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Aktivbox Controller mit IR-Empfänger

- Steuerung für Aktivboxen mit TDA7293 Endstufen - IR-Empfänger für RC5 Code - Optionaler Standby Transformator für geringe Standby       Leistungsaufnahme - Materialkosten ca. 11-21 EUR (je nach Ausführung)

Einführung / Voraussetzungen

Aktivboxen haben in der Regel eine eigene Stromversorgung über ein 230V Netzteil. Ich verwende einen Vorverstärker, der auch die Netzspannung für die Aktivboxen schaltet. Da diese Möglichkeit in der Regel nicht vorhanden ist, müssen die Boxen einzeln über einen Netzschalter ein- bzw. ausgeschaltet werden. Im Folgenden wird eine Schaltung beschrieben, die das Ein-/Ausschalten über eine Universal IR-Fernbedienung ermöglicht. Die Schaltung ist für die 2-Wege Aktivbox vorgesehen, kann aber sicherlich auch für andere Aktivboxen verwendet werden. Für die Schaltung wird ein Mikrocontroller PIC16F628A verwendet, der mit der weiter unten aufgeführten HEX-Datei programmiert werden muss. Ist kein geeignetes Programmiergerät vorhanden, kann ein einfaches Gerät (JDM- Programmer) selbst gebaut werden. Voraussetzung hierfür ist ein PC mit "echter" 9-poliger RS232 Schnittstelle (USB auf RS232 Adapter funktionieren in der Regel nicht). Da hier je nach gewählter Ausführung auch mit Netzspannung gearbeitet wird, bitte den folgenden Abschnitt aufmerksam lesen: !!! Achtung Netzspannung !!! Arbeiten an oder mit Netzspannung sollten nur von autorisierten Personen durchgeführt werden. Der Nachbau erfolgt auf eigenes Risiko des Nutzers. Der Nutzer trägt die alleinige Verantwortung für die Einhaltung aller geltenden Sicherheitsvorschriften. Der Autor übernimmt keinerlei Haftung für Sach- oder Personenschäden, die durch die Verwendung oder Nichtverwendung der dargebotenen Information entstehen. Siehe auch Haftung

Beschreibung der Schaltung

Die gezeigte Schaltung beinhaltet verschiedene Optionen, die nachfolgend näher beschrieben werden. Was nicht benötigt wird, kann weggelassen werden Für den Empfang und Auswertung des IR-Signals sowie Auswertung der Clip Signale und die Steuerung der Status LEDs sowie der Mute/Standby Funktion wurde der 18-Pin Mikrocontroller PIC16F628A (IC1) mit einem 4MHz Quarzoszillator (Q1,C2,C3) gewählt. Das Programm wird mittels Programmiergerät und der Datei AB_IR_P16F628A.hex  in den Mikrocontroller geladen. Die Datei befindet sich im Downloadordner am Ende der Seite. Wer noch Änderungen am Programm vornehmen möchte, findet hier auch die Assembler-Datei AB_IR _P16F628A.asm Über die 5-polige Stiftleiste SV2 kann der PIC im eingebauten Zustand in der Schaltung programmiert werden (ICSP = In Circuit Serial Programming), ich empfehle jedoch die Programmierung im Programmiergerät ( z.B. JDM Programmer ). Wenn auf die ICSP Option verzichtet wird, kann SV2 entfallen. Für die Spannungsversorgung kann aus 2 Optionen gewählt werden. Die erste Option nutzt einen separaten kleinen Standby Transformator (TR1) für die Versorgung der Schaltung. Nach Gleichrichtung durch BR1 und Siebung durch C8/C9 wird die Spannung über die Steckverbinder SV5/SV8 und den Jumper JP2 an den Eingang des 5V Spannungsreglers (IC2) geleitet. Der Haupttransformator der Aktivbox wird über das Solid State Relais S202S02 (IC4) geschaltet. Das Steuersignal wird vom Mikrokontroller an Pin1 (RA2) ausgegeben und über R7, SV5 und SV8 an den Steuereingang (Pin3) von IC4 geleitet. Diese Option hat den Vorteil einer geringen Standby Leistungsaufnahme von ca. 1W. Zusätzlich ist die gesamte übrige Aktivboxelektronik während des Standby Betriebes stromlos. Entscheidet man sich für diese Option, kann JP2 durch eine feste Drahtbrücke ersetzt werden. Bei der zweiten Option erfolgt die Spannungsversorgung von der Endstufenplatine über SV4, LP1 und JP2 an den Eingang des 5V Spannungsreglers (IC2). In diesem Fall bleibt die gesamte Aktivboxelektronik ständig eingeschaltet und nur die Endstufen ICs werden ein- bzw. ausgeschaltet. Die Standby Leistungsaufnahme einer Box beträgt hier ca. 4,5W! Wird diese Option gewählt, entfällt TR1, IC4, BR1, C8, C9, R7 und SV5-SV8. JP2 kann durch eine feste Drahtbrücke ersetzt werden. Ich empfehle die erste Option: Die Mehrkosten von ca. 10€ rechnen sich bei einem Strompreis von 0,28€/kWh und einer angenommenen Standby Zeit von 70% nach ca. 1,7 Jahren. Zusätzlich wird die Umwelt geschont.

Möglichkeiten zum Ein-/Ausschalten der Aktivbox

Neben dem Ein-/Ausschalten über eine IR-Fernbedienung kann die Box auch über ein 5V Steuersignal an Pin3 (RA4) des Mikrocontrollers eingeschaltet (L->H Übergang) bzw. bei Wegfall des Signals ausgeschaltet werden (H->L Übergang). Das Steuersignal kann von einem externen Steuergerät (z.B. Vorverstärker) über SV1 kommen oder intern von der Netzteilplatine über SV3/LP6 abgenommen werden. In der gezeigten Schaltung sind beide Möglichkeiten vorhanden  und über den Schalter SW1 wählbar. Als dritte Möglichkeit kann die Box durch kurzes drücken des Tasters Ta1 ein- bzw. ausgeschaltet werden. Soll das Ein-/Ausschalten nur über die IR-Fernbedienung (oder Taster Ta1) erfolgen, kann SV1, SW1, C1, SV3, R2 und R3 entfallen und Pin3 (RA4) des Mikrocontrollers wird mit GND verbunden.

IR-Empfang

Der IR-Empfänger (IC3) liegt an Pin 6 (RB0) des PIC. Das Programm im PIC ist ausgelegt für den Empfang des RC5 Codes, der häufig von Phillips Geräten verwendet wird und in der Regel auf jeder Universalfernbedienung mehrfach vorhanden ist. Der Code besteht aus 3 Startbits, einer 5 Bit Geräteadresse (0-31) und dem 6 Bit Befehl (0-63). Die Bedienung kann auf 2 unterschiedlichen Wegen erfolgen, die über den Jumper JP1 definiert werden. Ist der Jumper gesetzt, d.h. der Eingang RB4 (Pin10) liegt auf GND, können alle Aktivboxen über eine Taste der Fernbedienung eingeschaltet (z.B. ON/OFF Taste) und eine zweite Taste ausgeschaltet werden (z.B. MUTE Taste). Ist der Jumper abgezogen, d.h. Pin10 liegt auf +5V, können alle Boxen über eine Taste der Fernbedienung ein- und ausgeschaltet werden (z.B. ON/OFF Taste). Hier kann es jedoch, je nach Ausrichtung der Fernbedienung, vorkommen, das nur eine Box eingeschaltet wird. Will man nun die zweite Box einschalten, wird eventuell die erste wieder ausgeschaltet. Um dieses zu umgehen, kann jede Box durch eine individuelle zweite Taste ein-/ausgeschaltet werden, z.B. Box 1 auf der Zahlentaste "1", Box 2 auf der Zahlentaste "2" usw. Für die Programmierung der Codes von den 2 gewählten Tasten der Fernbedienung wird der Taster Ta1während des Einschaltens der Box gedrückt, bis die rote LED ausgeht. Wird nun über die Fernbedienung ein Befehl gesendet, leuchtet bei Empfang eines RC5 Codes die gelbe LED kurz auf. Ist der gesendete Code kein RC5 Code leuchtet die rote LED kurz auf. Nun kann für eine freie Gerätetaste der Fernbedienung (z.B. "Amp", "Aux" oder auch "TV") ein RC5 Code gesucht werde. Dieses kann über einen Code Suchlauf erfolgen, oder aus der Code Liste die Codes für Phillips Geräte durch Direkteingabe durchprobiert werden (siehe Bedienungsanleitung der Universalfernbedienung). Hat man einen RC5 Code gefunden, sollte man sich vergewissern, dass die gelbe LED bei den gewünschten Tasten (z.B. ON/OFF, MUTE, "1", "2" usw.) aufleuchtet und kein anderes Gerät in der Nähe auf die Befehle reagiert, z.B. TV, DVD Spieler oder Receiver. Zum Speichern des 1.Befehls wird Taster Ta1 gedrückt, während der gewünschte Befehl (z.B. ON/OFF) über die Fernbedienung gesendet wird. Nachdem die gelbe LED verloschen ist, kann Ta1 wieder losgelassen werden. Der zweite Befehl (z.B. MUTE, "1", "2" usw.) wird auf die gleiche Weise gespeichert. Nach der Speicherung des 2.Befehls wird der Programmiermodus verlassen. Als IR-Empfänger wurde auf Grund der kleinen Bauform der TSOP4836 verwendet, es können jedoch auch andere Typen mit einer Empfangsfrequenz von 36 kHz verwendet werden.

Programmablauf

Nach dem Einschalten der Netzspannung geht der Mikrocontroller in den Standby Modus, bis eines  der Einschaltkriterien vorliegt. Die rote Standby LED wird gelöscht und der Ausgang RA2 (Pin1) wird gesetzt und damit der Haupttrafo eingeschaltet (wenn die Funktion installiert ist). Dann wird nach einer Wartezeit von 1s erst Pin18 (RA1) für das Standby Signal auf +5V gelegt, und nach weiteren 100ms Pin17 (RA0) für das Mute Signal. Mit dem Mute Signal wird auch die grüne LED eingeschaltet.   Liegt eines der Ausschaltkriterien vor, geht sofort der Mute Ausgang (Pin17) auf Low und nach 50ms der Standby Ausgang (Pin18). Nach weiteren 250ms geht Pin1 auf Low und der Haupttrafo wird ausgeschaltet. Mit dieser Steuerung ist ein nahezu geräuschloses Ein-/Ausschalten der Box möglich. Während der Betriebszeit werden die Endstufen auf Übersteuerung überwacht. Dafür wird der Eingang RB3 (Pin9) für das Clip Signal einmal pro Millisekunde abgefragt. Ist der Eingang Low, d.h. Übersteuerung liegt vor, wird ein „Clip-Zähler“ hochgezählt. Nach 250 Abfragen (entspricht 0,25 Sek) wird der „Clip-Zähler“ ausgewertet. Ist er größer als 75 (75/250 = 30% entspricht etwa 12% Übersteuerung bei einem Sinus Signal) geht Pin2 (RA3) auf High und die gelbe LED wird eingeschaltet. Das Signal kann auch über SV7 an den Vorverstärker gesandt werden, um die Lautstärke zu reduzieren (falls Option im VV vorhanden). Gleichzeitig wird ein Speicherregister mit den letzten 16 Auswertungen aktualisiert. Dafür wird das Ergebnis der letzten Auswertung in ein Register eingeschoben (Übersteuerung = 1, keine Übersteuerung = 0) und der älteste Wert wird gelöscht. Anschließend wird das Speicherregister ausgezählt. Zeigen 50% der Werte Übersteuerung (8 von 16) werden die Endstufen abgeschaltet, d.h. die Ausgänge für Mute und Standby gehen auf Low. Durch Drücken des Tasters Ta1 für ca. 1 Sekunde können die Endstufen wieder eingeschaltet werden.

Aufbau der Elektronik

Der Aufbau erfolgt auf Streifenrasterplatinen (siehe auch Sonstiges => Streifenrasterplatinen). Die Mikrocontrollerplatine sollte in der Nähe der Endstufen platziert werden, während die Platine mit dem Standby Trafo in der Nähe des Haupttrafos installiert wird. Der IR-Empfänger (IC3) wird entweder in der Front der Box platziert oder in einem separaten kleinen Gehäuse auf der Box. Das Verbindungskabel sollte nicht länger als 50cm sein. Nachfolgend noch einige Fotos des Aufbaus. Die Stückliste befindet sich im Downloadordner.   Ansicht der Mikrokontroller Platine mit aufgesetztem    Ansicht der Platine für den Standby Trafo IR-Empfänger aus einem defekten SAT Empfänger

Download

Der unten aufgeführte Ordner beinhaltet alle relevanten Dateien, die für den Nachbau benötigt werden.    AB_IR_Empfaenger.zip 11.07.2017: Seite erstellt
Aktivbox Controller mit IR-Empfänger