電子工作８７　–　２個のICと３１５MHz送受信モジュールで作る４チャンネル無線リモコンシステム

Electronics Project 87 – Simple Wireless Remote Control System Using Two ICs and RF Modules

 

概要    Introduction

   今回は電子工作８６で使ったIC類と新たに入手した３１５MHzの送受信モジュールを使って無線リモコンを製作してみることにした。既製のモジュールを使う理由は、回路が簡単になること、比較的値段が安いこと、さらに、無線のことは良く分からないからである。前と同様に今回もプログラムの作成は全く必要ない。

 

This time, I built a wireless remote control system using ICs, PT2262, PT2272L4/M4 and SC2272T4, as well as RF 315MHz transmitter and receiver modules. The reason why I used these RF modules is because their use can significantly simplify the transmission system in term of hardware. I also found that the combined use of PT2262 for transmitter and SC2272T4 for receiver could provide the toggle function to the system (first SW entry to turn on LED and the second same SW entry to turn off the LED). This toggle mode is very useful in practical applications

 

回路図   Circuit Diagram

下に示す様に、今回のシステムは新たに入手した送受信モジュールを前の電子工作８６の赤外線リモコンシステムに組み入れた形になっている。　PT2262を送信側に送信モジュールXD-FST（３１５MHz）とともに使い、いずれかのSWを押すごとにLEDが点灯しモジュールから電波が発信される。受信側では受信モジュールXD-RF315-5Vが発信されて来た電波を受取ってVt（ピン１７）に接続されたLEDを点灯させ、押されたSWに対応するLEDを点灯や消灯させる。このLED信号をブザーを鳴らしたり、リレーの駆動に利用出来る。アドレスピン（A０―A7）を設定すればアドレスの衝突が防げる。全てのピンを無接続（floating）でもOKだが、この回路図ではA0だけをGND（０）に接続し、多少アドレス衝突の可能性を下げた。送信器側でアドレスピンを３V（１）につなぐとLEDが常時薄く点灯し続け、更に、LEDを外しても１．９mAほど電流が流れて電池を消耗する．したがって、電池駆動の場合はアドレスピンの３V（１）接続は使えない。何故こうなるのか理由は不明。送信器の電流消費は小さく、待機時は0.0uAとほぼゼロ、SWを押した時２．５−２．６mAほど流れる。したがって、３Vボタン電池で充分持つ。送受信モジュールには２０cmのビニール線をアンテナとして接続した。実際無いと上手く通信しなかった。送信側PT2262と受信側PT2272L4 (latch)やPT2272M4 (momentary)の組合せでは前の赤外線リモコンの場合と同じような動作をする。受信側に別ブランドのSC２２７２T4を使った場合、Toggle動作（SWを１回押して受信側LEDが点灯、2回目に押すとそれが消える）をすることが分かった。この事実を見出したことは大きい。なぜなら、リレーなどを使った応用に大いに役立つからである。なお、送信器の電源電圧を上げると電波の飛距離が伸びるが指定された５Vにすると、１０m位までの距離では、多分電波の強すぎのためと思われるSWを押した時、受信側のLEDが点滅を繰返す誤動作が起こる。３Vでも２０m位の通信はできることがテストして分かった。

 

The following Transmitter and Receiver circuits for RF 315-MHz transmission are designed based on the previous IR Remote Control System in Electronics Project 86 and the use of inexpensive wireless transmitter and receiver modules available in the local market. When one of 4 SWs is pressed, the indicator LED lights up and the RF signal is sent out of Transmitter module. In the Receiver side, its Receiver module picks up that signal from the Transmitter, lighting up both the indicator LED and the corresponding LED. I found that the combined use of PT2262 in Transmitter and SC2272T4 in Receiver could provide the toggle function to the system, that is, pressing a SW in Transmitter turns on the corresponding LED in Receiver and the second pressing of the same SW turns off the same LED. To achieve this function without using SC2272T4, it becomes more complex, requiring the use of some logic ICs and additional circuits. Meanwhile, it was also proved that PT2262 worked with PT2272L4 (Latch)/M4 (Momentary) in the similar manner as in the previous IR Remote Control System. As shown the circuit diagram, driving a buzzer or a relay, for example, can easily be achieved simply by connecting their circuits to the LEDs in Receiver circuit. Here, one address pin A0 is connected to GND (0) to lower the possibility of address collision. With unknown reasons, A0 connection to 3V (1) in Transmitter is not possible because the indicator LED continuously lights up dimly even if no SW is pressed, making it impossible to use a 3V coin battery for Transmitter driving. Leaving all the address pins for floating is one of the address mode selections though address collision may be more likely to occur. A 20-cm long vinyl wire antenna was attached to both the modules as suggested by instructions. Without antennas, the system did not work properly. For the signal transmission, the addresses of both Transmitter and Receiver must be the same. The power consumption in Transmitter is very small, that is, when no SW is pressed (SW-entry waiting period), it is 0.0uA or almost zero, while a SW is being pressed, it increases to 2.5 – 2.6mA. As the power supply voltage increases, the transmission distance increase. The recommended voltage is 5V. According to my experiments, this voltage seems to be too strong if the distance between Transmitter and Receiver is less than about 12 meters. I observed a phenomenon that some LEDs in Receiver blinked repeatedly or an erroneous operation when SW is being pressed. So the power supply voltage was lowered to 3V, which easily covers a transmission distance of 15 meters. The system begins to work from the supply voltage of 2.2V.  

 (Fig.1)

 

動作

PT2262とPT2272L4との組合せの場合:

  1. 例えば、SW0を押すと対応する受信側LEDが点灯する。再度押しても消えずそのまま。
  2. SW0以外のSW、例えばSW2を押すとそれに対応するLEDが点灯し、SW0のそれは消灯する。
  3. こうして、4個のLEDsの内、最後に押されたSWに対応するLEDがいつも点灯する。
  4. SWsをまとめて同時に押すと押されたSWsに対応するLEDsが点灯する(最大4個)。
  5. そして、どれか1個のSWを押すとそれに対応するLED以外のLEDsは全て消灯する。
  6. 応用として、SW0 - SW2の3個のSWsを対応するLEDsをONにする目的に使い、SW3をOFF専用に使う。

PT2262とPT2272M4との組合せの場合:

1.       SWを押すと対応する受信側LEDが点灯し、離すとそのLEDは消灯する。

2.       複数個のSWsを同時に押すと対応するLEDsが同時に点灯し(最大4個)、離すと全て消灯する。

3.      応用として、例えば、SW0 - SW3の4個のSWsを使ってモーターのスピードUP/DOWNと回転の正転/逆転などの制御に使う。

PT2262とSC2272T4との組合せの場合

１．     いわゆる、トグル（Toggle）動作をする。SWを押すと受信器の対応するLEDが点灯し、もう一度同じSWを押すと消灯する。

２．     この動作はいろんなものに応用出来る。

SC2262（送信側）と、SC2272L4/T4やPT2272L4/M4（受信側）の組合せの場合

１．     どれか１個のSWを押すと、受信側のすべてのLEDが点灯し、次にSWを押すとそれらが消えたり、消えなかったり、と予想に反した動作をするので、上記の組合せは使えない。

 

Relationship between SWs and LEDs` lighting

When PT2262 and PT2272L4 are used together:

  1. If you press SW0, the corresponding LED0 (D0) lights up. But, even if you press the same SW0 again, the LED0 still keeps lighting up. To turn it off, you have to press some other SW, which then turns on its corresponding LED. That is, the LED corresponding to one of four SWs, which was pressed the last, stays lighting up.
  2. You can turn on more than one LED (all 4 LEDs at most) by pressing those SWs at the same time. Then, the pressing of any SW will turn on its corresponding LED but turn off all other lighted LEDs.
  3.  To change this IR transmission system to an ordinary ON (first SW entry)/OFF (second SW entry) system, some extra circuits needs to be added to the system.

 

When PT2262 and PT2272M4 are used together:

1.      When any SW is pressed, the corresponding LED lights up. Then, the release of the SW turns off the LED.

2.      If you press more than one SW at the same time, the corresponding LEDs light up. Then, the release of the SWs turns off all of them.

3.      Four SWs can be used for controlling a motor’s speed UP/DOWN and Forward/Reverse rotations, for example.

 

When PT2262 and SC2272T4 are used together:

    1.  With this combination, the toggle function (first SW entry to turn on LED and the second same SW entry to turn off the LED) is available for use.

 

(Photo 1)　実験中のRFシグナル送受信部：　下が送信部、上が受信部、アドレスはA0のみGND（０）

The upper photo shows RF Signal Transmitter while the lower photo shows RF Signal Receiver.

 

RFシグナル送信部  RF Signal Transmitter (PT2262)

Present address: A0-GND, all others floating

 

IRシグナル受信部  IR Signal Receiver (PT2272-L4, PT2272-M4 or SC2272-T4 being used here) with Buzzer

Present address: A0-GND, all others floating

 

(Photo 2) 送受信モジュールの表裏：　上が送信モジュール，下が受信モジュール

The upper two photos show Transmitter module (XD-FST) while the lower photos show Receiver module (XD-RF315-5V).

Transmitter module (requiring a 20-cm antenna cable)

 

Receiver module (requiring a 20-cm antenna cable)

 


結果とコメント

１）    ２個のICsと２個の送受信モジュールでRF無線通信が出来ることが分かった。

２）    差し当って１０m程度の近距離通信に利用しようと思っているので、電源を３Vにした。指定の５Vにすれば平地で１００m位に伸びるらしい。近距離で５V電源を使うと誤動作するようだ。

３）    PT２２６２とSC２２６２が完全互換と、どこかで読んだ記憶があるがどうも違うようだ。

４）    受信側にブザーを付け１０mほど離してテストしてみると、時折SWを押して鳴らしたブザーが次にSW押しても止まらなかったりする。何しろ電波のこと、周りからの干渉などがあるのだろう。

５）    PT２２６２と別ブランドのSC2272T4でトグル機能が使えることが分かったことは大きい。

６）    公称電源電圧は：　PT2262　４−１５V、SC2272T4　２−６V、送信モジュール　XD-FST　５−１２V、受信モジュール　XD-RF315-5V　５V　とあるので、送信器は最小／最大　5V/１２V、受信側は固定の５Vを用いないといけないことになる。今回は近距離で３Vでも充分動作するので差し当ってこの電圧で行く。電源電圧の問題はまだ結論が出せない。

７）    費用の詳細：　送信モジュール　XD-FST（aitendo）３５０円、受信モジュールXD-RF315-5V（aitendo）４８０円、PT２２６２（aitendo）１００円、SC2272T4（秋月）１００円など全部で１５００円ほど。


Results and Comments

1)      Using the relatively inexpensive ICs and transmitter and receiver modules, we can build an RF wireless remote control system having simple circuits.

2)      With the combined use of PT2262 and SC2272T4, it becomes possible to introduce the toggle function to this remote control system.

3)      The recommended power supply voltage for Transmitter is 5V, but 3V of a coin battery seems to be enough to cover a transmission distance of about 12 meters or less. That’s why I used a 3V Lithium coin battery. To cover a distance of say 100 meters, 5V may be required though no test has been done yet.

4)     The total cost is approximately 1500 Yen: XD-FST module 350 Yen, XD-RF315-5V module 480 Yen, PT2262/SC2272T4 100 Yen each, and other components.

 

 

追加情報　（２０１６．３．１１）

実用タイプの送信器と受信器の製作

　下に上記の回路図を元に製作した送受信器の写真を示す。送信器は実験ボードで組上げたものとほぼ同じで、違うところは入力SWの種類やプラスチックボックスに組み込んだことだけである。一方、受信器では受信用ICチップを載せるソケットをゼロプレッシャー式にしてある。3種類のICs（PT2272-L4(Lath), PT2272-M4（Momentary）、SC2272-T4(Toggle)）が応用する対象にすぐに対応出来る様にするためである。３個の内未使用の２個は予備としてソケットの側に設置しある。さらに、送信器の４個のSWsに対応して動作するように４個のDC５V１Aのリレー（９４１H−２C−５D）が組込んである。写真では４番目のリレー端子にはテスト目的でDC3Vで動作するブザーを電池ボックス付きでつなげてある。SW3を押すとリレー回路が閉じてブザー音が鳴る。電源にはコンパクトなAC１００V用のUSB５Vアダプタを使うことにした。オシロで調べても原因がまだ不明だが、SWを押すと対応するLEDとリレーが点滅やON/OFFを繰返す動作をする不具合が幾つかのUSBアダプタで発生することが分かった。目下のところ割と安定しているSony製のカメラDSC-HX60Vに付属してきた０．５AのUSBアダプタを使うことにしている。ノイズの問題かとコンデンサを入れたりしてみたがまだ完全な解決には至っていない。リレーの１個を５V２A（９４２H−２C−５DS）に替えて見たところこの不具合がより頻繁に発生した。リレーのより大きいコイル（４７ohmで１１０mA流れる、一方、５V１Aリレー９４１H−２C−５Dは１７０ohmで２９mA流れる）が受信モジュールなどに影響を与えているのかも知れない。また、アドレスピンはA0とA1をGNDにつなげてある。SC2272-T4(Toggle)を使って４個のLEDsと４個のリレーを全てONにした時の電流消費は１５０mAほどであった。LEDsの点灯なしの時、すなわち待機時は電池駆動も可能な１０mA以下に低下すると思われる。

 

Newly added information (2016.3.11)

Practical Transmitter and Receiver System

 The Transmitter shown here is almost the same as the above-mentioned one, but in Receiver a zero pressure socket is introduced for the convenience of a quick change of 3 types of receiver IC chips. Two spare chips are mounted next to the socket. At the same time, four DC5V1A relays are installed to the system. Here, one of them is used for driving a 3V buzzer with the battery pack. The Receiver consumes about 150mA when all four LEDs and relays are turned on using SC2272T4 (Toggle type). As the power supply source, a 5V USB adaptor is used. It is important to choose a proper noiseless adaptor because some adaptor tends to cause the on/off repetition of LEDs and relays with unknown reasons.

 

(Photo 3) 上の写真はプラスチックボックスに収納した実用型送信器、下の写真は同じく実用型受信器

The upper photo shows RF Signal Transmitter built in plastic box while the lower photo shows RF Signal Receiver capable of driving 4 relays.

 

RFシグナル送信部： ９０X６５X２２mmサイズのボックス使用

RF Signal Transmitter (PT2262), Present address: A0 and A1-GND, all others floating

 

IRシグナル受信部：  ゼロプレッシャー式ソケットを使ったので、ボード上に設置してある３種のいずれかのICを直ぐ交換使用出来る。

IR Signal Receiver:  As a zero pressure socket is used, any of PT2272-L4, PT2272-M4 and SC2272-T4 can easily be chosen and used.

The system drives four DC5V1A relays (941H-2C-5D). A 5V USB adaptor is used as a power supply source. A 3V buzzer is connected to a relay for testing purpose.

 

 

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