詳解遙控電路設(shè)計(jì)分析—電路圖天天讀（270）

　　遙控器是一種用來(lái)遠(yuǎn)控機(jī)械的裝置?，F(xiàn)代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來(lái)產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成。電子愛(ài)好者制 作遙控電路，可以選用專用集成電路板來(lái)制作，但掌握一些常用遙控電路的原理，對(duì)提高自身技術(shù)很有幫助。 單通道、單用戶遙控電路是遙控電路中最簡(jiǎn)單的一種， 電路通常用于光、聲控制。

　　一、光控電路

　　圖1是采用555時(shí)基電路構(gòu)成光控電路。由于它無(wú)需專用的發(fā)射器，故屬于遙測(cè)電路。光電二極管 VD1 作光檢測(cè)和轉(zhuǎn)換用，視需要采用不同性能的光電二極管，可將紅外光或可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。IC1時(shí)采用 NE555組成施密特觸發(fā)器，對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行整 形和功率放大以驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路，驅(qū)動(dòng)電流達(dá)200mA，可直接驅(qū)動(dòng)繼電器或微型電機(jī)。本電路為正邏輯控制，即 ICl 有光照時(shí)輸出高電平， 無(wú)光照時(shí)輸出低電 平。如需要負(fù)邏輯控制，只需將 VDl 和 R1相互易位置即可。C1、R2積分電路是濾除干擾脈沖，防止誤動(dòng)作。電源電壓范圍5V 一12V，調(diào)試時(shí)根據(jù)需要調(diào) R1，使電路有適當(dāng)?shù)撵`敏度。本電路可用于紅外探測(cè)、防盜報(bào)警或危險(xiǎn)禁入報(bào)警;如果本電路光檢測(cè)頭探測(cè)的是生產(chǎn)過(guò)程，輸出接入電子計(jì)數(shù)器，還可用于產(chǎn)生線上產(chǎn)品數(shù)量檢測(cè)、印刷機(jī)走紙數(shù)量檢測(cè)。

　　二、聲控電路

　　圖2是以雙運(yùn)放 LM158為核心構(gòu)成的聲控電路，實(shí)質(zhì)上也是遙測(cè)電路。IC1-1，構(gòu)成20倍電壓放大器，將微型駐極體話筒拾取的聲控信號(hào)放大到一定幅值， 經(jīng) VD1整流、C3、R5濾波后送入 IC1-2構(gòu)成的電壓比較器。電壓比較器的基準(zhǔn)電壓取自R6、R7的 分壓點(diǎn)，約0.8V.無(wú)聲控信號(hào)時(shí)，IC1⑤腳電壓為0V，小于⑥腳的基準(zhǔn)電壓，輸出 OUT=0;有聲控信號(hào)時(shí)，⑤腳電壓大于⑥腳基準(zhǔn)電 壓，OUT=9V.調(diào)試時(shí)，調(diào)節(jié) R3可改變 IC1-1的電壓增益，使接收靈敏度適宜：也可調(diào)節(jié) R7，改變電壓器的比較電平（基準(zhǔn)電壓），以兼顧靈敏度和抗干擾的要求（R7增加，抗干擾能力加強(qiáng)，但靈敏度低）。電源電壓范圍5~15V，IC1也可選用其它型號(hào)運(yùn)放。一般來(lái)說(shuō)運(yùn)放能驅(qū)動(dòng)十幾毫安的負(fù)載。聲控信號(hào)可以是擊掌聲、 口哨聲、敲擊聲等。本電路可用于聲控開(kāi)關(guān)。

　　三、超聲波遙控發(fā)射/接收電路

　　如圖3所示，超聲波發(fā)射由555定時(shí)器組成多諧振蕩器，其中 RP、R1、C1為定時(shí)元件，由振蕩周期計(jì)算公式（設(shè) W1=15.3kΩ）。

　　調(diào) W1使振蕩頻率為40kHz，于是555的③腳輸出40kHz 方波，通過(guò) T1驅(qū)動(dòng)超聲發(fā)射頭 T40.超聲波接收頭為 R40，必須與 T40成對(duì)使用。 接收電路類型和工作原理與圖2相同，不同點(diǎn)在于本圖中的 ICl-1構(gòu)成40kHz 雙 T 網(wǎng)絡(luò)選頻放大;C4、C5、VDl、VD2為倍壓檢波。IC1-2電壓比較器與圖2中相同。

　　通常超聲波遙控距離2m~10m，可通過(guò)調(diào)整 ICl_l 的增益電阻 R3和 IC1-2比較電平電阻兼顧靈敏度和抗干擾性能。本電路可用于防盜報(bào)警或危險(xiǎn)禁入報(bào)警。

　　四、紅外遙控發(fā)射/接收電路

　　紅外遙控發(fā)射、接收電路如圖4所示，發(fā)射電路與圖3基本相同，也是由555構(gòu)成的多諧振蕩器，只不過(guò)振蕩方波驅(qū)動(dòng)的是紅外發(fā)射管 D1 振蕩頻率35kHz~40kHz，由RP調(diào)定。 接收電路采用專用集成電路CX20106，接收中心頻率f0=30kHz~60kHz，但必須與發(fā)射端頻率 一致，由 R4調(diào)定，當(dāng) R4取220kΩ時(shí)，f0約為38kHz.紅外接收管 PH302接收到的信號(hào)由①進(jìn)入 IC2，經(jīng)放大解調(diào)后由⑦腳輸出。調(diào)試時(shí)，首先調(diào)節(jié)接收電路 R4，使接收頻率與發(fā)射頻率一致;然后調(diào)節(jié) R3，使電路有合適的靈敏度。本電路的遙控距離為8m~10m，可用于防盜報(bào)警;如果接收輸出端接 入電子計(jì)數(shù)器，可用于生產(chǎn)線上產(chǎn)品數(shù)量檢測(cè);如果接收輸出端驅(qū)動(dòng)三極管，再由三極管驅(qū)動(dòng)繼電器， 繼電器帶動(dòng)電磁閥， 電磁閥用來(lái)控制水龍頭， 就構(gòu)成了自來(lái)水自動(dòng)控制器。發(fā)射頭裝于自來(lái)水龍頭附近，發(fā)射頭可以是人體感應(yīng)式，亦可是光電式，只要手靠近水龍頭，就能打開(kāi)自來(lái)水閥門。當(dāng)然，還可制成自動(dòng)洗手烘干器。

　　紅外遙控電路設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)硬件的實(shí)現(xiàn)方案

　　1 系統(tǒng)原理圖

　　通用紅外遙控系統(tǒng)由調(diào)制、發(fā)射和接收三大部分組成，本系統(tǒng)以Atmega8單片機(jī)作為紅外發(fā)射編碼和接收解碼芯片，另外再以HS5104作為發(fā)射編碼芯片，5個(gè)鍵盤輸入模塊中的三個(gè)用于給3路電燈分別進(jìn)行亮滅操作，一個(gè)鍵盤輸入模塊用于操作所有燈的亮滅，最后剩下的一個(gè)鍵盤輸入模塊用于實(shí)現(xiàn)電燈在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)關(guān)閉的功能。紅外遙控系統(tǒng)如圖1所示：

　　圖1 紅外遙控系統(tǒng)

　?。?）發(fā)射系統(tǒng)

　　發(fā)射系統(tǒng)一般用電池供電，這就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都設(shè)計(jì)成可以處于休眠狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)才工作，這樣可以降低功耗。紅外線通過(guò)紅外發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出去，紅外發(fā)光二極管內(nèi)部材料和普通發(fā)光二極管不同，在其兩端施加一定電壓時(shí)，它發(fā)出的是紅外線而不是可見(jiàn)光。

　　圖2a 簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路

　　圖2a電路有一點(diǎn)缺陷，當(dāng)電池電壓下降時(shí)，流過(guò)LED的電流會(huì)降低，發(fā)射波形強(qiáng)度降低，遙控距離就會(huì)變小。圖2b所示的射極輸出電路可以解決這個(gè)問(wèn)題，兩個(gè)二極管把三級(jí)管基極電壓鉗位在1.2V左右，因此三級(jí)管發(fā)射極電壓固定在0.6V左右，發(fā)射極電流 IE基本不變，根據(jù)IE≈IC，所以流過(guò)LED的電流也基本不變，這樣保證了當(dāng)電池電壓降低時(shí)還可以保證一定的遙控距離。

　?。?）接收系統(tǒng)

　　紅外信號(hào)接收系統(tǒng)的典型電路如圖3a所示：

　　圖3a 紅外線接收頭內(nèi)部電路

　　該電路包括紅外監(jiān)測(cè)二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。交流信號(hào)進(jìn)入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過(guò)30khz到60khz的負(fù)載波，通過(guò)解調(diào)電路和積分電路進(jìn)入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發(fā)射端的信號(hào)波形。注意輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。

　　圖2b 射擊輸出驅(qū)動(dòng)電路

　　如圖2a和圖2b是LED的驅(qū)動(dòng)電路，圖2a是最簡(jiǎn)單電路， 選用元件時(shí)要注意三極管的開(kāi)關(guān)速度要快，還要考慮到LED的正向電流和反向漏電流，一般流過(guò)LED的最大正向電流為100mA，電流越大，其發(fā)射的波形強(qiáng)度越大。

　　編輯點(diǎn)評(píng)：本文介紹了一種簡(jiǎn)單的遙控電路設(shè)計(jì)和紅外遙控電路，紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)。
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