RF-fjernkontroll for South Mountain Technologies RF i
HØGSKOLEN I ØSTFOLD Ingeniørutdanningen Postboks 1192, Valaskjold Besøk: Tuneveien 20 1705 Sarpsborg Telefon: 69 10 40 00 Telefaks: 69 10 40 02 E-post: post-ir@hiof.no www.hiof.no PROSJEKTRAPPORT Prosjektkategori: Hovedprosjekt Fritt tilgjengelig Omfang i studiepoeng: 15 Fritt tilgjengelig etter: Fagområde: Elektronikk Tilgjengelig etter avtale x med samarbeidspartner Rapporttittel: RF-fjernkontroll for South Mountain Technologies Forfattere: Henning Frantzen Anders Lyche Avdeling / linje: Høgskolen i Østfold, avdeling ingeniør- og realfag, Elektronikk Utført i samarbeid med: South Mountain Technologies, Fredrikstad Dato: 31.3.2006 Antall sider: 10 Antall vedlegg: 2 Veileder: Åge T. Johansen Høgskolelektor Prosjektnummer: H06E07 Kontaktperson hos samarbeidspartner: Ketil Forsberg Ekstrakt: Prosjektoppgaven går ut på å lage en fjernkontroll som bygger på radioteknologi(rf). 3 emneord: RF-teknologi Projektorteknologi nrf24e1 ii
Forord Denne oppgaven omhandler en hovedprosjektoppgave som er gitt av South Mountain Technologies. Oppgaven er å lage en RF-fjernkontroll til projektorer som i dag benytter IR teknologi. Målgruppen for denne oppgaven er derfor i hovedsak South Mountain Technologies, siden fjernkontrollen kun er laget for deres projektorer. Gruppen består av 2 studenter fra klasse E3T ved Høgskolen i Østfold. Hovedprosjektet går fra 20. mars til 2. juni 2006, og teller 15. studiepoeng. Målsetningen til gruppen er å presentere en fjernkontroll som fungerer tilfredsstillende, og med et testprogram som vil kunne fungere med en projektor. Vi ønsker også å ha et morsomt og lærerikt prosjekt og opprette kontakter utenfor skolemiljøet. Vi vil i prosjektperioden ha et nært samarbeid med South mountain Technologies, hvor det er denne bedriften som også står for finansieringen av prosjektet. Veiledere for prosjektet er Åge T. Johansen og kontaktpersonen vår hos South Mountain Technologies er Ketil Forsberg. Sarpsborg 31.03.06 Anders Lyche Henning Frantzen iii
Sammendrag Prosjektoppgaven går ut på å lage en RF-fjernkontroll. Denne fjernkontrollen skal benyttes til projektorer som South Mountain Technologies har utviklet. Denne projektoren benytter i dag IR teknologi. På grunn av konstruksjonen til projektoren, tar IR-mottakeren i mot veldig mye støy fra lyset i projektoren. Dette er noe av grunnen til at de ønsker å benytte RF teknologi på fremtidige projektorer. I tillegg til å lage hardware til fjernkontrollen, skal vi lage et testprogram, slik at fjernkontrollen fungerer mot en projektor som er modifisert med en RF-mottaker istedenfor IR-mottaker iv
Innholdsfortegnelse Forord...iii Sammendrag... iv Innholdsfortegnelse... v 1. Innledning... 1 1.1 Om South Mountain Technologies... 1 1.2 Formål... 1 1.3 Situasjonsbeskrivelse... 1 1.4 Omfang og begrensninger... 1 1.5 Strategi for løsning... 2 2. Kravspesifikasjon... 3 2.1 Funksjonskrav... 3 2.2 Mål... 3 3. Om prosjektgruppa... 3 4. Budsjett... 4 5. Beskrivelse av aktiviteter...4 Vedlegg: Gant diagram... 6 v
1. Innledning 1.1 Om South Mountain Technologies South Mountain Technologies (SMT) er et prosjektsamarbeid mellom Infocus og TCL som fokuserer på mikro-display teknologier og produkter. Samarbeidet omfatter forskning, utvikling, ingeniørvitenskap, produksjon, salg og distribusjon av projektorer, lysenheter for bakprojeksjons TV og relaterte tjenester. SMT har hovedvekt på forskning, utvikling og produksjon, og har forsknings- og utviklingsavdelinger i Wilsonville i USA, Fredrikstad og Shenzen i Kina. Produksjon foregår i Shenzen, hvor det er kapasitet på 1,5 millioner enheter pr. år. SMT vil fokusere på å produsere produkter med mest innovativ teknologi og best kvalitet. SMT sitt mål er å bli en av de største lysenhet- og projektorprodusentene i verden. 1.2 Formål Oppgaven går ut på å lage en RF-fjernkontroll og en mottakerenhet som skal plasseres i projektoren, samt utvikle software til disse enhetene. Denne RF-fjernkontrollen skal erstatte dagens IR-fjernkontroll. Dette gjøres for å spare kostnader, gjøre fjernkontrollen mer brukervennlig og unngå problemer med lysstøy fra projektoren. 1.3 Situasjonsbeskrivelse South Mountain Technologies har i dag laget en serie projektorer som skal ut i produksjon i mai 2006. Disse projektorene benytter i dag 4 IR mottakere (en på hver side) for betjening fra fjernkontroll. Dette har skapt noen problemer fordi lyset fra projektoren har en svitsjefrekvens som er veldig nær frekvensen til IR. Dette gjør at IR mottakeren tar imot veldig mye støy, og systemet fungerer ikke helt optimalt. En RFfjernkontroll er også mer brukervennlig enn en IR fjernkontroll siden den ikke er retningsbestemt, og vil sannsynligvis også bli rimeligere å produsere. Derfor ønsker oppdragsgiver at vi skal lage en RFfjernkontroll, som mest sannsynlig vil bli benyttet til fremtide modeller. Figur 1.1 Radiosignaler 1.4 Omfang og begrensninger Både sender- og mottakerenheten skal konstrueres med utgangspunkt i Nordic Semiconductor sin nrf24e1, denne inneholder en RF-del og en 8051 kompatibel mikrokontroller. Kretskortet til fjernkontrollen skal passe inn i skallet til den eksisterende IR-fjernkontrollen. South Mountain Technologies vil stå for produksjon av kretskort, bestilling av komponenter og modifikasjon av projektor. 1
1.5 Strategi for løsning Gruppen vil samarbeide relativt nært med South Mountain Technologies både gjennom besøk i bedriften, via telefon og mail. Dette samarbeidet vil foregå hele prosjektperioden. Prosjektet vil inneholde følgende faser: Kretsskjema Vi skal bruke chipen nrf24e1 som utgangspunkt. Vi må derfor sette oss inn i nrf24e1 og finne ut hvilke komponenter vi skal bruke rundt denne. Vi skal så utvikle en kretsløsning slik at den oppfyller formålet best mulig. Vi vil i denne fasen bruke Orcad capture til utvikling. Den største utfordringen her blir å lage antenne, mest sannsynlig vil vi bruke en ferdig antennemodul. Figur 1.2 Utlegg Vi skal her rute kretskortet slik at det passer inn i skallet til IR-fjernkontrollen, og lage utleggsfiler som skal sendes til produksjon. Vi har begrenset med plass til kretskortet, så det er viktig at vi er nøye med å spare plass i denne fasen. Vi vil sannsynligvis bruke samme utlegg både som sender- og mottakerenhet. I denne fasen vil vi bruke Orcad Layout. Produksjon av kretskort Vi skal her lage kretskortene fysisk. Hoveddelen av dette arbeidet vil bli satt bort til et eksternt firma, men det er mulig at gruppen skal montere noen av komponentene selv. 2
Programmering og uttesting Vi skal her utvikle software til sender og mottaker, samt teste ut programmet på sender og mottaker når disse kommer tilbake fra produksjon. Mens vi venter på kortene kan vi teste ut programmene på nrf24e1 evboard. Vi regner med at dette blir den mest omfattende fasen, og har derfor satt av mest tid til dette. Vi vil bruke Keil µvision som kompilator. 2. Kravspesifikasjon 2.1 Funksjonskrav Vi skal benytte skallet til den eksisterende IR-fjernkontrollen, kretskortutlegget må da tilpasses slik at det passer i dette skallet. Dette gjelder den fysiske utformingen og plasseringen av knappene. Spesifikasjonene til fjernkontrollen er at den skal ha 10 Knapper, og den skal bygges opp rundt en radio og mikrokontrollerenhet fra Nordic Semiconductor, som heter nrf24e1. Antenne må være liten, slik den kan plasseres på printkortet inne i skallet. Fjernkontrollen skal drives av to 1,5V AA batterier og skal ha de samme funksjonene som IR-fjernkontrollen. Figur 2.1 2.2 Mål Målet vårt er å lage en fjernkontroll som fungerer slik vi har beskrevet i funksjonskravet, og ha et fungerende system som vi kan vise frem på EXPO. Vi har også som mål å ha stor kunnskap i RF teknologi når vi er ferdig. Effektmålet er at South Mountain Technologies skal få en løsning med en fjernkontroll som fungerer mer tilfredsstillende enn dagens IR-fjernkontroll. Resultatmålet vårt er å lage en RF fjernkontroll som tilfredsstiller de funksjonskrav som er spesifisert i avsnittet over, og holde oss innenfor de tidsrammer som vi har spesifisert i gant diagrammet. 3. Om prosjektgruppa Gruppen består av to studenter fra klasse E3T ved Høgskolen i Østfold. Gruppemedlemmene er Anders Lyche og Henning Frantzen, gruppeleder er Anders Lyche. Arbeidsfordelingen vil vi vurdere underveis i prosjektet, men i hovedsak er vi like delaktige i de forsjellige aktivitetene. 3
Vi vil i prosjektperioden ha et nært samarbeid med South Mountain Technologies, og vår kontaktpersonen hos South Mountain Technologies er Ketil Forsberg. Veileder for prosjektet er Åge T. Johansen. 4. Budsjett Beskrivelse Antall Pris Produksjon av kretskort 10 35$ Montering av komponenter 10 30$ Totale utgifter 65$ 5. Beskrivelse av aktiviteter Referer til gant diagrammet i vedlegget: Forprosjektering Kartlegge omfanget av oppgaven, samt skrive denne rapporten Estimert tid: 1 uke Kretsskjema Vi skal her lage kretsskjema med utgangspunkt i nrf24e1. Under dette kommer også valg av komponenter Estimert tid: 2 uker Utlegg Vi skal her rute kretskortene slik at de oppfyller kravene til størrelse og form. Vi må også finne/lage footprint til komponentene. Estimert tid: 1 uke Produksjon Produksjon blir satt bort til et eksternt firma. Estimert tid: 2 uker Programmering og uttesting Vi skal her lage software til kretsene våre og teste ut programvaren. Mens vi venter på de kretskortene vi har konstruert vil vi teste ut programmene på nrf24e1 Evboard. Estimert tid: 4 uker Avslutning av hovedprosjektrapport Vi skal her avslutte arbeidet med hovedprosjektrapporten. Estimert tid: 4 dager Planlegging av EXPO Vi skal her planlegge stand og fordrag til EXPO. Estimert tid: 3 dager 4
Web side Vi skal her lage Web side for prosjektet, dette vil foregå parallelt med de andre punktene. Rapportskriving Vi vil skrive på hovedprosjektrapporten parallelt med de andre punktene. Sluttarbeidet med denne gjøres under punktet Avslutning av hovedprosjektrapport. Milepæler Utlegg sendt De ferdige utleggsfilene til kretskortene er sendt til produksjon. Ferdig løsning Den ferdige løsningen med fjernkontroll og software er ferdig. Prosjektet avsluttet Prosjektet er avsluttet og levert. 5