无线遥控开关

无线遥控开关 辽 宁 工 学 院 高频电子线路课程设计() 目: 无线遥控开关 院(系): 专业班级: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 教师职称: 起止时间: 课程设计(论文)任务及评语 院(系):信息科学与学院 教研室:通信教研室 学 号 学生姓名 专业班级 课程设计 (论文)无线遥控开关 题目 要求:1(设计一个发射接收装置，可以无线控制电灯的开关设计。 2(设计其电路图，并分析工作原理 参数:自行设定 课 程设计要求: 设1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用计 环境等，广开思路，构思出各种总体，绘制结构框图。 ) 论2 .确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的文难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 )3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个任 务设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右 出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。 指 导 教 师 评 语 及 成 绩 成绩: 指导教师签字: 年 月 日 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 目 录 第1章 无线遥控开关设计方案论证......................................................................................1 1.1无线遥控开关的应用意义 .....................................................................................1 1.2无线遥控开关的要求及技术指标 ..........................................................................1 1.3 设计方案论证 .......................................................................................................2 1.4 总体设计方案框图及分析 ....................................................................................3 第2章 无线开关电路设计 .............................................................................................4 2.1 无线遥控开关电路设计 ........................................................................................5 2.2 无线遥控开关电路参数计算 ................................................................................5 2.2 无线遥控开关电路分析 ........................................................................................5 2.4电路性能分析 ........................................................................................................8 第3章 设计总结 ............................................................................................................9 参考文献 ............................................................................................................................10 附录:器件清单 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 第1章 无线开关设计方案论证 1.1无线遥控开关的应用意义 红外线无线开关应用于各种无线操作中，他可以实现中远距离的无线控制。现代遥控技术也十分普遍地应用于各类家用电器中。例如电视遥控、电灯遥控、电风扇摇控、空调器遥控等。这类应用提高家电功能和档次，更重要的是给使用者带来极大的方便。气遥控功能的电视机，使用者不必离开座位、只需使用手持红外摇控器就可以进行节目切换，以及对音量、对比度、亮度等的调青。在这些应用中，操作者与受控者之间并非“遥”，也非“难以到达”(仅为方便而已，因此对“遥控”的定义，应广义地理解为自己没有直接对受控对象进行操纵。 1.2无线遥控开关的要求及技术指标 要求:1(设计一个发射接收装置，可以无线控制电灯的开关设计。 2(设计其电路图，并分析工作原理 参数:自行设定 1.3 设计方案论证 实现无线控制的电路很多，但是各有个的优点与缺点，可以用光敏三极管来控制电路的通短，用二极管来充当光源，这种无线控制开关电路十分简单，制作方便。但是也有一个明显的缺点就是它控制的距离十分短，基本上不用。 利用信号的发射与接收制作的无线遥控开关，这种无线开关有两个震荡源，一个用来控制开关的闭和，另一个是载波用来对产生的信号进行调制，以便利于发射，一般的载波信号的频率较高通常在144M左右，有一个接受装置，来接受发射的调治信号，解调出发射信号来控制灯的亮灭。优点是实现控制的距离长，一般在2-3千米左右。但是电路设计起来较复杂，而且电路运行起来不太稳定。 红外线无线遥控开关，综合了上述两种无线开关的优缺点，设备简单容易制作，而且控制距离在几十米左右，可以调整控制距离。 1.4总体设计方案框图及分析 一个遥控系统，一般应包括下面几个组成环节:命令(指令)输入、命令生成、命令发送、命令传输、命令接收、命令解释、命今执行等7个环节。红外线遥控照明灯开关由红外光发射器与红外光接收器两部分组成。 红外光发射器的框图1—1所示: 1 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 红外线发射电源 振荡器 器 开关 图1-1 接收框图: 信号多 双稳态触器 灯 接收装置 极放大 、继电器 框图1-2 发射器各部分分析: 电源:用来提供发射器所需要的发射电压，供能装置。 开关:用来控制发射器是否发射控制信号。 震荡器:用来产生发射红外线所需的交流信号，一般在40KHz左右。 红外线发射器来发射红外控制信号。 接收器部分分析: 接受装置:是用来接受发射的红外信号，把红外信号转化为电压输出。 信号放大:接受近来的信号微弱需要进行多及放大。 双稳态触发器:使双稳电路的状态发生翻转。迫使电子开关管VT7在导通与截止态 之间进行切换，可使继电器K吸合或释放，从而能实现对电灯H进行遥控开启或关 闭。 第2章 无线遥控开关电路设计 2.1 无线遥控开关电路设计 发射电路设计: 红外线遥控照灯开关是用红外光线作为遥控指令，它具有抗干扰能力强、动作可靠等特点。本开关除能对照明灯进行遥控开关动作外，也可用于对其他家用电器进行遥控 2 123456 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书(论 文) DD SB操作。这里介绍的红外线遥控器线路结构十分简单，使用也非常方便，只要点按一下红RPR1R2R3330Ω外光发射器，被控电器就通电工作，是理想的家用电器的控制设备。 470Ω27K27K 无线开关电路发射器电路图: G9VC1C2 C30.01μF0.01μFLED100μF VT1VT290149014 CC 图1-1 红外线发射 由图可见，三极管VTl、VT2组成无稳态多谐振荡器，振荡频率由C1、R2、C2与及 R3决定，当按下发射开关SB时，电路立即起振，串联在VT2集电极回路里的红外发光 二极管LED就发出一束受振荡频率调制的红外光脉冲，使接收器产生动作。 接收电路设计:红外光接收器的电路见图2-2所示:它由光电传感器、放大器、双稳态 触发器及电源电路等几部分组成。 BB红外接收器件是一种光电子器件，它的作用是将所接受的红外光转换为电信号，能 够将其他各类物理量转换为电信号的器件通常称为传感器、换能器，因此红外接收器件 也可称为红外线传感器。普通硅光电二极管的使用波长范围为400-1050nm，红外增 强型可延长到1150nm，峰值波长(也就是灵敏度最高的波长)布900nm附近，应用者使用 时顷选用相同波长的发射管和接收管才能取得最大灵敏度。 红外遥控装置中常使用的波长约为940nm左右。 光电传感器主要出光敏三极管VT1担任，它收到来白发射器的红外光脉冲即转换成相 应的电信号，经VT2~VT4三级直耦式放大器放大后，由C1、VDl整形经C2加至由VT5、 VT6组成的双稳态触发器，使双稳电路的状态发生翻转。迫使电子开关管VT7在导通与 截止态之间进行切换，放使继电器K吸合或释放，从而能实现对电灯进行遥控开启或关AA Title闭。 红外线接收电路图: SizeNumberRevision B 3 Date:27-Jun-2006Sheet of File:C:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Examples\MyDesign.ddbDrawn By: 123456 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 123456 VD6R9DD 10Ω R2R3R4R8 1.6K3.6K2K2.7K VD5K100μFC3K-1VT13DUR5R7 VD4~220V20K20KC4C?VT5VT3ELECTRO1VT6901490119014220μF T VT3红外线接收器VD39011 VD2RP2 10K 1-2 图C2 VT7RPCCVT49013470K10K90110.1μF R2VD1R6 10K BB 4 AA Title SizeNumberRevision B Date:27-Jun-2006Sheet of File:C:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Examples\MyDesign.ddbDrawn By: 123456 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 2.2 电路参数计算 发射器:振荡频率由下公式可求出 1f ,02,RC 带入数据可得振荡频率为38KHz左右。 T2采用特性尽可能一致的9014型等硅NPN三极管，β?100。LED可用HG40l、VT1、V HG505型等红外发光二极管。RP最好采用WSW型有机实心微调可变电阻器，R1~R3用RTX—1,8W型碳膜电阻器。C1、C2用CT4型独石电容器，C3为CD11—16V型电解电容器。SB为小型轻触无锁按键开关。G采用6P22型9v层叠式电池。 接收器:目前，光电子器件已有许多种类，在红外遥控书常用到的红外接收器通常有光电二极管、光敏三极管和P—I—N光电二极管， VTl用3DU5光敏三极管，VT2~VT4用9011型等硅NPN三极管，β?100;VT5、VT6用9014型等硅NPN三极管，β?100;VT7为9013型等硅NPN三极管，β?100。VDl用2AP9型锗检波二极管，VD2~VD5用1N4148型硅开关二极管，VD6为1N4001型硅整流二极管。RPl、RP2可用WH7型微调电阻器，R9要用RG-1w金属膜电阻器，其余电阻用RTX-1,8W型碳膜电阻器。C1、C3与C4用CDll-16V型电解电容器，C2可用CT4型独石电容器。K可用JRX-13F或JZC-22F型线包工作电压为12V的小型电磁继电器。T为220V,12V、5VA小型电源变压器。 2.3 电路分析 发射器装配比较容易，只要元件可靠、接线无误，一装就能成功。调试时只要调整电位器RP，使发射距离最大即可。 接收器安装时要注意VT6的β值必须比VT5大，目的是使接收器刚通电时，VT6首先饱和导通，VT5截止，这时VT7截止，继电器K释放处于待命状态。调试时，将发射器对准接收器的光敏三极管VTl，调整RPl使接收器接收距离最大(约8m)，接收灵敏度最高(要配合调整发射器的RP)。电位器RP2是用来调整所用继电器工作电流的，对于直流工作电压为12V的JRX-13F小型继电器，调整RP2使吸合电流为20mA即可。 发射器与接收器的外壳可用有机玻璃制作，红外发光管及光敏三极管应少许外露机壳，为防止杂光干扰及美观，在其外面最好用红玻璃遮挡。 2.4电路性能分析 此电路的整体设计符合一般无线遥控的要求，本开关除能对照明灯进行遥控开关动作外，也可用于对其他家用电器进行遥控操作。这里介绍的红外线遥控器线路结构十分 5 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 简单，发射电路使用了震荡电路具有性能可靠，耐用等特点，红外遥控是以红外线作为载体来传送摇控命令的。红外线的波长介于红光和微波之间，0.77—3μm为近红外区，3—30Pm为中红外区，30-1000Pm为远红外区。红外线在通过云雾尘埃等充满悬浮粒子的物质时不易发生散射，有较强的穿透能力，还具有不易受干扰，易于产生等优点，因此被广泛应用于遥控装置。 第3章 设计总结 课程设计是大学阶段的一个教学环节，课程设计则是针对某一门课程的要求，对学生进行综合性训练，培养学生运用课程中所学到的理论与实践紧密结合，独立地解决实际问题。我做完了高频电子线路课程设计学到了很多的知识与技能，从书本上学到的是我做课设的基础，是我学习的进一步的应用。通过这次高频课设我学会了，综合运用高频课程中所学到的理论知识去独立完成一个设计课题，通过查阅手册和文献资料，培养了我独立分析和解决实际问题的能力，老师给我们讲了EWB软件的应用，通过查阅手册我进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。 学会了电子电路的调试技能，进一步熟悉了一些虚拟(电脑软件)电子仪器的正确使用方法，进一步熟练撰写课程设计总结报告，培养了我严肃认真的学习态度。 参考文献 [1] 何书森. 实用遥控电路原理与设计速成. 福建科技出版社,2002年 [2] 杨宝清. 实用电路手册. 机械工业出版社,2002年 [3] 陈尔绍. 电子控制电路实例. 电子工业出版社，2004年 [4] 张肃文. 高频电子线路. 高等教育出版社，2004年 [5] 陈有卿. 新颖电子灯光控制器. 机械工业出版社，2004年 6 辽 宁 工 学 院 课 程 设 计 说 明 书(论 文) 器件清单 取值/型号 器件 470Ω、1.6K、10Ω、10K、2.7K、3.6K、电阻 2K各一个，27KΩ、20K两个，10K、 330Ω、470KΩ滑动变阻器各一个 9014四个，9011两个，3DU光敏三极三极管 管，9013一个 6个，发光二极管一个 二极管 0.01μF两个，0.1一个，(电解电容电容 100μF两个，1μF、220μF各一个) 一个 继电器、灯泡 9V、交流12V 电源 7