====== 簡易遠隔操作ユニット(携帯電話版) ======
===== 概要 =====
必要に迫られて、簡単な仕組みで、且つ、費用が余りかからない「簡易遠隔操作ユニット」を製作しました。
<本ユニットへの要望事項>
* 操作が簡単であること。
* 入出力を制御できること。
* 通信費用が安いこと。
* 近くに商用電源(AC100V)やネットワーク(LAN)が無くても使用できること。
* 仕組みが簡単で、構築に時間がかからないこと。
* 入手が容易な部品を使用すること。
* 持ち運びが容易であること。
これらの要望をある程度満足させられる方法として、以下の理由で携帯電話を採用しました。
* 携帯電話用接続コード(平型プラグ) を使用することにより、容易に発着信を制御できる。
* ファミリー割引を適用することにより、通話料が無料となる。
* 利用可能範囲が広い。いつでも、どこでも通話・通信ができる。
<簡易遠隔操作ユニットのイメージ図>
※遠隔操作する携帯電話(左側)は、固定電話でも利用できますが、通信費用が高くなってしまいます。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143307.png?500}}
<仕様>
* 入力は、3チャネルのデジタル(PICのポート)とします。
* 出力は、3チャネルのデジタル(PICのポート)とします。
* 遠隔からの操作は、携帯電話のピポパ音(DTMF:Dual-Tone Multi-Frequency)を使用します。\\
「1」￫入力チャネル(1)の状態を音で知らせます。(ハイ状態=2000Hz、ロー状態=500Hz)
「2」￫入力チャネル(2)の状態を音で知らせます。(ハイ状態=2000Hz、ロー状態=500Hz)
「3」￫入力チャネル(3)の状態を音で知らせます。(ハイ状態=2000Hz、ロー状態=500Hz)
「4」￫出力チャネル(1)をオンにします。(完了状態=1000Hz)
「5」￫出力チャネル(1)をオフにします。(完了状態=1000Hz)
「6」￫出力チャネル(2)をオンにします。(完了状態=1000Hz)
「7」￫出力チャネル(2)をオフにします。(完了状態=1000Hz)
「8」￫出力チャネル(3)をオンにします。(完了状態=1000Hz)
「9」￫出力チャネル(3)をオフにします。(完了状態=1000Hz)
「0」￫通話を終了します。
* 自動応答モード\\ 着信をトリガとして、遠隔操作処理を行います。
* 自動通知モード\\ 入力チャネル(1)が、ロー(ON)状態になると、自動発信を行い、遠隔操作処理を行います。
===== 動作原理(ハードウェア) =====
◎携帯電話との接続
携帯電話には、ヘッドセット(イヤホンマイク)を接続するための平型端子が用意されています。
ヘッドセットを接続することにより、ハンズフリーで運転中も安心して通話することが出来ます。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143512.png}}
今回使用する、ヘッドセットは、発着信がワンタッチ操作で行える、ON/OFFスイッチ付きのものを使用します。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143528.png}}※500円前後で販売されています。
ヘッドセットに付いている、マイク、スイッチ、イヤホンを取り外します。
そして、ブレッドボードに接続し易いようにユニバーサル基板で治具を作ります。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143536.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143541.png}}
平型端子のピンアサイン(ヘッドセット接続時)は、次のようになっています。
【01】アナログ(GND)
【02】送信信号(マイク入力)
【03】HS検出(ヘッドセット有無)有り=Low、無し=オープン
【04】受信信号(ヘッドホン出力:R)※モノラル時に出力されない。
【05】受信信号(ヘッドホン出力:L)※モノラル時に出力される。
【06】ステレオ/モノラル切り替えステレオ=Low、モノラル=オープン
【07】予約
【08】通話スイッチ(発信、着信、終了)
【09】予約
【10】デジタルGND
※マイクの入力インピーダンスは、1kΩ以上
※ヘッドホンの負荷インピーダンスは、16Ω以上
通話スイッチの操作が重要となるので、少し詳しく説明します。
* 電話を受ける。\\ 着信中に、通話スイッチを押下(約1秒)すると、通話が開始されます。
* 電話をかける。\\ 待受中に、通話スイッチを押下(約2秒)すると、メモリNo.999に登録された番号に電話がかかります。
* 電話を切る。\\ 通話中に、通話スイッチを押下(約2秒)すると、電話が切れます。
※これらの仕様は、機種によって若干異なります。詳細は各機種の取扱説明書をご覧下さい。
◎DTMFレシーバ
携帯電話からのDTMF信号を受けて、4ビットのデジタル信号に変換するDTMFレシーバには、CM8870を使用しました。(California Micro Devices Corp)
<ブロックダイアグラム>
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143620.png}}
<片線接地(シングルエンド)での使用例>
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143630.png}}
◎着信の検出
着信音をLM386を使用して20倍に増幅し、ダイオードで倍電圧整流し、着信電圧に変換します。
◎通話スイッチの制御
トランジスタのコレクタを使用して、通話スイッチをオープン状態(オフ)またはGNDに接地状態(オン)とします。
===== 動作原理(ソフトウェア) =====
◎自動応答モード
着信電圧を検出して、300mV以上であれば、着信とみなします。
着信とみなした場合、通話スイッチを1秒間オンにし、通話を開始します。
◎自動通知モード
待受中に、入力チャネル(1)が、オン状態(ロー)になると、通話スイッチを2秒間オンにし、通話を開始します。
◎遠隔操作処理
- 開始を知らせる音「ドミソド」を鳴らせます。
- 携帯電話のキー(DTMF信号)が、押されるのを待ちます。
- 押されたキーに対応した処理を行います。\\
「1」￫入力チャネル(1)の状態を音で知らせます。(ハイ状態=2000Hz、ロー状態=500Hz)
「2」￫入力チャネル(2)の状態を音で知らせます。(ハイ状態=2000Hz、ロー状態=500Hz)
「3」￫入力チャネル(3)の状態を音で知らせます。(ハイ状態=2000Hz、ロー状態=500Hz)
「4」￫出力チャネル(1)をオンにします。(応答音=1000Hz)
「5」￫出力チャネル(1)をオフにします。(応答音=1000Hz)
「6」￫出力チャネル(2)をオンにします。(応答音=1000Hz)
「7」￫出力チャネル(2)をオフにします。(応答音=1000Hz)
「8」￫出力チャネル(3)をオンにします。(応答音=1000Hz)
「9」￫出力チャネル(3)をオフにします。(応答音=1000Hz)
「0」￫通話を終了します。終了を知らせる音「ドソミド」を鳴らせます。
※DTMF信号は、携帯電話の通信状態によっては、認識率が低下します。従って、応答音がない場合には、再度キーを押してください。
◎サウンド処理
maikorC提供のサウンドライブラリ(ソフト処理)を使用します。
===== 回路図 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143830.png}}
===== ソースコード =====
//**********************************************************************
/*
『遠隔操作（携帯電話使用）Ｖ２』
*/
//**********************************************************************
#define PHONE PORTB.B4
#define PHONE_ON 1
#define PHONE_OFF 0
#define BYTE unsigned char
#define WORD unsigned int
#define DELAY 100
#define SW1 PORTA.B1
#define SW2 PORTA.B0
#define SW3 PORTA.B7
#define SW_ON 0
#define SW_OFF 1
#define LED4 PORTA.B3
#define LED1 PORTA.B6
#define LED2 PORTB.B7
#define LED3 PORTB.B6
#define LED_ON 1
#define LED_OFF 0
#define DTMF_STD PORTA.B5
//**********************************************************************
void do_mi_so_do()
{
Sound_Play(523, 250); //ド（ピン）
Sound_Play(659, 250); //ミ（ポン）
Sound_Play(784, 250); //ソ（パン）
Sound_Play(1047, 500); //ド（ポーン）
}
//**********************************************************************
void do_so_mi_do()
{
Sound_Play(1047, 250); //ド（ピン）
Sound_Play(784, 250); //ソ（ポン）
Sound_Play(659, 250); //ミ（パン）
Sound_Play(523, 500); //ド（ポーン）
}
//**********************************************************************
const char table[][8] = {
"A.-",
"B-...",
"C-.-.",
"D-..",
"E.",
"F..-.",
"G--.",
"H....",
"I..",
"J.---",
"K-.-",
"L.-..",
"M--",
"N-.",
"O---",
"P.--.",
"Q--.-",
"R.-.",
"S...",
"T-",
"U..-",
"V...-",
"W.--",
"X-..-",
"Y-.--",
"Z--..",
"1.----",
"2..---",
"3...--",
"4....-",
"5.....",
"6-....",
"7--...",
"8---..",
"9----.",
"0-----",
"..-.-.-"
};
void short_beep()
{
Sound_Play(800, DELAY);
Delay_ms(DELAY);
}
void long_beep()
{
Sound_Play(800, DELAY * 3);
Delay_ms(DELAY);
}
void morse_chr(char chr)
{
static short cnt, i;
//
if (chr == ' ') {
Delay_ms(DELAY * 3);
return;
}
//
for (cnt = 0; cnt < 37; cnt++) {
if (table[cnt][0] == chr) {
for (i = 1; table[cnt][i] != 0x00; i++) {
if (table[cnt][i] == '.')
short_beep();
else
long_beep();
}
Delay_ms(DELAY * 3);
return;
}
}
}
void morse_str(char* str)
{
while (*str != 0x00) {
morse_chr(*str);
str++;
}
}
//**********************************************************************
int ring_tone()
{
WORD ad;
short cnt;
//
ad = 0;
for (cnt = 0; cnt < 50; cnt++) {
ad += ADC_Get_Sample(2);
}
return (ad / 50);
}
//**********************************************************************
void proc()
{
short key;
//通知開始“ドミソド”を知らせます。
Delay_ms(500);
do_mi_so_do();
Delay_ms(500);
//
while (1) {
//キー（ＤＴＭＦ信号）が押されるのを待ちます。
while (DTMF_STD == 0) {
}
while (DTMF_STD == 1) {
}
key = PORTB & 0x0F;
//
switch (key) {
case 1:
if (SW1 == 1) {
Sound_Play(2000, 500);
} else {
Sound_Play(500, 500);
}
break;
case 2:
if (SW2 == 1) {
Sound_Play(2000, 500);
} else {
Sound_Play(500, 500);
}
break;
case 3:
if (SW3 == 1) {
Sound_Play(2000, 500);
} else {
Sound_Play(500, 500);
}
break;
case 4:
LED1 = LED_ON;
Sound_Play(1000, 500);
break;
case 5:
LED1 = LED_OFF;
Sound_Play(1000, 500);
break;
case 6:
LED2 = LED_ON;
Sound_Play(1000, 500);
break;
case 7:
LED2 = LED_OFF;
Sound_Play(1000, 500);
break;
case 8:
LED3 = LED_ON;
Sound_Play(1000, 500);
break;
case 9:
LED3 = LED_OFF;
Sound_Play(1000, 500);
break;
case 10:
//通知終了“ドソミド”を知らせます。
Delay_ms(500);
do_so_mi_do();
Delay_ms(500);
return;
break;
}
}
}
//**********************************************************************
void main()
{
double ad;
short cnt;
//
OSCCON = 0b01110000; // クロックは8Mhz
CMCON = 0b00000111; // コンパレータは使用しない。
ANSEL = 0b00000100; // Ａ／Ｄ変換を使用する。
TRISA = 0b10110111;
TRISB = 0b00001111;
PHONE = PHONE_OFF;
LED4 = LED_OFF;
//
for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) {
LED1 = LED_ON;
LED2 = LED_ON;
LED3 = LED_ON;
Delay_ms(100);
LED1 = LED_OFF;
LED2 = LED_OFF;
LED3 = LED_OFF;
Delay_ms(100);
}
//
ADC_Init();
Sound_Init(&PORTB, 5);
Delay_ms(1000);
//
while (1) {
while (1) {
//自動応答：着信をチェックします。
ad = ring_tone();
ad *= 4.8828125;
if (ad > 300.0) { //電圧が300mV以上で自動着信します。
//着信を承諾（受付）します。
PHONE = PHONE_ON;
Delay_ms(1000);
PHONE = PHONE_OFF;
break;
}
//自動通知：ＳＷ１の押下で自動通知します。
if (SW1 == 0) {
//自動発信します。
PHONE = PHONE_ON;
Delay_ms(2000);
PHONE = PHONE_OFF;
break;
}
}
//自動応答または自動通知の処理を行います。
LED4 = LED_ON;
proc();
LED4 = LED_OFF;
//通話を終了します。
PHONE = PHONE_ON;
Delay_ms(2000);
PHONE = PHONE_OFF;
//暫らく待機します。
Delay_ms(10000);
}
}//~!
//**********************************************************************
===== 動作確認 =====
右側の携帯で遠隔操作します。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143937.png?500}}
LED1~LED3を遠隔操作でオン・オフさせてみました。
一番左側のLED4は、通話中はオンになっています。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-143956.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144002.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144007.png}}
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144015.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144021.png}}{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-144026.png}}
入力スイッチ(SW1、SW2、SW3)の操作の画像はありませんが、携帯電話の「1」「2」「3」を押すことにより、受話器から、スイッチの状態に応じた音(ハイ状態(オフ)=2000Hz、ロー状態(オン)=500Hz)が聞こえてきます。
如何ですか?
これを応用することによって、遠隔から様々なコントロールが出来ますね ^_^
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