-

Draadloze afstandsbediening voor de M15A-bandrecorder.

De M15A-studiobandrecorder (ontworpen rond 1975) kan op afstand worden bediend met een speciale adapterkaart (BC-FA-1), die in het kaartrek voor de motorbesturing van de recorder wordt geplaatst.

Via een 37-polige connector is deze kaart verbonden met het eigenlijke bedieningspaneel (FS15A), dat zich elders in de studioruimte bevindt. De dikke meeraderige kabel tussen de recorder en het paneel is nogal onhandig; reden genoeg om naar een draadloze oplossing te zoeken. Een van de harde eisen was dat er geen aanpassingen aan de elektronica van de recorder nodig waren.

De communicatie tussen recorder en paneel verloopt in twee richtingen: commando's worden gegeven via (verlichte) drukknoppen op het paneel, en bij een succesvol uitgevoerd commando reageert de recorder door een lampje in de knop te laten branden. Op deze manier weet de bediener zeker dat het gegeven commando is geslaagd, zelfs als de recorder niet in het zicht staat. De draadloze dataverbinding moet dus full-duplex zijn. Na enig onderzoek kwam ik uit bij de (goedkope) Bluetooth HC-05-modules. Deze kleine bluetooth-modules kunnen zo worden geconfigureerd dat ze bij het inschakelen automatisch verbinding met elkaar maken en een full duplex communicatiepad (vergelijkbaar met RS232) opzetten. De uitgaande en inkomende RS232-berichten moeten worden omgezet in eenvoudige contactsluitingen om de recorder aan te sturen en de knoppen op het bedieningspaneel te verlichten. Dit gebeurt met twee Arduino Nano-CPU-modules; ook deze zijn goedkoop, goed verkrijgbaar en eenvoudig te programmeren.

Belangrijke opmerking: Voordat de HC-05-modules in deze toepassing kunnen worden gebruikt, moeten ze worden gekoppeld ('gepaired') en correct worden geconfigureerd. Dit wordt apart uitgelegd aan het einde van dit document..

Hoe werkt de originele bedrade afstandsbediening? De recorder beschikt over een vrij complex besturingssysteem, opgebouwd uit CMOS-logica en ondergebracht op diverse kaarten in een kaartrek onder het loopwerk. De machine kan worden uitgerust met diverse opties, zoals tijdcodebesturing en afstandsbediening. Voor al deze opties moet een extra kaart worden geplaatst; deze kaart vormt de interface met de interne besturingslogica. Voor bediening op afstand is de BC-FA1-kaart in combinatie met het FS15A-bedieningspaneel vereist.

De BC-FA1 en FS15A: Zie het schema in figuur 1. Aan de linkerkant bevinden zich de stuuringangen (HALTB, WIEDB, AUFNB, enz.), allemaal voorzien van pull-upweerstanden. Een commando wordt gegeven door een van deze lijnen laag te trekken; dit gebeurt via een van de drukknoppen op het externe bedieningspaneel (zie schema figuur 2).

Het commando wordt verwerkt en, indien geaccepteerd, wordt een van de Darlington-transistors aan de rechterkant van figuur 1 in geleidende toestand gebracht. Hierdoor wordt een van de lijnen (HALTM, WIEDM, enz.) naar massa getrokken en gaat het bijbehorende lampje in de drukknop branden. Dit is een zeer robuuste manier van aansturen, maar er zijn wel meer dan 20 draden nodig tussen de BC-FA1 en de FS15A.

Fig 1 BC-FA1 schematic diagram

Fig 2 FS15A schematic diagram

De draadloze oplossing

Voor mijn project gebruik ik twee HC-05 Bluetooth-modules: één in "master-modus" en de andere in "slave-modus". De uitgang van zo'n module levert RS232-communicatie op TTL-niveau. Het idee is om in beide interfaces een "statuswoord" te creëren dat de toestand van de in- en uitgangslijnen van de BC-FA1 en de status van de drukknoppen op het paneel weergeeft. Dit statuswoord wordt bij elke statuswijziging bijgewerkt en direct naar "de andere kant" verstuurd. Dit is de taak van de Arduino Nano.

Voor de verlichte drukknoppen heb ik gekozen voor de NKK KP01-15-serie; deze zijn vrij prijzig maar erg mooi (en ten tijde van het schrijven van dit stuk verkrijgbaar bij Digi-Key). Ze zijn voorzien van driekleuren-leds (rood, groen en blauw). Dit is niet strikt noodzakelijk, maar knoppen met enkelkleurige leds waren niet beschikbaar. Daarnaast zijn er twee C&K-schakelaars gemonteerd voor de snelheidsinstelling en de mono/stereo-omschakeling. De geselecteerde snelheid wordt aangegeven door een gele led naast de schakelaar.

Tot slot is er een groene led die aangeeft dat de capstan-snelheid "vergrendeld" is (bereit). Vijf knoppen bedienen het bandtransportmechanisme; de ​​zesde knop is de "parallel"-knop. Op het originele FS15A-paneel is dit een vergrendelende drukknop. Omdat ik zo'n type niet kon vinden, wordt de vergrendelingsfunctie in software gerealiseerd. Eén keer drukken betekent "Aan" en de status blijft actief tot er opnieuw wordt gedrukt (toggle-functie). Daarnaast wordt de status van de 'parallel'-knop in het EEPROM opgeslagen, zodat na het uitschakelen en opnieuw inschakelen de laatst bekende status wordt hersteld.

De 'parallel aan'-status maakt het mogelijk om de recorder zowel via het afstandsbedieningspaneel als lokaal op de recorder zelf te bedienen. Wanneer de schakelaar voor afstandsbediening op de recorder wordt ingedrukt en de Bluetooth-verbinding niet tot stand is gekomen of verbroken is, schakelt de slave-interface de recorder automatisch in de parallelle modus; hiermee wordt voorkomen dat het systeem in een onbestuurbare toestand terechtkomt.

De Master control module

Hoewel niet strikt noodzakelijk, zijn alle leds in de drukknoppen aangesloten; inclusief de overige leds moeten er in totaal 24 leds worden aangestuurd. De Arduino Nano beschikt niet over voldoende uitgangen, daarom is gekozen voor een constructie met drie 8-bits schuifregisters. Deze registers zijn compatibel met de bekende 74HC595-schuifregisters, maar zijn voorzien van 'open-drain'-uitgangen, die 200 mA per kanaal kunnen verwerken. Bijna elke led of gloeilamp kan dus met deze chip worden aangestuurd. De schakelaars en knoppen zijn direct verbonden met de Nano. De HC-05-module heeft een 3,3 Volt-interface, dus een spanningsdeler met R25 en R26 wordt gebruikt om de Tx-uitgangsspanning van de Nano te verlagen tot 3v3. De Nano maakt verbinding met de HC-05 via seriële softwarecommunicatie, waarbij de seriële hardwarepoort overblijft voor programmeren en debuggen. De aparte RGB-LED geeft de status van de module weer: Groen voor ingeschakeld maar geen verbinding. Blauw voor verbinding tot stand gebracht. Rood voor fout (nog niet geïmplementeerd) De mastermodule moet in een kunststof behuizing worden geplaatst om blokkering van het draadloze signaal te voorkomen. Onder normale omstandigheden moet het bereik tussen master en slave minimaal 10 meter zijn.

Fig 3 Remote Control master schematic diagram

Fig 4 Remote control master pcb version 1.0 DC powered 5 volt

De Slave control module

Links zien we de 37-polige connector naar de recorder. De ULN2803's bieden een veilige interface naar de 12 volt in-/uitgangslijnen van de BC-FA1-kaart. De HC-05-module wordt op dezelfde manier aangesloten als in de mastermodule. Een lineaire spanningsregelaar (U2) reduceert de 24V-voeding van de recorder naar 5V voor de Arduino en HC-05. Tenslotte geeft een blauwe LED de verbindingsstatus aan. De print is zo geconstrueerd dat deze na het verwijderen van het kleine metalen afdekplaatje direct op de BC-FA1 connector kan worden geplaatst. Speciale aandacht is nodig voor de plek van de HC-05-module. Het RF-signaalpad mag niet worden belemmerd door een metalen afscherming. Het zou de draadloze verbinding instabiel of onmogelijk maken..

Fig 5 Remote Control slave schematic diagram

Fig 6 Remote control slave pcb version 1.0 to place inside M15A recorder

Configureren en koppelen van de twee HC-05-modules.

Bluetooth-verbindingen zijn normaal gesproken point-to-point, de ene transceiver is de master en de andere is slave. De master moet weten met welke slave hij verbinding moet maken. Bij het opstarten begint het te zoeken naar een slaaf die overeenkomt met het adres dat is opgeslagen in zijn verbindingstabel. Als deze slaaf wordt gedetecteerd, maken ze automatisch verbinding. Een goede beschrijving van de modules en hun configuratie vindt u op: https://lastminuteengineers.com/hc05-bluetooth-arduino-tutorial/

In het kort: Zet de eerste module in de AT-modus, controleer of deze in de "slave"-modus staat, stel de baudrate in op 38400 en vraag het mac-adres ervan. Kopieer dit adres met ctrl-c of noteer het. Sluit nu de andere module aan en zet deze in AT-modus. Controleer en stel deze in de mastermodus in, stel de baudrate in op 38400 en plaats het slave-adres, gevonden in de vorige stap, in de verbindingstabel. Hierna, wanneer u beide modules (+5v) van stroom voorziet, worden ze na ongeveer 30 seconden met elkaar verbonden. Dit wordt weergegeven door twee korte LED-knipperingen elke 2 seconden. Nu zijn ze klaar voor gebruik, het maakt niet uit welke unit de mastermodule of de slavemodule krijgt.

Rob Krijgsman June 2025