红外遥控电灯开关亮度控制器原理及制作及有关方案

红外遥控电灯开关/亮度控制器原理及生产作者：孙青斯摘要：在日常生活中，通常手动控制电灯不仅很麻烦，而且还受到距离控制的限制。本文在当前市场流行的普通调光灯的基础上，研究了红外遥控电路的工作原理，实现了红外信号的产生、发送、接收和转换等技术，使人们不仅可以在一定距离外控制电灯开关，还可以控制亮度。研究发现，通过使用红外遥控技术代替可变电阻控制晶闸管传导角度，通过改变通过灯泡的电流，可以调节电灯的亮度。关键词：红外遥控脉冲编码第一章线程理论1.1红外概述1.1.1红外概念红外线本质上是电磁波。从分析自然界中各种电磁波的光谱中可以看出，光谱由r射线/x射线/紫外线/可见光/微波和电波组成。如果按顺序排列其波长，我们不能移开的可见光在整个光谱中仅占0.380.76u m波长的这一程度，而包括外远红外/中红外、近红外的可见光在光谱中占0.761000u m的大部分。微米(mm)厘米(cm)米(m)10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 10 2 10-1 10 1 10 2 10 3r线x射线紫外线可见光红外线微波电波微米(mm)10-1 0.38 0.76 12.5 10 25 10 3紫外线可见光(紫色/蓝色/青色/黄色/橙色/红色近红外中红外远红外微波表1-1电磁波谱1.1.2红外特性红外线是可见光和微波之间的电磁波，具有两个相邻波的特定特性。在近红外区域，与可见光相邻，因此具有可见光的特定特性，例如，可以被直线传播/反射/折射/散射/衍射/特定物质吸收，可以通过镜头集中。在远红外区域，因为在微波附近，具有较强的渗透性，穿透特定不透明物质等微波的特定特性。1.2部件简介1.2.1红外发光二极管红外二极管由砷化镓(gaalas)和砷铝镓(GaAlAs)等半导体材料制成，其形状大体上与普通二极管相同，用透明树脂材料包装。中/高功率红外发光二极管使用金属或陶瓷材料作为底座，玻璃或树脂镜片作为窗户。1.2.1.1红外发光二极管的基本特性(1)电压电流特性红外发光二极管的伏安特性曲线与普通二极管的伏安特性曲线相似。如图所示，红外发光二极管的正向电压降VF与材料和正向电流有关，砷化镓红外发光二极管的正向电压降在12V之间。低功耗正向压降介于1到1.3V之间。中间功率管的正向压降在1.6到1.8v之间。大功率管的正向压降小于2v。驱动电源电压的值必须大于红外发光二极管的正向压降VF。否则，无法克服死区电压引起的正向电流中频。红外发光二极管反向击穿电压VR低，约530V。因此，反向电压不得超过5v，否则可能会损坏组件。因此，在实际使用中，应增加电流限制电阻来保护。(2)输出特性红外发光二极管的输出特性曲线表明了红外发光二极管的输出光功率po和正向工作电流If之间的关系，如图所示。如果是高电流，输出光po与工作电流If呈线性关系。工作电流If越大，曲线弯曲，红外发光二极管饱和，po和If不再是线性关系，成为非线性工作区。在红外遥控电路中，红外发光二极管通常在启动状态下工作。因此，对输出特性是否为线性区域没有要求。在简单光通信中使用红外线指示灯时，它以调节操作状态(模拟调制)工作。此时，红外线指示灯必须在线工作。(3)指向特性红外发光二极管的指向特性表示发光强度与发射光的几何角度的关系，由封装的透镜的形状/核心和顶部位置确定。在球形镜头包中，管状指针角度较小，发射偏离中心(0发射角度)10的位置，发射强度仅为0位置的50%。扁平封装中的管指向角度较大，偏离0发射角度40时发出明度为0位置的50%。多个发射管安装在一起的方式可以提高发射光的指向特性。用于操纵发射器的红外发光二极管发出的红外线光的波长在0.91.0u m之间，近红外线在电磁波的光谱中与可见光相邻，具有可见光的反射特性。红外线遥控器在室内使用时，发射管不面向接收管，而是通过室内墙和家具的反射，将发射的红外线反射到接收管上，使操纵操作成为可能。红外线的这个功能使红外线遥控器使用起来很方便。1.2.1.2红外发光二极管的主要参数(1)工作电流中频和贬值电流Ifp一般低功耗红外发光二极管的正向工作电流为30 50毫安，如果使用时间超过If工作范围，红外发光二极管的发热容易损坏，应采用限流电阻保护。贬值电流Ifp是指通过管流的脉冲电流的最大贬值。如果脉冲电流的平均值等于一定的直流值，则脉冲电流的振幅比允许的工作电流大得多，发射效率也高。因此，典型的摇晃发射使用比占空比小的脉冲工作方式。(2)管功率Pm和光功率Po管功率是流过管的电流和管压力降的乘积，最大功耗不应超过允许值。另一方面，由于只有通过管子消耗的电力的一小部分转换为光功率，因此低功耗红外发光二极管的光功率只有13mW，发光效率只有几%。(3)反向泄漏电流Ir反相泄漏电流反映了红外发光二极管显示屈服状态时反电流的大小，该指标应尽可能小。(4)响应时间tw红外发光二极管pn结电容的存在会影响工作频率。一般红外发光二极管的响应时间约为10-6-10-7s，最大工作频率约为数十兆赫兹。1.2.2晶闸管特性SCR (SCR)国际通用名称是Thyyistor，中文是Thyyistor。在高压、大电流条件下工作，具有高压力、大容量、小尺寸等特点，是广泛应用于电力、电子电路的大功率形状半导体器件。1.2.2.1晶闸管工作原理Scr的内部由四层半导体(PNPNPNpnpn)组成，因此有三个pn连接。即，底部P1诱导阳极a，顶部N2诱导阴极k，中间P2诱导控制极g。如果仅在晶闸管的正极和负极之间添加正向电压，而不控制电压，则PN接头J2是反向偏置，因此晶闸管管不会导电。如果加电压极性与以前相反，则J1和J3偏置仍然阻止晶闸管。仅当单向晶闸管阳极a和阴极k之间存在正向电压，并且在极g和阴极之间添加了所需的正向触发电压时，才会触发导向。1.2.2.2晶闸管特性晶闸管单向晶闸管，双向晶闸管。单向晶闸管阳极a，阴极，控制极g 3针。双向晶闸管有三个接点：第一个阳极A1(T1)、第二个阳极A2(T2)和控制极g。单向晶闸管传导时，a和k是低电阻传导状态，阳极a和阴极k之间的压降约为1V。单向晶闸管传导后，控制极g一直处于低电阻传导状态，只要正极a和负极k之间保持正向电压。单向晶闸管只有在减去阳极a电压，或正极a和负极k之间的电压极性发生变化时，才会从低电阻传导状态转换到高电阻切断状态。如果单向晶闸管被阻塞，即使在阳极a和阴极之间再次添加正向电压，也必须在控制极g和阴极k之间再次添加正向接触电压出来才能通电。单向晶闸管的传导和阻塞状态与图形的闭合和分离状态相同，可以使用它使其成为非接触开关。双向晶闸管第一阳极A1和第二阳极A2之间，无论添加的电压极性是正向还是反向，控制极g和第一阳极A1之间加上正负极和其他触发电压，其传导诱发可能处于低电阻状态。此时，A1和A2之间的压降也约为1V。双向晶闸管一旦传送了导通，即使触发电压丢失，也可以继续保持导通状态。双向晶闸管由于第一阳极A1，第二阳极A2电流减少，保持电流或A1，A2之间的电压极性发生变化，因此只有在没有触发电压的情况下才会切断，在这种情况下，只能重新引导重新触发电压。1.3演示计划通过对基本组件的理解，分析和研究市场上广泛使用的台灯，找出它们工作的基本原理，就是利用SCR的单向传导特性来利用滑动电阻装置的电阻值变化。改变通过它本身的电流大小，影响通过单向晶闸管的电流。如果通过晶闸管的电流值不同，则晶闸管的传导角度为41度到159度。通过调整电容器的充电和放电时间，即晶闸管传导时间的前进或后退，通过灯泡的电流的更大流动，通过灯泡的电流的晶闸管控制等，可以用作调光。现在，应该使用红外线遥控技术代替滑动式路障。即使在一定距离内，也可以有效地控制灯泡的打开和关闭，并可以调整灯泡的亮度。集成电路555的强大功能可以直接驱动小型电动机的能力，因此作为发射的推进没有问题。完全胜任。但是，只有在占用比例小的情况下，才能改善原来的多谐振荡器。降低占空比。接收端可以用一个典型的接收二极管完成接收操作。但是收到的信号不是我们人为希望的信号。因此，要获得理想的信号，还需要放大它，过滤它。正常状态(有效的触发脉冲形成)。执行计数/模式转换。形成控制信号，驱动晶闸管完成开关和亮度调整。收到的原始信号在传输中。还需要连接。防止直流电源对输入信号的影响。放大放大器，然后传输到带通过滤器过滤，过滤无用的信号，得到我们想要的信号。此时，信号是连续的矩形脉冲信号。在所有上升或部分电路中，下降信号。驱动负载。在分频或稳态处理输入脉冲信号后。作为一个独立的信号。驱动调光电路。调光电路根据CD4017十进制计数器/脉冲分配器的比例应用。最后，电力部分是对主电的电波整流、电压调节、滤波器获得工作电压。必须分析触摸电路，创建控制信号来控制触摸方式(SM7232)集成电路。考虑使用十进制集成电路(CD4017)作为缩放电路的有效控制。添加有效信号时，可以有效地识别，起到一定程度的抗干扰作用。使用CD4017B作为人为控制，以特殊编码发射IC或解密IC的效果不明显。但是，专门编译/解码IC尤其不容易购买。因此，无需对IC进行编码和解码即可进行设计。第二章台灯电路分析2.1手动灯电路2.1.1电路结构和特性分析：该电路是(2-1)等尺寸较小的双晶闸管生产调光器，将白炽灯分析为非电平调光器。图(2-1)中：关闭开关s后，在220V的一段时间内通过灯泡将电源电压直接添加到双向晶闸管VS的两端。最初，触发二极管未触发，因此触发电压未添加到SCR VS的栅极，VS处于阻塞状态。此时，电源电压为R1，R2充电容量C1，C1的两端电压持续上升，当电压达到触发二极管的触发电压时，容量C1通过g(C1上方有通过二极管g的电压值)，放电到VS的栅极，双向晶闸管的栅极通过电流通过灯泡。C1放电后电压下降，如果两端AC超过0，双向晶闸管VS将自动关闭，电容器开始重新充电。交流电的另一半周期的工作方式与上述类似。调整R1的电阻大小可以更改电容充电的速度，从而使VS向前或向后触发传导时间。也就是说，通过改变晶闸管对传导角度的大小，改变了通过灯的平均电流，改变了灯两端的平均电压，达到了调光目的。2.1.2电路的缺点和改进上述分析表明，该电路的工作状态还不太稳定，打开电灯开关(或调节亮度)时，产生了干扰信号，并且该电路没有干扰信号，将对无线电接收信号产生一定影响，因此需要添加能够吸收该干扰信号的电路。R4和C3用于吸收调节光时产生的干涉脉冲。为了保护双向晶闸管寿命，在双向晶闸管闸门上添加电阻R3，保护双向晶闸管，防止过流触发电流过大，破坏晶闸管。接着C1容易短路。2.1.3选择组件在图中，VS选择1A/400V小型塑料双向晶闸管，R1选择带开关的100K电位器，R2选择1.2K。R3可以使用470打，R4可以使用470打金属膜电阻器。选择C1 0.1uF。选择C2 0.033uF，白炽灯泡应在15-60W之间。(1)电路组装和调试调节，开机，调节R1，台灯的亮度应该可以自由调节，台灯的实际功率大小决定灯泡发光的亮度大小，调节更大的亮度，使用更多的功率；降低亮度，节省电力，但与灯泡上显示的瓦特数无关。2.2分析结果容量C1的内容量：Xc1=1/(23.14fC1)=32K容量C2的内容量：Xc2=1/(23.14fC2)=96.5K因此，可以估计电流I1大于1.65uI，小于6.66uI添加R4和C2后关闭开关时，I总是=3.92mI(R总计=56.127K)，电流太小。所以如果灯泡达不到工作的电流，就不能发光。在C1上方，有一个电压值，二极管可以为双向晶闸管(SCR)提供临界电流，进行双向晶闸管传导(双向晶闸管)，然