WO2016117989A1 - Dispositivo y sistema de control inteligente para mandos infrarrojo por medio de celular y controles remoto genérico ir. - Google Patents

Dispositivo y sistema de control inteligente para mandos infrarrojo por medio de celular y controles remoto genérico ir. Download PDF

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WO2016117989A1
WO2016117989A1 PCT/MX2015/000004 MX2015000004W WO2016117989A1 WO 2016117989 A1 WO2016117989 A1 WO 2016117989A1 MX 2015000004 W MX2015000004 W MX 2015000004W WO 2016117989 A1 WO2016117989 A1 WO 2016117989A1
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infrared
control
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controls
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PCT/MX2015/000004
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Inventor
Luis Fausto TERAN BALAGUER
Dino Alejandro Pardo Guzman
Original Assignee
CASTRO BALDENEBRO, Brayan Gamaniel
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated

Definitions

  • the present invention pertains to the area of electronics and computing more specifically to the remote and wireless control and monitoring of home appliances and systems.
  • the typical home, office building, or commercial establishment contains several appliances, such as refrigerators, microwave ovens, ovens, stoves, heating systems, refrigeration systems, and the like.
  • the Internet has resulted in worldwide connectivity for many types of devices.
  • the appliances however, only have traditional independent capacity.
  • Three primary communication technologies can be used to provide connectivity: wired, power line carrier (PLC) and wireless.
  • PLC power line carrier
  • Structured cabling (including, for example RS-232, RS-485, Ethernet, USB, HomePNA and industrial twisted pair networks) offers superior performance capability (if measured in terms of speed, noise immunity and the like) a An effective cost.
  • a disadvantage is that additional wiring to a house or business is required.
  • structured cabling raises the significant problem of retrofitting for networked devices in existing homes and businesses and increases the cost of new structures.
  • PLCs use a 120V or 240V AC power line as a vehicle for the creation of data networks by modulating the data in high-frequency carrier networks.
  • the high frequency carrier is usually between 100 to 400 kHz to keep it below the FCC's range of standards.
  • older technologies such as X10
  • CEBus and Lon Works are now available in the market and provide improved data rates and noise immunity at a reasonable cost.
  • Wireless technologies such as IEEE 802.11, Bluetooth, HomeRF, and the like solve the problem of additional wiring by modulating data using a radio frequency carrier (for example, at 2.4 GHz) that is broadcast through the antenna to the desired recipients.
  • a radio frequency carrier for example, at 2.4 GHz
  • Mobile phone applications may offer more bandwidth than currently available PLC technologies, but they do so at a higher cost.
  • antenna placement can be difficult.
  • Figure 1 shows a general scheme of the operation of the device.
  • Figure 2 represents the electronic diagram of the device of the present invention including all its parts.
  • Figure 3 is a schematic of the optical input module.
  • Figure 4 represents the simplified electronic diagram of the optical input module.
  • Figure 5 is the electronic diagram of the light detector sensor.
  • Figure 6 shows the electronic diagram of the infrared emitter control.
  • Figure 7 illustrates the protocol pattern for the volume control of a Sony infrared control.
  • Figure 8 is the electronic diagram for the IR data reception module of the device of the present invention.
  • Figure 9 illustrates the electronic diagram of the device's bluetooth communication module.
  • Figure 10 is a table containing the PIC records involved in the resource used in the present invention.
  • Figure 11 shows the diagram of the solid state relay connected to the RC4 leg of the microcontroller, switching the ignition of a 110 VAC bulb.
  • Figure 12 represents the electronic diagram of the pyroelectric censor module for heat detection of living beings.
  • Figure 13 shows the electronic diagram of the connection of the pyroelectric detector.
  • the photo switch (4) that is composed of an infrared emitter (1) at one end and an IR detector (2) at the other.
  • the infrared emitter (1) consists of an infrared LED (6) that is powered with 5V and a resistance of 100 Omhs to prevent its heating and wear.
  • the IR detector (2) has a phototransistor (7) that allows the passage of current from the collector (8) to the base, therefore the emitter (9) is connected to ground, and the collector (8) to the MCU microcontroller input (5) together with a resistance of 4.7 Kohms Pul ⁇ Up, to avoid bounces in the digital reading.
  • the MCU (5) detects a 0 in its logic input if the IR detector (2) does not detect interruption of the infrared beam (3) and sends a 1, high state, when the infrared beam (3) is interrupted.
  • the photo switch (4) is related to a logical variable within the program, called Output [0].
  • LDR photoresist (11) varies its output signal according to the changes in ambient light levels (12), and when connected in the circuit shown in Figure 5, there is a change in the voltage that the pins of Analog input of the MCU (5) can censor.
  • This circuit is the standard way to use an LDR photoresist (1 1) that changes its resistance to Starting from some physical phenomenon. The circuit of Figure 5 will change the voltage on analog pin 0 when the LDR photoresist (11) changes its resistance with the variation of ambient light levels (12).
  • a circuit of this type will not give us the full range of possible values of the analog input (0 to 1023) since the voltage does not range between 0 and 5 volts. This is because there will always be a voltage drop across each resistor, so the voltage where they meet will never reach the limits of the power supply.
  • LDR photoresistors (1 1) or similar it is important to check the current values that it returns in the situation in which they are being used. Therefore, you must determine how to convert the necessary values to control what you want to control.
  • LDR photoresistors (1 1) are a simple type of sensor called a resistive sensor. A range of resistive sensors respond to changes of different physical characteristics. The same circuit works for any type of simple resistive sensor.
  • the read value is assigned to the light variable, which then, if the automatic mode is activated, stops reading with the minimum and maximum preset determined by the user, to turn the output on or off .
  • the intelligent control device of the present invention is in the same room as the television and / or the air conditioner, and / or etc., the IR emitter control module (13) can take action on these devices. either programmed or directly from the mobile application.
  • the infrared led2 (14) and the appropriate resistance (15) are connected to a PWM bandwidth modulator (16) on the output pin 13.
  • a PWM bandwidth modulator (16) on the output pin 13.
  • the IR emitter control (13) works by turning the infrared LED2 (14) on and off in a particular pattern. However, to avoid interference from IR sources such as sunlight or other lights, the infrared LED2 (14) does not turn on constantly, but turns on and off at a modulation frequency (38KHz). The moment when a modulated signal is being sent will be called a mark, and when the infrared Led2 (14) is off it is called a space.
  • Each key in the mobile phone application has a particular code (12 to 32 bits) associated with it, and they are issued when the key is pressed. If the key is kept pressed, the mobile phone normally repeatedly transmits the key code.
  • a special repeat code is sent while the key is held down, instead of repeatedly sending the code.
  • Philips C5 or RC6 remote controls a little in the code alternates every time a key is pressed;
  • An infrared receiver module (17) described in detail below reads this communication bit used by the MCU (5) to determine when a key is pressed a second time.
  • the infrared receiver (17) demodulates the received signal and emits a logic level signal that indicates whether a signal is being received or not.
  • the infrared receiver (17) works best when its frequency matches the frequency of the sender, but in practice it does not matter much.
  • To send a message call the sending method for the desired protocol with the data to be sent and the number of bits to send. Ahem.
  • Codes_BT Codes_SonyBT »i2;
  • Delay_Code (Codes_BT.F0); // 600 and 1200
  • the subroutine for sending performs an analysis of a variable that contains the marks in the form of 1 and 0 and translates them into waiting times, with which an output with the desired protocol is achieved.
  • Figure 7 shows a train of pulses, representing binary signals of 1 and 0.
  • the signal consists of a wide pulse at the beginning of duration 2.4 ms and a space of 0.6 ms corresponding to Start, a series of 7 bits corresponding to the Command of the Key, and the last 5 bits the Address, or The type of Control (TV, VCR, DVD, etc.).
  • the signals 1 are represented with a pulse of 1.2 ms and a space of 0.6 ms, and the 0 with a pulse of 0.6 ms and a space of 0.6 ms, as can be seen.
  • the pulses contain a carrier of greater frequency.
  • This carrier for Sony controls is 40 kHz, and is modulated with PWM (Pulse Width Modulation), with a Duty Cycle value of 1/4 or 1/3.
  • the infrared receiver (17) detects signals from any remote control to synchronize or change the state of the variables.
  • the intelligent control device of the present invention can record the commands sent from a remote control and reproduce them by software with a mobile application, or you can configure the lights to turn on or off with a certain button on the infrared remote of television to cite an example.
  • This infrared receiver (17) provides a filtered and demodulated inverted logic level output.
  • the External Interruptions are activated by Ascending Edge through Port B0, and once the first Ascending Edge of the Start has been detected, it calculates the duration to ensure that it is the Start, after that start storing the other bits in A variable.
  • the other bits can also be detected with the same interruption with Ascending Edge and a Cycle is made: if the duration between Ascending Flanks is around 1800 ms it is a 1 and if it is around 1200 ms it is a 0. It is necessary to have a range around the nominal value, due to the possible lack of precision of the measurements.
  • Command bits are stored in a variable, they are compared with a register stored in the MCU (5) with the codes of all the keys, to compare them and determine the pressed key internally. Knowing the key that has been pressed, you can execute the desired action such as turning off the light, sending a message to the user, or activating the automatic mode of the switch.
  • the HC-06 bluetooth module is a Master-Slave module, which means that in addition to receiving connections from a PC or tablet, it is also capable of generating connections to other bluetooth devices. This allows us, for example, to connect two bluetooth modules and form a point-to-point connection to transmit data between two microcontrollers or devices.
  • the commands it supports are:
  • the USART library will be used, which incorporates most of the mid / high range PICs.
  • serial communication of the synchronous or asynchronous type can be implemented. Synchronous: you need an additional connection for the clock signal.
  • One Usart acts as a Master and the other as a slave.
  • the communication is of the halfduplex type (bidirectional in turns). It is used when you want to communicate a PIC with another electronic device, such as an external EEPROM memory.
  • Asynchronous a connection is not needed for the clock signal, the transmitter and receiver clocks are independent, although they must have the same frequency, synchronization between the two is done by adding additional bits (start bit and stop bit) to the data byte, which can be formed by 8 or 9 bits. Communication can be up to full duplex (simultaneous bidirectional). This type of connection is normally used to communicate a PIC with a Computer or to communicate two PIC'S with each other. ⁇ PIR1 -> Registration for signage or flags.
  • a device of the present invention uses a solid state switch (21), instead of mechanical contacts such as relays, to switch power loads from low level control signals.
  • the latter can come, for example, from digital circuits and be aimed at motors, lamps, solenoids, heaters, etc.
  • the isolation between the control circuitry and the power stage is generally provided by an opto coupler.
  • PIR Passive Infrared
  • Passive Infrared (22) detectors react only to certain sources of energy such as heat from the human body or animals. They basically receive the variation of the infrared radiation of the environment it covers. It is called passive because it does not emit radiation, but receives them. These capture the presence by detecting the difference between the heat emitted by the human body and the surrounding space.
  • the pyroelectric sensor (23). It is an electronic component designed to detect changes in the received infrared radiation. Generally within their encapsulation they incorporate a field effect transistor (24) that amplifies the electrical signal that it generates when said variation of received radiation occurs.
  • the infrared information reaches the pyroelectric sensor (23) through a fressnell lens that divides the protected area into sectors. Lenses with different characteristics are distributed: wide angle, curtain, runner, pets, etc.
  • the electrical signal generated by the pyroelectric sensor (23) when it detects a change is processed by an electronic control circuit that will activate a relay in the event that the signal has certain characteristics (amplitude, frequency, duration, etc.)
  • a pyroelectric sensor (23) When a pyroelectric sensor (23) is installed and energized for the first time, it will begin to adapt to the infrared radiation of the environment (all bodies that are at a temperature higher than 0 or Kelvin, emit negative infrared radiation; this infrared radiation it increases if the temperature of the body in question increases, that is, it receives infrared information from a wall, floor, furniture, etc.).
  • this technology also includes a special light filter (25) that eliminates any possibility of false detections caused by visible light (solar rays), as well as special circuits that give greater immunity to radio frequency waves .
  • Figure 13 shows the electronic circuit with the output of the pyroelectric sensor (23) connected directly to the RA5 input of the MCU (5), in this way, the firmware is responsible for monitoring this pin in case of changing state, Send an alert or activate a flag.

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  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

Dispositivo y sistema de control inteligente para mandos infrarrojo por medio de celular y control remoto genérico IR que controla aparatos electrónicos que reciben señales infrarrojas tales como televisores, aires acondicionados y demás aparatos electrodomésticos de mando infrarrojo ubicados en la misma habitación que el dispositivo que a su vez recibe comandos tanto de una aplicación celular vía bluetooth como por medio de un control remoto universal con salida infrarroja, también puede controlar luminarias ya que cuenta con un sensor emisor-receptor IR que funciona como interruptor de encendido y apagado al detector una interrupción en el haz infrarrojo.

Description

Dispositivo y sistema de control inteligente para mandos infrarrojo por medio de celular y controles remoto genérico IR.
CAMPO TÉCNICO La presente invención pertenece al área de electrónica e informática más específicamente al control y monitoreo remoto e inalámbrico de aparatos y sistemas en el hogar.
ANTECEDENTES
El hogar típico, edificio de oficinas, o establecimiento comercial contiene varios electrodomésticos, como refrigeradores, hornos de microondas, hornos, estufas, sistemas de calefacción, sistemas de refrigeración, y similares.
El Internet ha dado lugar a la conectividad en todo el mundo para muchos tipos de dispositivos. Los electrodomésticos, sin embargo, sólo tienen capacidad independiente tradicional. Tres tecnologías de comunicación primarios pueden ser usadas para proporcionar conectividad: cableado, portador de línea de potencia (PLC) e inalámbrica.
El cableado estructurado (incluyendo, por ejemplo RS-232, RS-485, Ethernet, USB, HomePNA y redes industriales de par trenzado) ofrece una capacidad de rendimiento superior (si se mide en términos de velocidad, inmunidad al ruido y similares) a un costo efectivo. Sin embargo, una desventaja es que se requiere cableado adicional a una casa o negocio. Así el cableado estructurado plantea el problema significativo de reequipamiento para aparatos conectados en red en los hogares y las empresas existentes y aumenta el costo de nuevas estructuras.
Los PLC utilizan una línea eléctrica de 120V o 240V AC como un vehículo para la creación de redes de datos mediante la modulación de los datos en redes portadoras de alta frecuencia. La portadora de alta frecuencia suele estar entre 100 a 400 kHz para mantenerlo por debajo de la gama de normas de la FCC. Aunque las tecnologías más antiguas, como X10, han logrado cierta aceptación en el mercado de aplicaciones de iluminación, en general se consideran demasiado lentas y poco fiables para las principales necesidades de red de electrodomésticos. Sin embargo, nuevas tecnologías PLC, como CEBus y Lon Works, ahora están disponibles en el mercado y proporcionan velocidades de datos mejoradas y la inmunidad al ruido a un costo razonable. Las tecnologías inalámbricas (tales como IEEE 802.11, Bluetooth, HomeRF, y similares) resuelven el problema de cableado adicional mediante la modulación de datos utilizando un portador de frecuencia de radio (por ejemplo, a 2,4 GHz) que se emite a través de la antena a los destinatarios deseados. Aplicaciones de telefonía móvil pueden ofrecer mayor ancho de banda que las tecnologías PLC actualmente disponibles, pero lo hacen a un costo mayor. Además, dado que la mayoría de los electrodomésticos están empaquetados en una caja de chapa de acero (que hace un escudo eficaz RF), la colocación de la antena puede ser difícil.
Sin embargo la tecnología ha avanzado rápidamente en este sentido y ya es posible acceder a chips y partes electrónicas enfocadas a este tipo de comunicación lo cual ha venido abaratando la tecnología domótica además de crear productos más potentes y cada vez más pequeños, permitiendo que el mercado la automatización remota y control de electrodomésticos en casa sea cada vez más accesible, económica y confiable.
Anteriormente, la actualización de un aparato requería que el propietario del aparato incurriera en tiempo y costo. Este enfoque fue, por supuesto, indebidamente derrochador, particularmente a la luz de los diseños basados en microcontroladores más sofisticados de aparatos modernos. Sin embargo, no era posible realizar las actualizaciones de electrodomésticos utilizando, por ejemplo, cualquiera de los medios de comunicación de red físicas identificadas anteriormente.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de la presente invención se muestran claramente en la siguiente descripción. Las figuras y ejemplos que la acompañan se utilizan para explicar el funcionamiento del dispositivo, por lo que no deben ser considerados como limitativos, para éste. El invento que se descubre a continuación se trata de un sistema de control y monitoreo inalámbrico y remoto de dispositivos en el hogar o edificios con la facilidad de ser instalado en cualquier receptáculo de salida eléctrica ya que su tamaño y forma le brindan esa versatilidad. La descripción a detalle del dispositivo y funcionamiento se realiza a continuación siguiendo la lógica del diagrama de la figura 1.
BREVE DESCRIPCIÓN DE FIGURAS
La figura 1 muestra un esquema general del funcionamiento del dispositivo.
La figura 2 representa el diagrama electrónico del dispositivo de la presente invención incluyendo todas sus partes. La figura 3 es un esquema del módulo óptico de entrada.
La figura 4 representa el diagrama electrónico simplificado del módulo óptico de entrada.
La figura 5 es el diagrama electrónico del sensor detector de luz.
La figura 6 muestra el diagrama electrónico del control emisor infrarrojo.
La figura 7 ilustra el patrón del protocolo para el comando de volumen de un control infrarrojo Sony.
La figura 8 es el diagrama electrónico para el módulo de recepción de datos IR del dispositivo de la presente invención.
La figura 9 ilustra el diagrama electrónico del módulo de comunicación bluetooth del dispositivo. La figura 10 es una tabla que contiene los registros del PIC implicados en el recurso utilizado en la presente invención. La figura 11 muestra el diagrama del relevador de estado sólido conectado a la pata RC4 del microcontrolador, conmutando el encendido de un foco de 110 VAC.
La figura 12 representa el diagrama electrónico del módulo de censado piroeléctrico para la detección del calor de seres vivos. La figura 13 muestra el diagrama electrónico de la conexión del detector piroeléctrico.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN Módulo Óptico de Entrada
Cuenta con un fotointerruptor (4) que está compuesto de un emisor infrarrojo (1) en un extremo y un detector IR (2) en el otro. Cuando se rompe el haz infrarrojo (3) el fotointerruptor (4) detecta el paso de objetos. El emisor infrarrojo (1) consta de un led infrarrojo (6) que se alimenta con 5V y una resistencia de 100 Omhs para evitar su calentamiento y desgaste. El detector IR (2) cuenta con un fototransistor (7) que permite el paso de corriente desde el colector (8) a la base, por lo tanto el emisor (9) se conecta a tierra, y el colector (8) a la entrada del microcontrolador MCU (5) junto con una resistencia de 4.7 Kohms Pulí Up, para evitar rebotes en la lectura digital.
De esta forma, el MCU (5) detecta un 0 en su entrada lógica si el detector IR (2) no detecta interrupción del haz infrarrojo (3) y envía un 1, estado alto, cuando el haz infrarrojo (3) es interrumpido.
Así pues, el fotointerruptor (4) está relacionado con una variable lógica dentro del programa, llamada Salida[0].
Sensor de Luz.
Es utilizado para detectar los cambios en los niveles de luz ambiental (12). Es posible que queramos detectar un cambio cuando algo pasa enfrente de un detector de luz (10) o medir el nivel de luminosidad, por ejemplo, cuando una habitación está demasiado obscura. La manera más fácil para detectar los niveles de luz ambiental (12) es usando una fotorresistencia LDR (11). Esta fotorresistencia LDR (11) varia su señal de salida de acuerdo con los cambios en los niveles de luz ambiental (12), y cuando se conecta en el circuito mostrado en la figura 5, se produce un cambio en el voltaje que los pines de entrada análoga del MCU (5) pueden censar. Este circuito es la forma estándar de usar una fotorresistencia LDR (1 1) que cambia su resistencia a partir de algún fenómeno físico. El circuito de la figura 5 cambiará el voltaje en el pin análogo 0 cuando la fotorresistencia LDR (11) cambia su resistencia con la variación de los niveles de luz ambiental (12).
Un circuito de este tipo no nos dará la gama completa de valores posibles de la entrada análoga (0 a 1023) ya que el voltaje no oscila entre 0 y 5 volts. Esto se debe a que siempre habrá una caída de voltaje a través de cada resistencia, por lo que el voltaje donde se juntan nunca llegará a los límites de la fuente de alimentación. Cuando se utilizan fotorresistencias LDR (1 1) o similares, es importante comprobar los valores actuales que ésta regresa en la situación en que se estén utilizando. Por lo que, se debe determinar cómo convertir los valores necesarios para controlar lo que se desea controlar.
Las fotorresistencias LDR (1 1) son un tipo simple de sensor llamado sensor resistivo. Una gama de sensores resistivos responden a los cambios de diferentes características físicas. El mismo circuito funciona para cualquier tipo de sencillo sensor resistivo.
En el código que permite leer esta entrada analógica, se asigna el valor leído a la variable luz, que después, si el modo automático está activado, campara la lectura con el preset mínimo y máximo determinado por el usuario, para encender o apagar la salida.
Control emisor IR (13)
Permite el envió de señales infrarrojas a cualquier dispositivo que cuente con receptor de mando infrarrojo. De esta forma si el dispositivo de control inteligente de la presente invención se encuentra en la misma habitación que la televisión y/o el aire acondicionado, y/o etc., el módulo de control emisor IR (13) puede tomar acción sobre estos aparatos ya sea programada o directamente desde la aplicación para celular.
Para la salida, se conecta el led infrarrojo2 (14) y la resistencia (15) adecuada a un modulador de ancho de banda PWM (16) en el pin de salida 13. Utilizando el Led infrarrojo2 (14) serie NTE 3027 y resistencia (15) de 100 ohms; el alcance es de unos 5mts.
EL control emisor IR (13) funciona encendiendo y apagando el Led infrarrojo2 (14) en un patrón particular. Sin embargo, para evitar interferencia de fuentes IR como la luz del sol u otras luces, el Led infrarrojo2 (14) no se enciende de manera constante, pero se enciende y se apaga a una frecuencia de modulación (38KHz). El momento en que se está enviando una señal modulada se llamará una marca, y cuando el Led infrarrojo2 (14) está apagado se llama un espacio. Cada tecla en la aplicación del teléfono móvil tiene un código particular (12 a 32 bits) asociado a él, y se emiten cuando se pulsa la tecla. Si la tecla se mantiene pulsada, el teléfono móvil normalmente transmite repetidamente el código de la llave. Para un control remoto NEC, se envía un código de repetición especial mientras la tecla se mantiene pulsada, en lugar de enviar repetidamente el código. Para controles remotos Philips C5 o RC6, un poco en el código se alterna cada vez que se pulsa una tecla; Un módulo receptor infrarrojo (17) que se describe a detalle más adelante lee este bit de comunicación que utiliza el MCU (5) para determinar cuando se pulsa una tecla por segunda vez.
En el extremo receptor, el receptor infrarrojo (17) demodula la señal recibida y emite una señal de nivel de lógica que indica si se está recibiendo una señal o no. El receptor infrarrojo (17) funciona mejor cuando su frecuencia coincide con la frecuencia del remitente, pero en la práctica no importa mucho.
Para enviar un mensaje, llama al método de envío para el protocolo deseado con los datos a enviar y el número de bits para enviar. Ejem.
unsigned long Codes_SonyBl=0b010001000100000100000000; //Power
unsigned long Codes_SonyB2=0b010000000100000100000000; //Cmen
unsigned long Codes_Sony83=0b000100000100000100000000; //Vmas
unsigned long Codes_SonyBT=0b000100000100000100000000; //Vmas
Subrutina para enviar
Envio(){
IR=0;
Delay_Code(24); //2400
for(¡2=23;¡2 >= 0;i2--)
{
Codes_BT=Codes_SonyBT»i2;
Delay_Code(Codes_BT.F0);//600 y 1200
}
Codes_BT=0;
}
Como se puede apreciar en el código, la subrutina para envió, realiza un análisis de una variable que contiene las marcas en forma de 1 y 0 y las traduce a tiempos de espera, con el que se logra una salida con el protocolo deseado.
La figura 7 muestra un tren de pulsos, que representan señales binarias de 1 y 0. La señal consiste en un pulso ancho al inicio de duración 2.4 ms y un espacio de 0.6 ms que corresponde al Start, una serie de 7 bits que corresponden al Comando de la Tecla, y los últimos 5 bits la Dirección, o el tipo de Control (TV, VCR, DVD, etc). Las señales 1 se representan con un pulso de 1.2 ms y un espacio de 0.6 ms, y las 0 con un pulso de 0.6 ms y un espacio de 0.6 ms, tal y como se aprecia.
Como se alcanza a ver en la anterior imagen, los pulsos contienen una portadora de mayor frecuencia. Esta portadora para los controles Sony es de 40 kHz, y se modula con PWM (Pulse Width Modulation, Modulación por Ancho de Pulso), con un valor de Ciclo Útil (Duty Cycle) de 1/4 o 1/3.
RECEPTOR IR
EL receptor infrarrojo (17) detecta las señales provenientes de cualquier control remoto para sincronizarse o cambiar el estado de las variables. Con esta modalidad, el dispositivo de control inteligente de la presente invención, puede grabar los comandos enviados desde un control remoto y reproducirlos mediante software con una aplicación para celular, o bien puede configurar que las luces se enciendan o apaguen con cierto botón del mando infrarrojo de la televisión por citar un ejemplo.
Energizando al pin 2 del colector (18) aterrizando al pin 1 y la salida del pin 3 a un pin de entrada digital (RB0) del MCU (5). Este receptor infrarrojo (17) proporciona una salida de nivel lógico invertido filtrado y demodulado.
Primero, se activan las Interrupciones Externas por Flanco Ascendente a través del Puerto B0, y una vez que se ha detectado el primer Flanco Ascendente del Start, calcula la duración para asegurarse que es el Start, después de allí empezar a almacenar los demás bits en una variable. Los demás bits también se pueden detectar con la misma interrupción con Flanco Ascendente y se hace un Ciclo: si la duración entre Flancos Ascendentes está alrededor de 1800 ms es un 1 y si está alrededor de 1200 ms es un 0. Es necesario tener un rango alrededor del valor nominal, debido a la posible falta de precisión de las medidas.
Una vez almacenados los bits del Comando en una variable, se comparan con un Registro almacenado en el MCU (5) con los códigos de todas las teclas, para compararlos y determinar internamente la tecla presionada. Conociendo la tecla que se ha presionado se puede ejecutar la acción que se desee como apagar la luz, enviar un mensaje al usuario, o activar el modo automático del apagador.
Comunicación bluetooth
Para comunicar el apagador con cualquier dispositivo móvil como tablets o iphones. El módulo de bluetooth HC-06 es un módulo Maestro-Esclavo, quiere decir que además de recibir conexiones desde una PC o tablet, también es capaz de generar conexiones hacia otros dispositivos bluetooth. Esto nos permite por ejemplo, conectar dos módulos de bluetooth y formar una conexión punto a punto para transmitir datos entre dos microcontroladores o dispositivos. Los comandos que soporta son:
Prueba de funcionamiento:
Enviar: AT
Recibe: OK
Configurar el Baudrate: Enviar: AT+BAUD<Numero>
El parámetro número es un carácter hexadecimal de T a 'c' que corresponden a los siguientes Baud Rates: 1=1200, 2=2400, 3=4800, 4=9600, 5=19200, 6=38400, 7=57600, 8=115200, 9=230400, A=460800, B=921600, C=1382400
Recibe: OK<baudrate> Configurar el Nombre de dispositivo Bluetooth:
Enviar: AT+NAME<Nombre>
Recibe: OKsetname
Configurar el código PIN de emparejamiento: Enviar: AT+PIN<pin de 4 digitos> Recibe: OK<pin de 4 digitos> Obtener la versión del firmware: Enviar: AT+VERSION Recibe: Linvorl.8
Conexión: Para las conexiones con el MCU (5) solamente se requiere colocar como mínimo la alimentación y conectar los pines de transmisión y recepción serial (TX y RX). Hay que recordar que en este caso los pines se debe conectar cruzados TX Bluetooth -> RX de PIC y RX Bluetooth -> TX de PIC. La figura 9 muestra las conexiones básicas para que funcione el módulo.
Para la comunicación se utilizara la librería USART que incorporan la mayoría de los PIC's de la gama media / alta. Con este módulo hardware se puede implementar una comunicación serie del tipo síncrona o asincrona. Síncrona: necesita una conexión adicional para la señal de reloj. Una Usart hace de Master y la otra de esclava. La comunicación es del tipo halfduplex (bidireccional por turnos). Se emplea cuando se quiere comunicar un PIC con otro dispositivo electrónico, como una memoria EEPROM externa.
Asincrona: no se necesita una conexión para la señal de reloj, los relojes del transmisor y del receptor son independientes, aunque deben de tener la misma frecuencia, la sincronización entre ambos se hace añadiendo unos bits adicionales (bit de inicio y bit de parada) al byte de datos, que puede estar formado por 8 ó 9 bits. La comunicación puede llegar a ser hasta dúplex completo (bidireccional simultanea). Este tipo de conexión es la que se utiliza normalmente para comunicar un PIC con un Ordenador ó para comunicar dos PIC'S entre sí. · PIR1 -> Registro para señalizaciones ó banderas.
• RCSTA -> Registro para el control de la parte receptora de la USART
• TXREG -> Registro de datos de transmisión
• SPBRG -> Registro para el control del generador de frecuencia, encargado de generar la frecuencia en baudios para realizar la transmisión.
· TXSTA -> Registro para el control de la parte de transmisión de la USART
• PIE1 -> Habilitación de interrupciones
• RCREG --> Registro de datos de recepción
Módulo de acoplamiento de señales (20) de alta tensión:
Es un dispositivo de la presente invención utiliza un interruptor de estado sólido (21 ), en lugar de contactos mecánicos como los relés, para conmutar cargas de potencia a partir de señales de control de bajo nivel. Estas últimas pueden provenir, por ejemplo, de circuitos digitales y estar dirigidas a motores, lámparas, solenoides, calefactores, etc. El aislamiento entre la circuitería de control y la etapa de potencia lo proporciona generalmente un opto acoplador.
Sensor PIR
Los detectores PIR (Passive Infrared) o Pasivo Infrarrojo (22), reaccionan sólo ante determinadas fuentes de energía tales como el calor del cuerpo humano o animales. Básicamente reciben la variación de las radiaciones infrarrojas del medio ambiente que cubre. Es llamado pasivo debido a que no emite radiaciones, sino que las recibe. Estos captan la presencia detectando la diferencia entre el calor emitido por el cuerpo humano y el espacio alrededor.
Su componente principal es el sensor piroeléctrico (23). Se trata de un componente electrónico diseñado para detectar cambios en la radiación infrarroja recibida. Generalmente dentro de su encapsulado incorporan un transistor (24) de efecto de campo que amplifica la señal eléctrica que genera cuando se produce dicha variación de radiación recibida.
La información infrarroja llega al sensor piroeléctrico (23) a través de una lente de fressnell que divide el área protegida en sectores. Se distribuyen lentes con diferentes características: gran angular, cortina, corredor, antimascotas, etc.
La señal eléctrica que genera el sensor piroeléctrico (23) cuando detecta un cambio es procesada por un circuito electrónico de control que activará un relé en el caso que la señal tenga ciertas características (amplitud, frecuencia, duración, etc)
Cuando se instala un sensor piroeléctrico (23) y se lo energiza por primera vez, este comenzara a adaptarse a la radiación infrarroja del ambiente (todos los cuerpos que están a una temperatura superior a 0o Kelvin, emiten radiación infrarroja negativa; esta radiación infrarroja aumenta si aumenta la temperatura del cuerpo en cuestión. Es decir, que recibe la información infrarroja de una pared, el piso, los muebles, etc).
Una vez que se mantiene estable, si un intruso ingresa al recinto se experimentará un cambio en la radiación infrarroja del ambiente y el sensor piroeléctrico (23) dará una condición de alarma.
Con objeto de lograr total confiabilidad, esta tecnología integra además, un filtro de luz (25) especial que elimina toda posibilidad de falsas detecciones causadas por la luz visible (rayos solares), así como circuitos especiales que dan mayor inmunidad a ondas de radio frecuencia.
En la figura 13 se aprecia el circuito electrónico con la salida del sensor piroeléctrico (23) conectado directamente a la entrada RA5 del MCU (5), de esta forma, el firmware se encarga de monitorear este pin para en caso de cambiar de estado, enviar una alerta o activar una bandera.

Claims

REIVINDICACIONES que se reclama es:
1. Un dispositivo inalámbrico para controlar aparatos electrónicos de mando infrarrojo tales como televisores, aires acondicionados y demás aparatos electrodomésticos, que a su vez recibe comandos tanto de una aplicación celular vía bluetooth como por medio de un control remoto con salida infrarroja, de esta manera unifica todos los electrónicos y electrodomésticos del hogar en un solo control universal; también puede controlar luminarias ya que cuenta con un sensor interruptor IR que funciona como interruptor de encendido y apagado al detectar una obstrucción en el haz infrarrojo y que controla la corriente de alimentación de las luminarias. Además cuenta con un sensor piroeléctrico para detectar presencia de seres humanos.
2. El dispositivo de la reivindicación 1 integrado por un microprocesador PIC16F886 y 8 módulos de interfase conectados al mismo:
a. Un módulo óptico de entrada compuesto de un emisor infrarrojo en un extremo y un detector infrarrojo en el otro principalmente; que su función es la detección de un objeto no mayor al ancho de un dedo para la activación y desactivación de algún dispositivo.
b. Un sensor lumínico que tiene como componente primario una fotoresistencia LDR y cuya función es la de detectar la cantidad de luz existente en el área y encender luminarias con una intensidad preestablecida por el usuario.
c. Un módulo de envío de comunicaciones infrarrojo compuesto de un led infrarrojo NTE3027, una resistencia de 100 OHM y un modulador de ancho de pulsos, el módulo que se usa para enviar comandos en forma de patrones de pulsos moduladados a una frecuencia de 38KHZ a los distintos aparatos electrónicos dispuestos a una distancia máxima alrededor de los 5 metros.
d. Un módulo receptor lector de infrarrojo PNA4602 utilizado para detectar señales provenientes de cualquier control remoto para que el microprocesador se encargue de generar una sincronía con su base de datos y se reprograme el teclado; de esta forma se podrán utilizar algunas teclas de cualquier control dado para controlar otros dispositivos diferentes al que este control remoto controlaba originalmente. e. Un módulo bluetooth HC-06 utilizado para la comunicación entre el módulo bluetooth y el microcontrolador; se usa la librería USART (Universal Synchronous / Asynchronous Receiver Transmiter.), que incorporan la mayoría de los PIC's de la gama media / alta. Con este módulo hardware se puede implementar una comunicación serie del tipo síncrona o asincrona.
f. Un módulo de señal de tensión de salida que tiene como componente principal un relevador de estado sólido S108T02 y que su función es conmutar cargas de potencia a partir de señales de control de bajo nivel. Estas últimas pueden provenir, por ejemplo, de circuitos digitales y estar dirigidas a motores, lámparas, solenoides, calefactores, etc.
g. Sensor PIR (infrarrojo pasivo) SEN08630. La señal eléctrica que genera cuando detecta un cambio es procesada por un circuito electrónico de control que activará un relevador en el caso que la señal tenga ciertas características (amplitud, frecuencia, duración).
h. Una Fuente miniatura de alimentación conmutada de voltaje a 5 V y 1 Ampere, para alimentar los diferentes componentes.
3. El dispositivo de la reivindicación 1 que está diseñado para ser adaptado a cualquier receptáculo estándar de salida eléctrica (4" x 2") y que se alimenta de voltaje estándar (110- 124 VAC) por lo que no requiere de ninguna instalación eléctrica, mecánica o arquitectónica especial.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2725858A1 (fr) * 1994-10-12 1996-04-19 Cherdo Bernard Dispositif pour configurer les touches d'un clavier aux fonctionnalites associees a ces touches
US20070171091A1 (en) * 2004-02-16 2007-07-26 Gregory Nisenboim Environmental control system

Patent Citations (2)

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