单通道遥控电路设计:光控、声控、超声波与红外遥控

2017-08-18 78 0

遥控器是一种用来远控机械的装置,现代遥控器主要由集成电路板和用来产生不同信息的按钮所组成。电子爱好者制作遥控电路,可以选用专用集成电路板来制作,但掌握一些常用遥控电路的原理,对提高自身技术很有帮助。单通道、单用户遥控电路是遥控电路中最简单的一种,电路通常用于光、声控制。

一、光控电路

图 1 是采用 555 时基电路构成的光控电路。由于它无需专用的发射器,故属于遥测电路。光电二极管 VD1 作光检测和转换用,视需要采用不同性能的光电二极管,可将红外光或可见光转换为电信号。IC1 采用 NE555 组成施密特触发器,对接收到的光信号进行整形和功率放大以驱动后续电路,驱动电流达 200 mA,可直接驱动继电器或微型电机。本电路为正逻辑控制,即 IC1 有光照时输出高电平、无光照时输出低电平;如需要负逻辑控制,只需将 VD1 和 R1 互换位置即可。C1、R2 构成的积分电路用于滤除干扰脉冲、防止误动作。电源电压范围为 5~12 V,调试时根据需要调节 R1,使电路有适当的灵敏度。本电路可用于红外探测、防盗报警或危险禁入报警;如果本电路光检测头探测的是生产过程,输出接入电子计数器,还可用于生产线上的产品数量检测、印刷机走纸数量检测。

单通道遥控电路设计:光控、声控、超声波与红外遥控

图 1 光控电路

二、声控电路

图 2 是以双运放 LM158 为核心构成的声控电路,实质上也是遥测电路。IC1-1 构成 20 倍电压放大器,将微型驻极体话筒拾取的声控信号放大到一定幅值,经 VD1 整流、C3、R5 滤波后送入 IC1-2 构成的电压比较器;电压比较器的基准电压取自 R6、R7 的分压点,约 0.8 V。无声控信号时,IC1 的⑤脚电压为 0 V,小于⑥脚的基准电压,输出 OUT = 0;有声控信号时,⑤脚电压大于⑥脚基准电压,OUT = 9 V。调试时,调节 R3 可改变 IC1-1 的电压增益,使接收灵敏度适宜;也可调节 R7 改变比较器的比较电平(基准电压),以兼顾灵敏度和抗干扰的要求(R7 增加则抗干扰能力加强,但灵敏度降低)。电源电压范围为 5~15 V,IC1 也可选用其他型号运放,一般来说运放能驱动十几毫安的负载。声控信号可以是击掌声、口哨声、敲击声等,本电路可用于声控开关。

单通道遥控电路设计:光控、声控、超声波与红外遥控

图 2 声控电路

三、超声波遥控发射/接收电路

如图 3 所示,超声波发射由 555 定时器组成多谐振荡器,其中 RP、R1、C1 为定时元件,由振荡周期计算公式可确定其参数(设 W1 = 15.3 kΩ)。

单通道遥控电路设计:光控、声控、超声波与红外遥控

图 3 超声波遥控发射/接收电路

调节 W1 使振荡频率为 40 kHz,于是 555 的③脚输出 40 kHz 方波,通过 T1 驱动超声发射头 T40;超声波接收头为 R40,必须与 T40 成对使用。接收电路类型和工作原理与图 2 相同,不同点在于本图中的 IC1-1 构成 40 kHz 双 T 网络选频放大,C4、C5、VD1、VD2 为倍压检波,IC1-2 电压比较器与图 2 中相同。通常超声波遥控距离为 2~10 m,可通过调整 IC1-1 的增益电阻 R3 和 IC1-2 的比较电平电阻来兼顾灵敏度和抗干扰性能。本电路可用于防盗报警或危险禁入报警。

四、红外遥控发射/接收电路

红外遥控发射、接收电路如图 4 所示:发射电路与图 3 基本相同,也是由 555 构成的多谐振荡器,只不过振荡方波驱动的是红外发射管 D1,振荡频率 35~40 kHz,由 RP 调定。接收电路采用专用集成电路 CX20106,接收中心频率 f0 = 30~60 kHz,但必须与发射端频率一致,由 R4 调定——当 R4 取 220 kΩ 时,f0 约为 38 kHz。红外接收管 PH302 接收到的信号由①进入 IC2,经放大解调后由⑦脚输出。调试时首先调节接收电路 R4,使接收频率与发射频率一致,然后调节 R3 使电路有合适的灵敏度。本电路的遥控距离为 8~10 m,可用于防盗报警;如果接收输出端接入电子计数器,可用于生产线上产品数量检测;如果接收输出端驱动三极管、再由三极管驱动继电器,继电器带动电磁阀,电磁阀用来控制水龙头,就构成了自来水自动控制器——发射头装于自来水龙头附近,发射头可以是人体感应式,也可是光电式,只要手靠近水龙头就能打开自来水阀门,当然还可制成自动洗手烘干器。

单通道遥控电路设计:光控、声控、超声波与红外遥控

图 4 红外遥控发射/接收电路

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