红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式,它具有稳定、可靠、成功率高、不干扰其它电器设备等优点。我们知道,人的眼睛看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红外的波长范围是0.62——0.76微米,比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控就是和用波长为0.76——1.5微米之间的红外线来传送控制信号的。
为青少年及无线电爱好者了解红外线的特性,建立编解码的基本概念,掌握双稳态电路的一般性能,红外线四路遥控开关的实验器材,同时是全国少年电子技师等级认定活动的指定器材,具有电路结构清晰、制作成功率高、使用性能好、工作稳定可靠等优点。广泛实用于家庭、工厂、学校、医院、娱乐场所等。
本遥控开关由发射系统和接收系统两部分组成。接收系统具有手动功能,既可以实现红外遥控接收又可以手控。
一、电路工作原理
1、发射电路
发射部分的主要元件为红外发光二极管,它实际上是一只特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可见光。其外与普通5发光二极管相同,红外线发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。
发射器由sm5021a编码集成块、驱动放大电路和红外线发射管组成。sm5021a有8个数据输入脚,对应接收解码集成块sm5032b的2个锁存和6个非锁存输出端,在此采用了4个非锁存输出,即sm5021a的3、4、5、6脚,当按键k1、k2、k3、k4任一键按下时,脚12、13对应的内部电路与455khz的陶瓷滤波器及电容c2、c3组成的振荡器产生振荡,经ic1内部整形、分频后作为编码集成块内部时钟和38khz载频。sm5021a的1、2脚为用户码输入脚,便于与使用同类遥控器时进行码区分。本遥控器中该两脚全接地,也就是说用户码是“00”,当按键按下时,将对应串行码信号调制的38khz载频由15脚输出,再经三极管vt1、vt2放大后驱动红外线发射管工作,这样控制信号以红外线的形式发送出去。
2、接收电路
接收电路的方框图:
通过接收电路方框图可知红外线接收电路由红外接收头、红外解码电路、记忆触发器、驱动电路、执行电路和手控电路等部分组成。其详细的原理电路图见图二。
图二 接收电路原理图
由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(100毫瓦),所以红外接收头h接收到的信号比较微弱,红外接收头h将接收到的红外信号转换成电信号,经内部放大、解调、输出相应的码信号。再经vt1的放大、倒相后送至解码集成块ic1:sm5032b的2脚,这时sm5032b相应的非锁存输出端输出高电平,本接收电路中用到2只cd4013(双d触发器),共4个d触发器分别组成4个双稳态电路,sm5032b的3、4、5、6脚为4个非锁存输出端,vd5、vd6、vd7、vd8为隔离二极管,ic2和ic3的3脚和11脚为脉冲输入端,ic2和ic3的1脚和13脚为双稳态电路的输出端,即分别控制继电器驱动控制电路的工作状态。
当ic1;sm5032b的4个非锁存输出端中任何一个只要出现电平的上升沿,对应的双稳态电路的工作状态就翻转一次,即可控制与之相接的三极管的工作状态,如果原是饱和状态,则可变为截止状态;如果原是截止状态,则可变为饱和状态。这就可控制继电器的吸合和释放,实现对受控电器的“开”、“关”控制。
手动控制时,按键k1、k2、k3、k4每按动一次,就向双稳态电路送入一个正脉冲,同样可使双稳态电路翻转,实现手控电器的开、关。
ic2、ic3(cd4013)的4脚和10脚为清“0”端,外接电阻r8、r9、电容c7、c9的作用是为了保证接收电路每次接通电源时双稳态电路处于清“0”状态,继电器不吸合,确保安全。
电源变压器t1、整流二极管vd1——vd4及滤波电容c13组成降压整流滤波电路,为继电器驱动电路等提供直流电源。该电源经r18限流降压后又经稳压二极管dw1稳压后即可获得4。7v的直流电源,为ic1、ic2、ic3、vt1等提供工作电源。
三、安装制作
1、清理元器件,重点辩别认清电阻器阻值及相应代号,对电阻、电容、发光二极管、三极管、电源变压器等要用万用表一一检测。
2、安装时,电阻器、整流二极管采用卧式插装,并近贴电路板;瓷介电容器、电解电容器、三极管等采用立式插装,也要近贴电路板。发光二极管安装时可不讲极性,因为其供电电路为交流电源,其余有极性元件:如电解电容器、整流二极管、稳压二极管、三极管、集成电路等必须按正确的极性插装,否则电路不会正常工作。
3、电源变压器的初、次极必须分清接正确,初极(220v)线圈的直流电阻为几百欧左右,而次极(13v)线圈的直流电阻是几十欧。
4、220v的接线柱的两脚弯90度后在覆铜面焊接固定。铜插件最好先上锡,再焊在电路板上固定而成。
5、红外线发射管和接收头h焊接时注意极性,焊接时间不宜过长。
6、电路板上有7根跳线,需用铁线搭接。
7、焊完元器件后,在覆铜面剪掉多余元器件的引线,工具最好用斜口钳,可防止因剪线而使覆铜皮损坏。
8、应从外壳上区分1n4