電子技術課程設計1綜述無線電遙控就是利用無線電波對被控對象進行遠距離控制。無線電遙控技術的發(fā)展并不久遠，20世紀20年代。才剛剛出現(xiàn)無線電遙控的雛形。那時人們試圖將遙控技術應用于無人駕駛飛機和艦船，但由于技術不夠完善而未能成功。二次世界大戰(zhàn)以后，無線電遙控技術發(fā)展迅速，并逐漸在軍事、國防、工農業(yè)生產(chǎn)以及科學技術等方面得到廣泛的應用。70年代后期，模型用的無線電遙控設備也以商品的形式逐漸出現(xiàn)。隨著現(xiàn)代電子技術的飛速發(fā)展，模型用遙控設備不但實現(xiàn)了商品化，可靠性和靈敏度也越來越高；還形成了許多系列和品種，能滿足不同層次的愛好者及不同模型的技術要求。我們把通行指令信號的道路叫作：“通道”，一臺遙控設備如果只能允許一種指令信號通行，即只能夠接收一種指個信號，那么，我們就說這臺遙控設備只有一個通道，模型用遙控設備有兩通道、四通道甚至十通道等多種。我們的設計僅要求控制電燈的開與關，因此只需要用單通道的就足夠了。無線遙控收發(fā)開關電路主要用于傳輸數(shù)據(jù)，其用途十分廣泛?，F(xiàn)代的無線收發(fā)開關電路，不僅電路先進而且制作工藝已由過去的分立元件過渡到表面貼片工藝和集成化、模塊化，這不僅使它們的體積小，而且作用距離從幾米擴展到數(shù)公里，穩(wěn)定性和可靠性都達到了工業(yè)級的要求標準。早期的無線遙控收發(fā)開關電路指無線遙控收發(fā)控制的開關路數(shù)是單路的，作用距離僅米左右，且電路簡單，對一般家庭用作無線遙控電源開關很有效果，所以目前電子市場里仍有各類單通道無線遙控開關產(chǎn)品出售。這些產(chǎn)品有單路紅外（線）遙控開關、超聲波遙控開關和無線射頻遙控開關等。上述幾種無線遙控開關電路其收發(fā)電路的主要模式基本相近，即在發(fā)射端采用某個固定頻率的振蕩器，再把開關控制信號，如紅外線或脈沖信號調制到振蕩器上進行空間開路發(fā)射；在接收端再把它們放大檢波雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器雙向可控硅或繼電器電路接通（控制）開關（如交流市電電源）。上述的三種無線遙控開關，各有特點。紅外遙控和超聲波遙控開關適用于普通家庭近距離控制（作用距離），該兩類無線遙控開關抗干擾性強，制作調試簡單，業(yè)余電子愛好者均可自制。無線射頻遙控開關其控制開關距離較遠。但抗干擾性能較差。無線遙控照明開關2紅外遙控開關有結構簡單、可靠性高、抗干擾能力強等優(yōu)點，但其傳輸距離端、方向性強、不能穿透或繞過墻壁，適合短距離遙控如電視、空調等。鑒于此次設計僅要求距離815m，且制作簡單，故采取此種方式。電子技術課程設計31方案設計與分析1.1方案的設計首先,要做無線遙控照明開關就需要紅外發(fā)射和接收裝置，對此，我設計的兩種方案，分別如下：1）利用NE555等元件組成紅外遙控電路。如圖1.11圖1.11利用NE555等元件組成的電路2）利用RCM1型遙控組件等組成紅外遙控電路。如圖1.12RCM1ARCM1BSB12432VD1C20.1u1C10.22u5R1100KENVSS138RCP141516C30.22u271611VD4-VD8R2VD4+C220uVT19013R3VSDW1.5V1MR4C50.68uVD1N4004220VQ1Q3Q5Q7Q9圖1.12利用RCM1型遙控組件等元件組成的電路SCR220V（a）(b)無線遙控照明開關41.2方案的分析與比較1.2.1各方案原理分析1）方案一原理分析：圖(a)是紅外發(fā)射器電路圖。按下AN后，IC(NE555)自激多諧振蕩器振蕩產(chǎn)生35kHz高頻信號，從3腳輸出去驅動紅外發(fā)光管TLNl04發(fā)射紅外信號。采用兩只管串聯(lián)是為增大紅外光強度和發(fā)射半徑。調節(jié)W可改變紅外光頻率，使它落在接收器的選頻范圍內。圖(b)是紅外接收器電路圖。紅外接收管TLPl04接收到紅外發(fā)射器的紅外信號時，經(jīng)IC1放大、調諧等處理后從1腳輸出加至IC2的輸入端，再經(jīng)放大等處理后從8腳輸出去觸發(fā)SCR導通或截止。當接收器每收到一次發(fā)射信號時，IC2的8腳輸出狀態(tài)就翻轉一次，即從低電平翻轉為高電平，或由高電平變?yōu)榈碗娖健Ｋ悦堪磩右淮蜛N，SCR改變一次狀態(tài)就實現(xiàn)了開、關的功能。2）方案二原理分析：如圖，按下SB后，發(fā)射電路發(fā)出一組遙控信號。在平時，接收電路RCM1B的輸出端輸出低電平。當它接收到發(fā)射器發(fā)送來的遙控信號后，通過電路內放大和信號處理后，由腳輸出高電平。當點按遙控發(fā)射器的發(fā)射按鈕SB時，接收器的輸出端便會輸出高電平，這一高電平通過VD1加只至計數(shù)器的CP端作為電燈EL的開關控制信號。十進制計數(shù)器的10個輸出端與控制端采用間隔連接的方式，即將五個輸出端接到控制端。將其他輸出端空置。這樣每按一次遙控發(fā)射按鈕，它的輸出端前移一位當移動到Q1、Q3、Q5、17、Q9時，電燈打開。當移至其他五個輸出端時，電燈熄滅。1.2.2方案的比較從電路原理可以看出，上述兩種方案都可以實現(xiàn)以紅外信號控制電燈的開與關。方案一由一些基本元件組成，比較容易獲得，但和方案二相比，方案一結構復雜一些，組裝較麻煩，而方案二利用RCM1形遙控組件可以方便快捷的完成電路。同時方案一中，發(fā)出的頻率信號較高，與我們的要求功耗遙控組件電源電壓3V，工作頻率為250MHz，發(fā)射距離控制在8-15米。接受電路工作電壓4.5V，工作電流0.7mA不符合，而方案二更符合要求，故本設計采用第二種方案。電子技術課程設計52電路設計框圖和功能描述2.1無線電遙控設備的方框圖圖2.1是無線電遙控設備方框圖，由發(fā)射機、接收機及執(zhí)行機構三部分組成。編碼電路調制器高頻部分發(fā)射電路高頻部分解調器編碼電路執(zhí)行電路與執(zhí)行機構發(fā)射機接收機執(zhí)行機構圖2.1無線電遙控設備方框圖2.2無線電遙控部分電路的工作原理發(fā)射機主要包括編碼電路和發(fā)射電路。編碼電路由操縱器(操縱開關或電位器等)控制，操縱者通過操縱器；使編碼電路產(chǎn)生所需要的控制指令。這些控制指令是具有某些特征的、相互間易于區(qū)分的電信號，例如：用頻率為270Hz的正弦信號作為控制左舵的指令，用頻率為350Hz的正弦信號作為控制右舵的指令，即不同頻率的正弦信號代表不同的控制指令。除了可利用頻率特征外，還可用正弦信號的幅度及相位特征、脈沖信號的幅度、寬度及相位特征以及碼組特征等表示各種指令。編碼電路產(chǎn)生的指令信號都是頻率較低的電信號，無法直接傳送到遙控目標上去，還要將指令信號送到發(fā)射電路，使它載在高頻信號(載波)上，才能由發(fā)射天線發(fā)送出去。就如同用火車、飛機等運載工具運送貨物一樣，指令信號相當于貨物，載波相當于運載工具。我們把指令信號載到載波上去的過程叫調制，調制作用由發(fā)射電路的調制器完成。發(fā)射電路的主要作用是產(chǎn)生載波，并由調制器將指令信號調制在載波上，經(jīng)天線將已調載波發(fā)送出去。接收機由接收電路及譯碼電路組成。接收電路又包括高頻部分及解調器部分。由接收天線送來的微弱信號經(jīng)接收機高頻部分的選擇和放大后，送到解調器。就象火車、飛機等運載工具到站后，把貨物卸下來的情況一樣，解調器的作用是從載波上“卸”下指令信號。無線遙控照明開關6由于“卸”下來的各種指令信號是混雜在一起的、還要送到譯碼電路譯碼。譯碼電路的工作就象把卸下來的貨物鑒別分類，再分別送到使用場地一樣，它對各種指令信號進行簽別，送到相應的執(zhí)行放大電路。執(zhí)行放大電路把指令信號放大到具有一定的功率，用以驅動執(zhí)行機構。執(zhí)行機構將電能轉變?yōu)闄C械動作，例如電機的轉動、電磁鐵的吸動等，帶動被控的調節(jié)機構(例如舵面)，從而實現(xiàn)對被控目標的控制。3電子技術課程設計73電路原理設計與原理分析3.1電路原理圖及其描述本無線遙控照明開關采用RCM1型無線電遙控組件作為遙控發(fā)射與接收電路，電路組成如圖所示。本電路由RCM1A/B組件作遙控發(fā)射與接收電路，用十進制CD4017作為開關控制電路，用雙向晶閘管作電源開關。RCM1ARCM1BSB12432VD1C20.1u1C10.22u5R1100KENVSS138RCP141516C30.22u271611VD4-VD8R2VD4+C220uVT19013R3VSDW1.5V1MR4C50.68uVD1N4004220VQ1Q3Q5Q7Q9圖3.1利用RCM1型組件設計的紅外線遙控開關電路3.2利用RCM1型組件設計的紅外線遙控開關工作原理：RCM1型無線電遙控組件由無線電遙控發(fā)射組件RCM1A和接收組件RCM1B組成，它是一組微功耗遙控組件，組件內采用模擬電路與數(shù)字電路相結合的方式組成，內藏微型收發(fā)天線，幾乎沒有外圍元件，用作無線電遙控裝置最為簡便。發(fā)射電路RCM1A只有2只引腳，分別接電源正、負極，工作電壓為3V，工作電流為0.6mA，工作頻率為250MHz，發(fā)射距離為815m。接收電路RCM1B有5只引腳，除了、腳分別接電源正、負極外腳為低電平輸出端，腳為高電平輸出端，腳接延時電容。工作電壓為4.5V，工作電流偽0.7mA。4發(fā)射電路RCM1A只設一個發(fā)射開關，它既是發(fā)射開關，又是電源開關。按下SB后，發(fā)射電路發(fā)出一組遙控信號。在平時，接收電路RCM1B的輸出端輸出低電平。當它接收到發(fā)射器發(fā)送來的遙控信號后，通過電路內放大和信號處理后，由腳輸出高電平。當點按遙控發(fā)射器的發(fā)射按鈕無線遙控照明開關8SB時，接收器的輸出端便會輸出高電平，這一高電平通過VD1加只至計數(shù)器的CP端作為電燈EL的開關控制信號。作為開關控制電路的十進制計數(shù)器CD4017，它的10個輸出端與控制端采用間隔連接的方式，即將Q1、Q3、Q5、Q7、Q9連接到控制端，將Q2、Q4、Q6、Q8空置。這樣每當點按一次遙控發(fā)射器按鈕時，它的輸出端前移一位，當移動至Q1、Q3、Q5、Q7、Q9時，電燈被打開。當移動至Q2、Q4、Q6、Q8時，電燈熄滅。這種連接方式與雙穩(wěn)態(tài)電路等效。雙向晶閘管的觸發(fā)采用普通的晶體管觸發(fā)方式，雙向晶閘管的特性為：當G極和1T極相對于極的電壓為負時，導通方向為2T1T，此時2T為陽極，1T為陰極；當G極和2T極相對于1T電壓為負時，導通方向為1T2T，此時1T為陽極，2T為陰極。5每當計數(shù)器輸出一次高電平，晶體管VT導通一次，VTH被觸發(fā)導通一次，電燈EL被打開一次。電路最右邊的220V交流電供應十進制計數(shù)器工作，但十進制計數(shù)器無法在高電壓下工作，于是在它的左側安插電容5C,4C和二極管，穩(wěn)壓管及電阻。當交流電壓的上升沿或下降沿符合穩(wěn)壓管的特性穩(wěn)壓管導通，它和二極管共同將工作電路的電壓鉗位在4.5V。3.3參數(shù)計算將工作電流0.7mA近似等于4R的電流。穩(wěn)壓