時,3V下靜態電流小于1μA,此外,它還具有工業級的工作溫度(-40℃-85℃)。
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