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1、红外线遥控电源开关物理与电子信息 电子信息科学与技术专业 摘要：随着社会的进步和生活水平的提高，人们对物质生活的要求也越来越高。近年来,红外线遥控技术在日常生活中应用越来越广泛。红外线遥控系统具有体积小、功耗低、功能强、本钱低、易于控制和使用方便等特点，适用于近距离遥控，具有较好的推广应用价值。本文介绍一种单路红外线遥控电源开关的设计方法，采用数字集成电路实现遥控电源开关的手段。在设计的电路中由于使用了编码和解码器，所以电路抗干扰能力强，且线路简单，便于电子爱好者自己动手制作，在生活中有很好的用途。关键词：红外线；编码；译码；PT2262；PT2272Infrared remote contr
2、ol power switchGuo QianHysics and Electronic Information Electronic Information Science and Technology No: 070522021Tutor: Wang Song-deAbstract: With social progress and living standards improve, peoples material life demands increasingly high. In recent years, infrared remote control technology in
3、the daily lives more and more widely applied. Infrared remote control system has a small size, low power consumption, strong function, low cost, easy to control and easy-to-use features such as, for close-up remote control, with the popularization and application of better value. This paper presents
4、 a infrared remote control power switch of the design methodology, digital integrated circuits to achieve a means of remote control power switch. In the design of the circuit because of the use of encoding and decoding, and therefore anti-interference ability circuit, and the line is simple, easy to
5、 do-it-yourself electronics enthusiasts production, in life has a very good purpose.Keywords: infrared; coding; decoding; PT2262; PT2272目 录摘要11 引言42 主要性能指标43 红外线遥控开关原理43.1 红外线简介43.2 系统总体设计方案53.2.1 方案一53.2.2 方案二63.2.3 方案比拟64 电路设计74.1 红外遥控发射电路设计74.2 红外遥控接收电路设计74.3 电源电路设计85 主要组件选择及介绍95.1 红外发光二极管和接收管95.
6、2 成品红外接收头115.3 编码器和译码器的选择135.4 四2输入与非门175.5 双稳态继电器176 其余组件197 安装调试198 结束语20参考文献201 引言随着电子技术的迅猛开展，红外遥控技术已渗透到国民经济的各部门及人们的日常生活中，在工业自动化控制、信息通信、环境检测、平安防范、家用电气控制、国防工业及日常生活等许多方面都得到了广泛的应用1。红外线遥控装置的中心控制部件已从早期的分立组件、集成电路逐步开展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。根据被控对象的不同,选择不同的遥控方式，可到达节省资源、降低本钱的目的2,3。红外线的强生命力是由红外线的优点所决定的。首先，红外
7、线波长远小于无线电波的波长，所以红外遥控不会干扰其他无线设备的工作；其次，其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会长生干扰；再次，红外线电路调试简单，只要电路连接无误，并且编解码容易，调试后即可投入工作，进行单路或多路遥控。另外红外遥控器作为控制系统的输入设备，具有本钱低、灵活方便的特点5。这里给大家介绍一种红外发射接收系统的设计，采用PT2262编码器、PT2272译码器为主要组件，适用于一般的干扰少，遥控装置分散的短距离环境中。此装置能给人们的工作和生活带来很多的便利，具有较好的推广应用价值和经济效益4。2 主要性能指标(1)、遥控距离不大于5米，即红外遥控发射器与红外
8、接收器之间的距离不大于5米；(2)、遥控路数为单路，对1个电源进行开关控制；(3)、工作频率：91103KHz；(4)、功能要求由一台红外遥控发射器和一台红外遥控接收器实现对单个电源开关的控制。3 红外线遥控开关原理3.1 红外线简介红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术。红外线由德国天文学家威廉赫歇耳于1800年发现，又称为红外热辐射，是太阳光线中众多不可见光线中的一种，人的眼睛能看到的波长最长的光是红光，从广义来讲，红外线是一种电磁波，电磁波家族按波长顺序是这样排列的：长波、短波、超短波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线等。其中长波的波长最长，顺序越来越短，X射线的波长一般不
9、超过1nm。红外线波长在无线电波与可见光波之间，约为0.751000m之间，是一种肉眼看不到这种光线，但利用红外线发送和接收装置却可以发送和接收红外线信号8。在近红外区，它和可见光相邻，因此具有可见光的某些特性，如直线传播、反射、折射、衍射、可被某些物体吸收以及可以通过透镜将其聚焦等。在远红外区，由于它邻近微波区，因此它具有微波的某些特性，如有较强的穿透能力和能贯穿某些不透明物质等。自然界中，不管任何物体，也不管其本身是否发光指可见光，只要其温度高于绝对零度(-273)，都会一刻不停地向周围辐射红外线。只不过是温度高的物体辐射的红外线较强，温度较低的物体辐射的红外线较弱。红外线摄像、红外线夜视
10、、热释电红外探测以及某些导弹的瞄准等就是利用红外线的这一特性工作的。它具有以下特点：(1)、由于为不可见光，因此，对环境影响很小。红外线的波长远小于无线电波的波长，所以，红外遥控不会干扰其它家用电器，也不会影响近邻的无线电设备。同时，由于红外线不能穿透墙壁，所以不同的电器可以使用通用的遥控器而不会互相干扰，这是无线电遥控所不能做到的。(2)、红外线为不可见光，具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗，警戒等平安保卫装置中也得到了广泛的应用。(3)、红外线遥控的遥控距离一般为几米至几十米或更远一点。(4)、红外线遥控具有结构简单，制作方便，本钱低廉，抗干扰能力强，工作可靠性高等一系列优点，特别是室内
11、遥控的优先遥控方式。同时，由于采用红外线遥控器件时，工作电压低，功耗小，外围电路简单，因此它在常工作生活中的应用越来越广泛。它在技术上的主要优点是：(1)、无需专门申请特定频率的使用执照；(2)、具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点；(3)、传输速率适合于家庭和办公室使用的网络；(4)、信号无干扰，传输准确度高；(5)、编解码容易，可进行多路遥控。它的缺点是：由于它是一种视距传输技术，采用点到点的连接具有方向性，两个设备之间如果传输数据，中间就不能有阻挡物；而且通讯距离较短，此外红管LED不是一种十分耐用的器件。3.2 系统总体设计方案3.2.1 方案一红外线发射接收控制电路均采用单片
12、机来实现，输出控制方式可选择，实用性强。红外线发射、接收系统组成框图如图1所示。图1 红外线发射、接收系统组成框图当按下遥控按钮时，单片机产生相应的控制脉冲，由红外发光二极管发射出去。当红外接收器接收到控制脉冲后，由控制方式选择开关选择是“互锁还是单路控制，再由单片机处理后，对相应的受控电器产生控制。当按下遥控按钮时，编码调制局部产生相应的调制后的信号，由红外发光二极管发射出去。当红外接收器接收到控制脉冲后，由解码处理后，对相应的受控电源产生控制。3.2.2 方案二使用由常规数字集成电路组成的红外遥控电路。这种遥控电路使用配套的专用编译码器，因此制作起来比拟方便。红外线发射、接收系统组成框图如
13、图2所示。图2 红外线发射、接收系统组成框图3.2.3 方案比拟综上所述通过比拟二套方案，方案一和方案二都可实现控制多个电源开关。方案一的红外线发射/接收控制电路采用单片机来实现，电路简单，实用性强，但方案一所需的单片机需要编程，比拟复杂。而方案二使用配套的编码和译码器，且用到的元器件较少，市场上都可以买到，电路相对简单实用。所以本设计采用方案二作为设计蓝本。4 电路设计4.1 红外遥控发射电路设计图3为红外遥控发射电路原理图，主要由编码芯片PT2262、四2输入与非门7400、编码开关SW-DIP8、红外线发射器PH303、电阻、三极管、电容、极性电容、按键SB组成。图3中门电路U2U4构成
14、中心频率为40KHZ的方波振荡，用于调制从PT2262第17脚输出的编码信号及控制信号。控制信号数据由PT2262的D1D4管脚提供，调制后的信号由红外发射管PH303发射出去。要发射信号时，按下发射键SB。按键期间，PH303会不断发射红外信号。图3 红外遥控发射电路原理图4.2 红外遥控接收电路设计图4红外遥控接收电路原理图，主要由译码芯片PT2272、编码开关、双稳继电器、红外接收头FPS-4091、5V电源电路等组成。图4 红外遥控接收电路原理图图4中的红外接收组件FPS-4091接收到中心频率为40KHZ的红外信号后，从载波中解调出编码信号，经放大后从2脚输出，输进PT2272解码器
15、输入端14脚，如果两机地址码相同，那么PT2272进行解码，并把PT2262的控制信号锁存在PT2272的第1013引脚上，同时在第17脚上输出一个正脉冲，用于双稳电路的控制。PT2272解码器数据输出端第1013脚具有记忆保持功能，当有数据输出时，此数据会保持直至电源关断。PT2272第17脚“总线输出端，当发、收两机地址码相同，正确译码时，输出转为高电平，而当发射机不发射信号时，那么回落到低电平，没有记忆功能。在PT2272的第17脚接一个有双稳态继电器和其驱动电路组成的双稳电路，双稳电路原理图如图5所示。图5 双稳电路的电路图有上述可知，接收器在得电后收到第一个信号之前，PT2272第17脚输出为低电平时，VT2截止，继电器J1(JMX-94F)释放，其触点是断开状态，负载不工作。遥控器的发射键SB按下后，接收器收到信号，PT2272第17脚输出为高电平时，VT2导通，继电器J1(JMX-94F)励磁吸合其触点动作，带动负载工作，从而实现了红外遥控的目的12。4.3 电源电路设计图6为红外接收电路的电源电路原理图，主要由MC78L05三端稳压器、变压器、整流二极管及电容组成。电源电路接220V交流电后，经变压器转换成9V交流电，接着送整流二极管转换成9V直流电、再由电容滤波和MC78L05三端稳压器稳压后提供
