无线遥控开关
辽 宁 工 学 院
高频电子线路课程设计(论文)
题目: 无线遥控开关
院(系):
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学生姓名:
指导教师:
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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
............................................................................................................9 参考文献 ............................................................................................................................10 附录:器件清单
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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
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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
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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:
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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:
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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
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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
,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
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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
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