Управление RC машинкой 27mhz с компьютера07.10.2021 20:01

Накопилось у меня некоторое количество радиоуправляемых игрушек, из тех, которые покупать своим двум детям нельзя: один пульт управляет всем в округе, никакого разделения ни по частотам, ни по кодам. Одновременно играть не получится. У меня эти игрушки работают на частоте 27mhz, но аналогичные могут работать на частотах 35, 40, 49 mhz по тому же простейшему протоколу, о котором и пойдет речь дальше.

Мне пришла мысль заменить пульт управления игрушки компьютером. Основой для подобных мыслей послужил вот этот пост.

Моя идея заключалась в том, чтобы сделать USB девайс, на который можно передавать с компьютера коды команд, а это устройство каждую команду закодирует и выдаст в эфир RC-машинке.

Первым этапом я решил убедиться самостоятельно насколько описанное в вышеприведенном посте подходит к моим RC-игрушкам. Как у автора поста, так и у меня, все игрушки базировались на комплекте популярных микросхем RX-2 для приемника и TX-2 для передатчика. Эти микросхемы имеют 5 входов для считывания кнопок нажатия, которые они кодируют и передают в эфир на выходной каскад. Таким образом, к примеру, нажатие кнопки «вперед» микросхема кодирует следующим образом: заголовок, состоящий из 4 длинных импульсов с заполнением 75% и сам код нажатия — десять коротких импульсов с заполнением 50%.

Список кодов комманд

Мое оборудование использовало следующий набор команд:

Forward: 10 pulses
Reverse: 40 pulses
Right: 64 pulses
Left: 58 pulses
Forward/Left: 28 pulses
Forward/Right: 34 pulses
Reverse/Left: 52 pulses
Reverse/Right: 46 pulses

Но было несколько пультов на 27 mhz, которые не работали или работали не корректно с моими игрушками. В интернетах я нашел другой набор команд для подобного оборудования (возможно, для другого набора микросхем, не разбирался).

Forward: 16 pulses
Reverse: 40 pulses
Forward/Left: 28 pulses
Forward/Right: 34 pulses
Reverse/Left: 52 pulses
Reverse/Right: 46 pulses

Итак, я набросал код на C++ для микроконтроллера Atmel AVR Attiny 2313 чтобы убедиться, что эта логика работает. Выходной пин микроконтроллера я подключил к выходному каскаду пульта игрушки чтобы не собирать радиочастотную схему самостоятельно. Эту точку легко найти по пину 8 микросхемы TX-2: именно он является выходом закодированных импульсов нужной длины, которые подаются в этот каскад. Тут можно было бы даже просто взять ножовку и выпилить все кнопки вместе с микросхемой TX-2, но они для подобных экспериментов не мешают поэтому оставил как есть.

Связь с компьютером через USB

Для связи с компьютером я использовал библиотеку vusb, набросав на универсальной плате обвес по следующей схеме:

Получился вот такой девайс:

Отладка

Код я написал, но вот работать как нужно он отказался. Для отладки пришлось задействовать запылившийся Sileae Logic Analyser. Так я смог заставить соответствовать длины импульсов с моего контроллера тому, что выдавала микросхема TX-2 и тогда все прекрасно заработало.

На фото можно увидеть визуально как кодируется сигнал «вперед», который имеет в своем теле 10 импульсов:

4 длинных импульса заголовок: каждый ~1.3ms высокий уровень and ~0.5ms низкий уровень сигнала с 75% заполнением: ~1.8ms всего.
10 коротких импульсов: каждый 0.5ms высокий and 0.5ms низкий.

В случае передачи другого кода заголовок остается тем же, а 10 коротких импульсов заменяются на соответствующее другому коду количество.

Код на C++

Для компьютера я сделал программу, которая в цикле читает клавиатуру, кодирует и передает в USB контроллеру. Исходные коды для микроконтроллера и для PC я выложил в общий доступ. Компилировал используя gcc на Linux Gentoo, на Windows не проверял.

Github