无线遥控照明开关论文.doc

电子技术课程设计1综述无线电遥控就是利用无线电波对被控对象进行远距离控制。无线电遥控技术的发展并不久远，20世纪20年代。才刚刚出现无线电遥控的雏形。那时人们试图将遥控技术应用于无人驾驶飞机和舰船，但由于技术不够完善而未能成功。二次世界大战以后，无线电遥控技术发展迅速，并逐渐在军事、国防、工农业生产以及科学技术等方面得到广泛的应用。70年代后期，模型用的无线电遥控设备也以商品的形式逐渐出现。随着现代电子技术的飞速发展，模型用遥控设备不但实现了商品化，可靠性和灵敏度也越来越高；还形成了许多系列和品种，能满足不同层次的爱好者及不同模型的技术要求。我们把通行指令信号的道路叫作：“通道”，一台遥控设备如果只能允许一种指令信号通行，即只能够接收一种指个信号，那么，我们就说这台遥控设备只有一个通道，模型用遥控设备有两通道、四通道甚至十通道等多种。我们的设计仅要求控制电灯的开与关，因此只需要用单通道的就足够了。无线遥控收发开关电路主要用于传输数据，其用途十分广泛。现代的无线收发开关电路，不仅电路先进而且制作工艺已由过去的分立元件过渡到表面贴片工艺和集成化、模块化，这不仅使它们的体积小，而且作用距离从几米扩展到数公里，稳定性和可靠性都达到了工业级的要求标准。早期的无线遥控收发开关电路指无线遥控收发控制的开关路数是单路的，作用距离仅米左右，且电路简单，对一般家庭用作无线遥控电源开关很有效果，所以目前电子市场里仍有各类单通道无线遥控开关产品出售。这些产品有单路红外（线）遥控开关、超声波遥控开关和无线射频遥控开关等。上述几种无线遥控开关电路其收发电路的主要模式基本相近，即在发射端采用某个固定频率的振荡器，再把开关控制信号，如红外线或脉冲信号调制到振荡器上进行空间开路发射；在接收端再把它们放大检波双稳态触发器双向可控硅或继电器电路接通（控制）开关（如交流市电电源）。上述的三种无线遥控开关，各有特点。红外遥控和超声波遥控开关适用于普通家庭近距离控制（作用距离），该两类无线遥控开关抗干扰性强，制作调试简单，业余电子爱好者均可自制。无线射频遥控开关其控制开关距离较远。但抗干扰性能较差。无线遥控照明开关2红外遥控开关有结构简单、可靠性高、抗干扰能力强等优点，但其传输距离端、方向性强、不能穿透或绕过墙壁，适合短距离遥控如电视、空调等。鉴于此次设计仅要求距离815m，且制作简单，故采取此种方式。电子技术课程设计31方案设计与分析1.1方案的设计首先,要做无线遥控照明开关就需要红外发射和接收装置，对此，我设计的两种方案，分别如下：1）利用NE555等元件组成红外遥控电路。如图1.11图1.11利用NE555等元件组成的电路2）利用RCM1型遥控组件等组成红外遥控电路。如图1.12RCM1ARCM1BSB12432VD1C20.1u1C10.22u5R1100KENVSS138RCP141516C30.22u271611VD4-VD8R2VD4+C220uVT19013R3VSDW1.5V1MR4C50.68uVD1N4004220VQ1Q3Q5Q7Q9图1.12利用RCM1型遥控组件等元件组成的电路SCR220V（a）(b)无线遥控照明开关41.2方案的分析与比较1.2.1各方案原理分析1）方案一原理分析：图(a)是红外发射器电路图。按下AN后，IC(NE555)自激多谐振荡器振荡产生35kHz高频信号，从3脚输出去驱动红外发光管TLNl04发射红外信号。采用两只管串联是为增大红外光强度和发射半径。调节W可改变红外光频率，使它落在接收器的选频范围内。图(b)是红外接收器电路图。红外接收管TLPl04接收到红外发射器的红外信号时，经IC1放大、调谐等处理后从1脚输出加至IC2的输入端，再经放大等处理后从8脚输出去触发SCR导通或截止。当接收器每收到一次发射信号时，IC2的8脚输出状态就翻转一次，即从低电平翻转为高电平，或由高电平变为低电平。所以每按动一次AN，SCR改变一次状态就实现了开、关的功能。2）方案二原理分析：如图，按下SB后，发射电路发出一组遥控信号。在平时，接收电路RCM1B的输出端输出低电平。当它接收到发射器发送来的遥控信号后，通过电路内放大和信号处理后，由脚输出高电平。当点按遥控发射器的发射按钮SB时，接收器的输出端便会输出高电平，这一高电平通过VD1加只至计数器的CP端作为电灯EL的开关控制信号。十进制计数器的10个输出端与控制端采用间隔连接的方式，即将五个输出端接到控制端。将其他输出端空置。这样每按一次遥控发射按钮，它的输出端前移一位当移动到Q1、Q3、Q5、17、Q9时，电灯打开。当移至其他五个输出端时，电灯熄灭。1.2.2方案的比较从电路原理可以看出，上述两种方案都可以实现以红外信号控制电灯的开与关。方案一由一些基本元件组成，比较容易获得，但和方案二相比，方案一结构复杂一些，组装较麻烦，而方案二利用RCM1形遥控组件可以方便快捷的完成电路。同时方案一中，发出的频率信号较高，与我们的要求功耗遥控组件电源电压3V，工作频率为250MHz，发射距离控制在8-15米。接受电路工作电压4.5V，工作电流0.7mA不符合，而方案二更符合要求，故本设计采用第二种方案。电子技术课程设计52电路设计框图和功能描述2.1无线电遥控设备的方框图图2.1是无线电遥控设备方框图，由发射机、接收机及执行机构三部分组成。编码电路调制器高频部分发射电路高频部分解调器编码电路执行电路与执行机构发射机接收机执行机构图2.1无线电遥控设备方框图2.2无线电遥控部分电路的工作原理发射机主要包括编码电路和发射电路。编码电路由操纵器(操纵开关或电位器等)控制，操纵者通过操纵器；使编码电路产生所需要的控制指令。这些控制指令是具有某些特征的、相互间易于区分的电信号，例如：用频率为270Hz的正弦信号作为控制左舵的指令，用频率为350Hz的正弦信号作为控制右舵的指令，即不同频率的正弦信号代表不同的控制指令。除了可利用频率特征外，还可用正弦信号的幅度及相位特征、脉冲信号的幅度、宽度及相位特征以及码组特征等表示各种指令。编码电路产生的指令信号都是频率较低的电信号，无法直接传送到遥控目标上去，还要将指令信号送到发射电路，使它载在高频信号(载波)上，才能由发射天线发送出去。就如同用火车、飞机等运载工具运送货物一样，指令信号相当于货物，载波相当于运载工具。我们把指令信号载到载波上去的过程叫调制，调制作用由发射电路的调制器完成。发射电路的主要作用是产生载波，并由调制器将指令信号调制在载波上，经天线将已调载波发送出去。接收机由接收电路及译码电路组成。接收电路又包括高频部分及解调器部分。由接收天线送来的微弱信号经接收机高频部分的选择和放大后，送到解调器。就象火车、飞机等运载工具到站后，把货物卸下来的情况一样，解调器的作用是从载波上“卸”下指令信号。无线遥控照明开关6由于“卸”下来的各种指令信号是混杂在一起的、还要送到译码电路译码。译码电路的工作就象把卸下来的货物鉴别分类，再分别送到使用场地一样，它对各种指令信号进行签别，送到相应的执行放大电路。执行放大电路把指令信号放大到具有一定的功率，用以驱动执行机构。执行机构将电能转变为机械动作，例如电机的转动、电磁铁的吸动等，带动被控的调节机构(例如舵面)，从而实现对被控目标的控制。3电子技术课程设计73电路原理设计与原理分析3.1电路原理图及其描述本无线遥控照明开关采用RCM1型无线电遥控组件作为遥控发射与接收电路，电路组成如图所示。本电路由RCM1A/B组件作遥控发射与接收电路，用十进制CD4017作为开关控制电路，用双向晶闸管作电源开关。RCM1ARCM1BSB12432VD1C20.1u1C10.22u5R1100KENVSS138RCP141516C30.22u271611VD4-VD8R2VD4+C220uVT19013R3VSDW1.5V1MR4C50.68uVD1N4004220VQ1Q3Q5Q7Q9图3.1利用RCM1型组件设计的红外线遥控开关电路3.2利用RCM1型组件设计的红外线遥控开关工作原理：RCM1型无线电遥控组件由无线电遥控发射组件RCM1A和接收组件RCM1B组成，它是一组微功耗遥控组件，组件内采用模拟电路与数字电路相结合的方式组成，内藏微型收发天线，几乎没有外围元件，用作无线电遥控装置最为简便。发射电路RCM1A只有2只引脚，分别接电源正、负极，工作电压为3V，工作电流为0.6mA，工作频率为250MHz，发射距离为815m。接收电路RCM1B有5只引脚，除了、脚分别接电源正、负极外脚为低电平输出端，脚为高电平输出端，脚接延时电容。工作电压为4.5V，工作电流伪0.7mA。4发射电路RCM1A只设一个发射开关，它既是发射开关，又是电源开关。按下SB后，发射电路发出一组遥控信号。在平时，接收电路RCM1B的输出端输出低电平。当它接收到发射器发送来的遥控信号后，通过电路内放大和信号处理后，由脚输出高电平。当点按遥控发射器的发射按钮无线遥控照明开关8SB时，接收器的输出端便会输出高电平，这一高电平通过VD1加只至计数器的CP端作为电灯EL的开关控制信号。作为开关控制电路的十进制计数器CD4017，它的10个输出端与控制端采用间隔连接的方式，即将Q1、Q3、Q5、Q7、Q9连接到控制端，将Q2、Q4、Q6、Q8空置。这样每当点按一次遥控发射器按钮时，它的输出端前移一位，当移动至Q1、Q3、Q5、Q7、Q9时，电灯被打开。当移动至Q2、Q4、Q6、Q8时，电灯熄灭。这种连接方式与双稳态电路等效。双向晶闸管的触发采用普通的晶体管触发方式，双向晶闸管的特性为：当G极和1T极相对于极的电压为负时，导通方向为2T1T，此时2T为阳极，1T为阴极；当G极和2T极相对于1T电压为负时，导通方向为1T2T，此时1T为阳极，2T为阴极。5每当计数器输出一次高电平，晶体管VT导通一次，VTH被触发导通一次，电灯EL被打开一次。电路最右边的220V交流电供应十进制计数器工作，但十进制计数器无法在高电压下工作，于是在它的左侧安插电容5C,4C和二极管，稳压管及电阻。当交流电压的上升沿或下降沿符合稳压管的特性稳压管导通，它和二极管共同将工作电路的电压钳位在4.5V。3.3参数计算将工作电流0.7mA近似等于4R的电流。稳压