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智能红外遥控开关作业原理和电路设计

智能红外遥控开关工作原理和电路设计-红外遥控是当前使用最为广泛的通信和控制手段之一,由于其结构简单、体积小、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高及成本低等优点而广泛应用于家电产品、工业控制和智能仪器系统中

红外遥控是当时运用最为广泛的通讯和操控手法之一,由于其结构简略、体积小、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高及本钱低一级长处而广泛应用于家电产品、工业操控和智能仪器体系中。但是市场上的绝大部分遥控器都是针对各自特定的遥控目标规划的,不能直接应用于通用的智能仪器研制及其更一般的操控场合。通常情况下,一般家庭所运用的电视机、空调、VCD/DVD等家用电器都运用了红外遥控器,而这些红外遥控器都是针对各自产品所规划的,然后导致了一般家庭中具有数个遥控器,那么,能否将这些遥控器的功用进行复用,然后削减遥控器的数量,使遥控器的功用愈加强壮,就显得十分必要了。

电源开关广泛应用于家庭、工厂、库房、以及办公室等场所。传统的机械式电源开关存在触摸电阻大、易磨损、可靠性低以及寿命短等缺陷,特别是当家用电器的遥控器繁复的情况下,假如能凭借这些遥控器规划开关用于替代传统的机械式电源开关,不只节省了本钱,并且操作便利。运用电视机等家用电器的遥控器完结开关操作,装置和代换都很便利,能够用它代换家居中十分遍及的墙面开关,然后进步遥控器在家电范畴的实用价值。

1 作业原理

智能红外遥控开关主要由红外接纳、扩大整形、微操控器、开关操控以及降压电源等模块组成,其原理框图如图1所示。

智能红外遥控开关的功用是将常见家用电器的遥控器,如电视机、VCD/DVD等,由用户恣意指定一个按键作为这个红外遥控开关的操控键。运用时,用户按下智能红外遥控开关的“学习”按键,然后再对准遥控开关的红外接纳头按下遥控器上指定的这个开关操控按键,遥控器宣布的红外编码信号经过红外接纳头接纳后,再经过扩大整形,输入到微操控器,微操控器经过内置的E2PROM记住遥控器这个指定按键的编码。那么,用户下次运用时,当按下遥控器这个指定按键后,其宣布的红外编码信号相同经过红外接纳头,扩大整形后输入到微操控器,由微操控器宣布操控信号操控开关操控模块里边继电器的导通与断开,然后操控输出电压的通断。

为了确保对各种用电器完结遥控开关操控,那么操控信号就必定要安稳、安全。为此,在传输过程中要使各模块间的通讯信号满意强,这就要求电路的电源能够独立给电路各部分供电。因而,红外遥控开关还必须具有降压电源模块。

2 电路规划

硬件电路规划包含电源电路的规划和解码电路的规划两部分。电源电路是为解码电路供给电源而规划的,除了要求电压安稳外,还要求其体积小,本钱低。解码电路要求能对红外编码进行可靠地接纳,一起要能够安稳地操控继电器的开关。

2.1 电源规划

考虑到解码电路的功耗很小,所以电源的规划选用电容降压式电源。它比变压器电源和开关电源的规划要简略得多,并且体积小、本钱低,合适作为遥控开关的电源。电源规划的原理图如图2所示。MC2为降压电容器,D1为半波整流二极管,D2在市电的负半周时给MC2供给放电回路,ZD1是5.1 V稳压二极管,R1为关断电源后MC2的电荷泄放电阻。

电容降压式电源是运用电容在必定的沟通信号频率下发生的容抗来约束最大作业电流。当沟通电压为220 V,频率为50 Hz的作业条件下,电容器MC2在电路中的容抗Xc(单位:Ω)为:

流过电容器MC2的充电电流Ic(单位:mA)为:

经过降压电容MC2向负载供给的电流Io,实际上是流过MC2的充放电电流IC。明显,电容MC2容量越大,容抗Xc越小,则流经MC2的充、放电电流越大。当负载电流Io小于MC2的充放电电流时,剩余的电流就会流过稳压管。若稳压管的最大答应电流Idmax

尽管流过电容MC2的电流IC有69.08 mA,但在电容器上几乎不发生功耗,这是由于关于一个抱负电容,流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。可见,电容降压式电源的功率也很高。经过试验测验,该电源电路通电后输出4.88 V的直流电压,沟通电压重量小于3 mV,输出电流在50 mA时,电压不低于4.7 V,能够满意解码电路的电源需求。

2.2 解码电路规划

智能红外遥控开关的硬件中心部分是微操控器和红外接纳部分,其原理图如图3所示。

红外解码电路中的微操控器选用ATmega8L的AVR单片机。它的作业电压为2.7~5.5 V,4 MHz(3 V,25℃)时功耗,作业形式为3.6mA,闲暇形式为1.0 mA,掉电形式仅为0.5μA,选用先进的RISC结构,除了具有8 KB的体系内可编程FLASH存储器,还有512 B的E2PROM,可用于回忆各类遥控器发射出的各种红外编码信号。

红外接纳电路运用集成红外接纳器制品,一起完结红外接纳、扩大、整形的功用,一般不需要任何外接元件就能完结从红外接纳到输出TTL电平兼容信号的一切作业。接纳器对外只要3个引脚:电源Vcc,公共地GND和1个脉冲信号输出OUT。由图3能够看出,其与单片机接口十分便利。

当按下“回忆”按键S1时,红外接纳头SPH开端记载遥控器宣布的信号,一起将接纳到的信号保存在单片机ATmega8L的E2PROM中。今后当遥控器宣布相同的红外脉冲信号时,经过红外接纳头接纳并与E2PROM中的数据进行比照,假如共同,就宣布操控信号操控开关的通断。

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