红外遥控开关课程设计报告

河南科技学院机电学院 电子课程设计报告 题目 题目 红外遥控开关的设计 专业班级 应用电子技术教育 091 姓 名 XX 时 间 2011 12 5 12 23 指导教师 张 伟 邵 锋 徐涛 完成日期 2011 年 12 月 23 日 1 红外遥控开关的设计任务书红外遥控开关的设计任务书 1 设计目的与要求 设计一个红外遥控开关控制电路 要认真并准确地理解有关要求 独立完成系统设计 要求所设计的电路具有以下功能 1 采用红外遥控发射和接收 2 遥控距离要大于 6 米 3 采用锁相环等实现红外遥控操作的加密 4 输出负载可以为日光灯 白炽灯 2 设计内容 1 画出电路原理图 正确使用逻辑关系 2 确定元器件及元件参数 3 电路仿真 4 SCH 文件生成与打印输出 5 PCB 文件生成与打印输出 3 编写设计报告 写出设计的全过程 附上有关资料和电路图 有总结体会 4 答辩 在规定时间内 完成叙述并回答问题 2 目 录 1 引言 1 2 总体设计方案 1 2 1 设计思路 1 2 2 总体设计框图 2 3 设计原理分析 2 3 1 红外发射装置 2 3 1 1 内部电路分析 3 2 红外接收装置 2 3 2 1 内部电路分析 5 4 总结与体会 5 参考文献 5 附录 1 6 附录 2 8 3 题目 摘 要 该设计是一路单路红外遥控开关 它可以控制一路负载 可用于控制灯具 电风扇 排风扇等 家用电器 设计介绍了可控制 1KHZ 的红外遥控开关 除具有一般红外遥控的发射 接收及控制外 还特别设计了利用锁相环实现加密的功能 另外 用于使用的器件以及电路的性能都比较好 它的 干扰性也是很好的 特别适用于对发射和接收要求高的场合 关键词 5 号仿宋 发射器 接收器 锁相环电路 红外遥控开关 1 引言 随着改革开放 人民的生活水平有进一步提高 各种家用电器设备也随之进入千 家万户 一些家用电器开关在使用的时候非常麻烦 为了方便大家使用 现在社会上 也设计出了各种各样的控制开关 其中包括红外遥控开关 红外遥控是目前家用电器 中用的较多的遥控方式我们这个设计既具有红外遥控的一般通用特性 也设计了一种 具有自己独特性能的部分 让人们更好的使用家用电器 以下介绍红外遥控的特点 它不影响周边环境的 不干扰其他电器设备 由于其无法穿透墙壁 故不同房间的家 用电器可以使用通用的遥控器而不会产生相互的干扰 电路调试简单 由于其抗干扰 能力强 操作简单等诸多有点 已经广泛应用于彩色电视机 VCD DVD 空调 组合 音响等各种家用电器上 我们设计的这个红外遥控开关 不仅是要让人们明白红外遥 控的工作原理 还要使他们能更深刻的把握电器性能好坏 相信通过这个设计大家也 能对红外遥控开关的工作原理有进一步的了解 2 总体设计方案 2 1 设计思路 红外遥控开关就是对住宅内德各种家用电器进行智能管理与控制的开关 跟传统开关相 比 它主要可以实现一键场景 一对一遥控及分区灯光全开全关等管理 并可以用多种控制 方式实现以上功能 最主要的控制方式为无线控制 定时控制 集中控制 甚至远程控制等 从而创造舒适 节能 方便 安全 环保的居住灯光效果 红外遥控开关系统一般分发射和接受普两个部分 发射部分的主要元件为红外发光二 极管以及 555 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管以及锁相环 lm567 是一种音 频解码电路 可实现加密功能 接收电路中还设计了电源电路 以适应不同电路的供电需 求 同时还有光电耦合器组成的隔离电路 主要用于高低压隔离保护 2 2 总体设计框图 4 3 设计原理分析 3 1 红外发射装置组成 如图一 红外发射装置 图一 发射电路的组成如上图所示 主要是以 555 为核心组成多谐振荡器 通过改变振荡器的 工作频率来调节红外发射器件的工作频率 且可以通过调节电阻来减小红外信号的占 空比 从而尽可能地增加红外传输距离 刚接通电源时 c1 来不及充电 2 6 端均为低电平 输出为高电平 二极管截止 这是电源经 过 R1R2 对 C1 充电 C1 呈指数规律上升 当到达 3 2 Vcc 时 3 端输出低电平 发光二极 管导通发射 其振荡频率为 f 由 R 和 C 就可以确定它的振荡频率 从 CR2R 43 1 21 而 控制其发射距离 此电路的载波频率为 35khz 3 2 接收与控制电路的设计 音频振荡器载波振荡器驱动输出电路 红外接收电路信号处理开关驱动显示 5 红外接收装置 图二 红外接收电路主要由光电信号转换电路 前置放大器 译码电路 高低压保护电路 继电器 以及电源电路组成 如图二所示 Led 以及 R1 构成了光电信号转换电路 R2R3 以及 4069 构成了前置放大 用于放大音频信号 而 lm567 构成了译码电路 光电耦合器 R4R5R6 构成了高低压隔离电路 JDQA 4007 vt1 构成了驱动电路 r s c8 构成了负载电路 T D2 7805 以及外围电容构成了供电电路 当接收端接 收到光信号的时候 led 开始工作 将其接收到的光信号转换为相应的电信号 由于信 号比较微弱 所以送至前置放大器 对信号进行放大 然后送给 lm567 的 3 脚 当送 给 lm567 的频率与其内部的频率一致时 其内部电路工作 将想要的信号解调出来 然后经光电耦合器送给继电器 从而驱动负载工作 供电电源部分 经过 220V 的整 流滤波之后 输出 12V 的直流电压送给驱动端 再由经 7805 输出 5V 的直流电压 加至隔离保护端 4 总结与体会 通过这次设计实验 实验的过程让我受益匪浅 不但把以前没有学好的知识巩固了一遍 而 且还学到了以前不知道的知识 设计电路锻炼了我的稳重和定力 而反复的调试过程寻找 错误 对比资料检查电路 纠正错误 不仅极大的锻炼了我的细心与耐心 也在不知不 觉中复习与巩固了专业知识 虽然很遗憾没有实现预期功能 但在此次过程中收获了大量 的经验教训提升了专业素养 增进了和同学的交际 这些对于日后的发展都是无价的 参考文献 1 叶挺秀 应用电子学 杭州 浙江大学出版社 1994 2 阎石 数字电子技术基础 第三版 北京 高等教育出版社 1989 3 红外探测与控制电路 M 陈永甫 6 附录 1 多多谐谐振振荡荡器器 多谐振荡器又称为无稳态触发器 它没有稳定的输出状态 只有两个暂稳态 在 电路处于某一暂稳态后 经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态 两个暂稳态 自行相互转换而输出一系列矩形波 多谐振荡器可用作方波发生器 多谢振荡器电路 工作波形 接通电源后 假定是高电平 则 T 截止 电容 C 充电 充电回路是 VCC R1 R2 C 地 按指数规律上升 当上升到时 TH 端电平大于 输出翻转为低电平 是低电平 T 导通 C 放电 放电回路为 C R2 T 地 按指数规律下降 当下降到 时 TH 端电平小于 输出翻转