無線遙控照明開關(guān)論文.doc

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)1綜述無線電遙控就是利用無線電波對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。無線電遙控技術(shù)的發(fā)展并不久遠(yuǎn)，20世紀(jì)20年代。才剛剛出現(xiàn)無線電遙控的雛形。那時(shí)人們?cè)噲D將遙控技術(shù)應(yīng)用于無人駕駛飛機(jī)和艦船，但由于技術(shù)不夠完善而未能成功。二次世界大戰(zhàn)以后，無線電遙控技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸在軍事、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)技術(shù)等方面得到廣泛的應(yīng)用。70年代后期，模型用的無線電遙控設(shè)備也以商品的形式逐漸出現(xiàn)。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，模型用遙控設(shè)備不但實(shí)現(xiàn)了商品化，可靠性和靈敏度也越來越高；還形成了許多系列和品種，能滿足不同層次的愛好者及不同模型的技術(shù)要求。我們把通行指令信號(hào)的道路叫作：“通道”，一臺(tái)遙控設(shè)備如果只能允許一種指令信號(hào)通行，即只能夠接收一種指?jìng)€(gè)信號(hào)，那么，我們就說這臺(tái)遙控設(shè)備只有一個(gè)通道，模型用遙控設(shè)備有兩通道、四通道甚至十通道等多種。我們的設(shè)計(jì)僅要求控制電燈的開與關(guān)，因此只需要用單通道的就足夠了。無線遙控收發(fā)開關(guān)電路主要用于傳輸數(shù)據(jù)，其用途十分廣泛?，F(xiàn)代的無線收發(fā)開關(guān)電路，不僅電路先進(jìn)而且制作工藝已由過去的分立元件過渡到表面貼片工藝和集成化、模塊化，這不僅使它們的體積小，而且作用距離從幾米擴(kuò)展到數(shù)公里，穩(wěn)定性和可靠性都達(dá)到了工業(yè)級(jí)的要求標(biāo)準(zhǔn)。早期的無線遙控收發(fā)開關(guān)電路指無線遙控收發(fā)控制的開關(guān)路數(shù)是單路的，作用距離僅米左右，且電路簡(jiǎn)單，對(duì)一般家庭用作無線遙控電源開關(guān)很有效果，所以目前電子市場(chǎng)里仍有各類單通道無線遙控開關(guān)產(chǎn)品出售。這些產(chǎn)品有單路紅外（線）遙控開關(guān)、超聲波遙控開關(guān)和無線射頻遙控開關(guān)等。上述幾種無線遙控開關(guān)電路其收發(fā)電路的主要模式基本相近，即在發(fā)射端采用某個(gè)固定頻率的振蕩器，再把開關(guān)控制信號(hào)，如紅外線或脈沖信號(hào)調(diào)制到振蕩器上進(jìn)行空間開路發(fā)射；在接收端再把它們放大檢波雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙向可控硅或繼電器電路接通（控制）開關(guān)（如交流市電電源）。上述的三種無線遙控開關(guān)，各有特點(diǎn)。紅外遙控和超聲波遙控開關(guān)適用于普通家庭近距離控制（作用距離），該兩類無線遙控開關(guān)抗干擾性強(qiáng)，制作調(diào)試簡(jiǎn)單，業(yè)余電子愛好者均可自制。無線射頻遙控開關(guān)其控制開關(guān)距離較遠(yuǎn)。但抗干擾性能較差。無線遙控照明開關(guān)2紅外遙控開關(guān)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但其傳輸距離端、方向性強(qiáng)、不能穿透或繞過墻壁，適合短距離遙控如電視、空調(diào)等。鑒于此次設(shè)計(jì)僅要求距離815m，且制作簡(jiǎn)單，故采取此種方式。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)31方案設(shè)計(jì)與分析1.1方案的設(shè)計(jì)首先,要做無線遙控照明開關(guān)就需要紅外發(fā)射和接收裝置，對(duì)此，我設(shè)計(jì)的兩種方案，分別如下：1）利用NE555等元件組成紅外遙控電路。如圖1.11圖1.11利用NE555等元件組成的電路2）利用RCM1型遙控組件等組成紅外遙控電路。如圖1.12RCM1ARCM1BSB12432VD1C20.1u1C10.22u5R1100KENVSS138RCP141516C30.22u271611VD4-VD8R2VD4+C220uVT19013R3VSDW1.5V1MR4C50.68uVD1N4004220VQ1Q3Q5Q7Q9圖1.12利用RCM1型遙控組件等元件組成的電路SCR220V（a）(b)無線遙控照明開關(guān)41.2方案的分析與比較1.2.1各方案原理分析1）方案一原理分析：圖(a)是紅外發(fā)射器電路圖。按下AN后，IC(NE555)自激多諧振蕩器振蕩產(chǎn)生35kHz高頻信號(hào)，從3腳輸出去驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光管TLNl04發(fā)射紅外信號(hào)。采用兩只管串聯(lián)是為增大紅外光強(qiáng)度和發(fā)射半徑。調(diào)節(jié)W可改變紅外光頻率，使它落在接收器的選頻范圍內(nèi)。圖(b)是紅外接收器電路圖。紅外接收管TLPl04接收到紅外發(fā)射器的紅外信號(hào)時(shí)，經(jīng)IC1放大、調(diào)諧等處理后從1腳輸出加至IC2的輸入端，再經(jīng)放大等處理后從8腳輸出去觸發(fā)SCR導(dǎo)通或截止。當(dāng)接收器每收到一次發(fā)射信號(hào)時(shí)，IC2的8腳輸出狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，即從低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，或由高電平變?yōu)榈碗娖健Ｋ悦堪磩?dòng)一次AN，SCR改變一次狀態(tài)就實(shí)現(xiàn)了開、關(guān)的功能。2）方案二原理分析：如圖，按下SB后，發(fā)射電路發(fā)出一組遙控信號(hào)。在平時(shí)，接收電路RCM1B的輸出端輸出低電平。當(dāng)它接收到發(fā)射器發(fā)送來的遙控信號(hào)后，通過電路內(nèi)放大和信號(hào)處理后，由腳輸出高電平。當(dāng)點(diǎn)按遙控發(fā)射器的發(fā)射按鈕SB時(shí)，接收器的輸出端便會(huì)輸出高電平，這一高電平通過VD1加只至計(jì)數(shù)器的CP端作為電燈EL的開關(guān)控制信號(hào)。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的10個(gè)輸出端與控制端采用間隔連接的方式，即將五個(gè)輸出端接到控制端。將其他輸出端空置。這樣每按一次遙控發(fā)射按鈕，它的輸出端前移一位當(dāng)移動(dòng)到Q1、Q3、Q5、17、Q9時(shí)，電燈打開。當(dāng)移至其他五個(gè)輸出端時(shí)，電燈熄滅。1.2.2方案的比較從電路原理可以看出，上述兩種方案都可以實(shí)現(xiàn)以紅外信號(hào)控制電燈的開與關(guān)。方案一由一些基本元件組成，比較容易獲得，但和方案二相比，方案一結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些，組裝較麻煩，而方案二利用RCM1形遙控組件可以方便快捷的完成電路。同時(shí)方案一中，發(fā)出的頻率信號(hào)較高，與我們的要求功耗遙控組件電源電壓3V，工作頻率為250MHz，發(fā)射距離控制在8-15米。接受電路工作電壓4.5V，工作電流0.7mA不符合，而方案二更符合要求，故本設(shè)計(jì)采用第二種方案。電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)52電路設(shè)計(jì)框圖和功能描述2.1無線電遙控設(shè)備的方框圖圖2.1是無線電遙控設(shè)備方框圖，由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。編碼電路調(diào)制器高頻部分發(fā)射電路高頻部分解調(diào)器編碼電路執(zhí)行電路與執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)射機(jī)接收機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖2.1無線電遙控設(shè)備方框圖2.2無線電遙控部分電路的工作原理發(fā)射機(jī)主要包括編碼電路和發(fā)射電路。編碼電路由操縱器(操縱開關(guān)或電位器等)控制，操縱者通過操縱器；使編碼電路產(chǎn)生所需要的控制指令。這些控制指令是具有某些特征的、相互間易于區(qū)分的電信號(hào)，例如：用頻率為270Hz的正弦信號(hào)作為控制左舵的指令，用頻率為350Hz的正弦信號(hào)作為控制右舵的指令，即不同頻率的正弦信號(hào)代表不同的控制指令。除了可利用頻率特征外，還可用正弦信號(hào)的幅度及相位特征、脈沖信號(hào)的幅度、寬度及相位特征以及碼組特征等表示各種指令。編碼電路產(chǎn)生的指令信號(hào)都是頻率較低的電信號(hào)，無法直接傳送到遙控目標(biāo)上去，還要將指令信號(hào)送到發(fā)射電路，使它載在高頻信號(hào)(載波)上，才能由發(fā)射天線發(fā)送出去。就如同用火車、飛機(jī)等運(yùn)載工具運(yùn)送貨物一樣，指令信號(hào)相當(dāng)于貨物，載波相當(dāng)于運(yùn)載工具。我們把指令信號(hào)載到載波上去的過程叫調(diào)制，調(diào)制作用由發(fā)射電路的調(diào)制器完成。發(fā)射電路的主要作用是產(chǎn)生載波，并由調(diào)制器將指令信號(hào)調(diào)制在載波上，經(jīng)天線將已調(diào)載波發(fā)送出去。接收機(jī)由接收電路及譯碼電路組成。接收電路又包括高頻部分及解調(diào)器部分。由接收天線送來的微弱信號(hào)經(jīng)接收機(jī)高頻部分的選擇和放大后，送到解調(diào)器。就象火車、飛機(jī)等運(yùn)載工具到站后，把貨物卸下來的情況一樣，解調(diào)器的作用是從載波上“卸”下指令信號(hào)。無線遙控照明開關(guān)6由于“卸”下來的各種指令信號(hào)是混雜在一起的、還要送到譯碼電路譯碼。譯碼電路的工作就象把卸下來的貨物鑒別分類，再分別送到使用場(chǎng)地一樣，它對(duì)各種指令信號(hào)進(jìn)行簽別，送到相應(yīng)的執(zhí)行放大電路。執(zhí)行放大電路把指令信號(hào)放大到具有一定的功率，用以驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械動(dòng)作，例如電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、電磁鐵的吸動(dòng)等，帶動(dòng)被控的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(例如舵面)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控目標(biāo)的控制。3電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)73電路原理設(shè)計(jì)與原理分析3.1電路原理圖及其描述本無線遙控照明開關(guān)采用RCM1型無線電遙控組件作為遙控發(fā)射與接收電路，電路組成如圖所示。本電路由RCM1A/B組件作遙控發(fā)射與接收電路，用十進(jìn)制CD4017作為開關(guān)控制電路，用雙向晶閘管作電源開關(guān)。RCM1ARCM1BSB12432VD1C20.1u1C10.22u5R1100KENVSS138RCP141516C30.22u271611VD4-VD8R2VD4+C220uVT19013R3VSDW1.5V1MR4C50.68uVD1N4004220VQ1Q3Q5Q7Q9圖3.1利用RCM1型組件設(shè)計(jì)的紅外線遙控開關(guān)電路3.2利用RCM1型組件設(shè)計(jì)的紅外線遙控開關(guān)工作原理：RCM1型無線電遙控組件由無線電遙控發(fā)射組件RCM1A和接收組件RCM1B組成，它是一組微功耗遙控組件，組件內(nèi)采用模擬電路與數(shù)字電路相結(jié)合的方式組成，內(nèi)藏微型收發(fā)天線，幾乎沒有外圍元件，用作無線電遙控裝置最為簡(jiǎn)便。發(fā)射電路RCM1A只有2只引腳，分別接電源正、負(fù)極，工作電壓為3V，工作電流為0.6mA，工作頻率為250MHz，發(fā)射距離為815m。接收電路RCM1B有5只引腳，除了、腳分別接電源正、負(fù)極外腳為低電平輸出端，腳為高電平輸出端，腳接延時(shí)電容。工作電壓為4.5V，工作電流偽0.7mA。4發(fā)射電路RCM1A只設(shè)一個(gè)發(fā)射開關(guān)，它既是發(fā)射開關(guān)，又是電源開關(guān)。按下SB后，發(fā)射電路發(fā)出一組遙控信號(hào)。在平時(shí)，接收電路RCM1B的輸出端輸出低電平。當(dāng)它接收到發(fā)射器發(fā)送來的遙控信號(hào)后，通過電路內(nèi)放大和信號(hào)處理后，由腳輸出高電平。當(dāng)點(diǎn)按遙控發(fā)射器的發(fā)射按鈕無線遙控照明開關(guān)8SB時(shí)，接收器的輸出端便會(huì)輸出高電平，這一高電平通過VD1加只至計(jì)數(shù)器的CP端作為電燈EL的開關(guān)控制信號(hào)。作為開關(guān)控制電路的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器CD4017，它的10個(gè)輸出端與控制端采用間隔連接的方式，即將Q1、Q3、Q5、Q7、Q9連接到控制端，將Q2、Q4、Q6、Q8空置。這樣每當(dāng)點(diǎn)按一次遙控發(fā)射器按鈕時(shí)，它的輸出端前移一位，當(dāng)移動(dòng)至Q1、Q3、Q5、Q7、Q9時(shí)，電燈被打開。當(dāng)移動(dòng)至Q2、Q4、Q6、Q8時(shí)，電燈熄滅。這種連接方式與雙穩(wěn)態(tài)電路等效。雙向晶閘管的觸發(fā)采用普通的晶體管觸發(fā)方式，雙向晶閘管的特性為：當(dāng)G極和1T極相對(duì)于極的電壓為負(fù)時(shí)，導(dǎo)通方向?yàn)?T1T，此時(shí)2T為陽極，1T為陰極；當(dāng)G極和2T極相對(duì)于1T電壓為負(fù)時(shí)，導(dǎo)通方向?yàn)?T2T，此時(shí)1T為陽極，2T為陰極。5每當(dāng)計(jì)數(shù)器輸出一次高電平，晶體管VT導(dǎo)通一次，VTH被觸發(fā)導(dǎo)通一次，電燈EL被打開一次。電路最右邊的220V交流電供應(yīng)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器工作，但十進(jìn)制計(jì)數(shù)器無法在高電壓下工作，于是在它的左側(cè)安插電容5C,4C和二極管，穩(wěn)壓管及電阻。當(dāng)交流電壓的上升沿或下降沿符合穩(wěn)壓管的特性穩(wěn)壓管導(dǎo)通，它和二極管共同將工作電路的電壓鉗位在4.5V。3.3參數(shù)計(jì)算將工作電流0.7mA近似等于4R的電流。穩(wěn)壓