【正文】 子愛好者自己動手制作，在生活中有很好的用 途。紅外線遙控系統(tǒng)具有體積小、功耗低、功能強、成本低、易于控制和使用方便等特點，適用于近距離遙控，具有較好的推廣應(yīng)用價值。 1 紅外線遙控電源開關(guān) 物理與電子信息 電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 摘要： 隨著社會的進步和生活水平的提高，人們對物質(zhì)生活的要求也越來越高。近年來 ,紅外線遙控技術(shù)在日常生活中應(yīng)用越來越廣泛。本文介紹一種單路紅外線遙控電源開關(guān)的設(shè)計方法，采用數(shù)字集成電路實現(xiàn)遙控電源開關(guān)的手段。 關(guān)鍵詞： 紅外線；編碼；譯碼； PT2262； PT2272 Infrared remote control power switch Guo Qian Hysics and Electronic Information Electronic Information Science and Technology No: 070522020 Tutor: Wang Songde Abstract: With social progress and living standards improve, people39。 coding。 PT2262。紅外線遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立組件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計算機，智能化程度大大提高。紅外線的強生命力是由紅外線的優(yōu)點所決定的。另外紅外遙控器作為控制系統(tǒng)的輸入設(shè)備，具有成本低、靈活方便的特點 [5]。此裝置 能 給人們的工作和生活帶來很多的便利，具有較好的推廣應(yīng)用價值和經(jīng)濟效益 [4]。 3 紅外線遙控開關(guān)原理 紅外線簡介 紅外遙控技術(shù)是一種利用紅外線進行點對點通信的技術(shù) 。赫歇耳于 1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射，是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，人的眼睛能看到的波長最長的光是紅光，從廣義來講，紅外線是一種電磁波，電磁波家族按波長順序是這樣排列的：長波、短波、超短波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線等。紅外線波長在無線電波與可見光波之間，約為 ～ 1000μm 之間，是一種 肉眼看不到這種光線，但利用紅外線發(fā)送和接收裝置卻可以發(fā)送和接收紅外線信號 [8]。在遠紅外區(qū)，由于它鄰 5 近微波區(qū)，因此它具有微波的某些特性，如有較強的穿透能力和能貫穿某些不透明物質(zhì)等。只不過是溫度高的物體輻射的紅外線較強，溫度較低的物體輻射的紅外線較弱。 它具有以下特點： (1)、由于為不可見光，因此，對環(huán)境影響很小。 同時，由于紅外線不能穿透墻壁，所以不同的電器可以使用通用的遙控器而不會互相干擾，這是無線電遙控所不能做到的。 (3)、紅外線遙控的遙控距離一般為幾米至幾十米或更遠一點。同時，由于采用紅外線遙控器件時，工作電壓低，功耗小，外圍電路簡單，因此它在常工作生活中的應(yīng)用越來越廣泛。 它的缺點是：由于它是一種視距傳輸技術(shù)，采用點到點的連接具有方向性，兩個設(shè)備之間如果傳輸數(shù)據(jù)，中間就不能有阻擋物 ； 而且通訊距離較短，此外紅 管 LED 不是一種十分耐用的器件。紅外線發(fā)射、接收系統(tǒng)組成框圖 如圖 1所示。當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，由控制方式選擇開關(guān)選擇是 “ 互鎖 ” 還是單路控制，再由單片機處理后，對相應(yīng)的受控電器產(chǎn)生控制。當(dāng)紅外接收器接收到控制脈沖后，由解碼處理后，對相應(yīng)的受控電源產(chǎn)生控制。這種遙控電路使用配套的專用編譯碼器，因此制作起來比較方便。 圖 2 紅外線發(fā)射、接收系統(tǒng)組成 框圖 方案比較 綜上所述通過比較二套方案，方案一和方案二都可實現(xiàn)控制多個電源開關(guān)。而方案二使用配套的編碼和譯碼器，且用到的元器件較少，市場上都可以買到，電路相對簡單實用。 7 4 電路設(shè)計 紅外遙控發(fā)射電路設(shè)計 圖 3為紅外遙控發(fā)射電路原理圖，主要由編碼芯片 PT226四 2輸入與非門 7400、編碼開關(guān) SWDIP紅外線發(fā)射器 PH30電阻、三極 管、電容、極性電容、按鍵 SB組成?？刂菩盘枺〝?shù)據(jù)） 由 PT2262的 D1～ D4 管腳 提供，調(diào)制后的信號由紅外發(fā)射管 PH303 發(fā)射出去。按鍵期間， PH303會 不斷發(fā)射 紅外 信號。 圖 4 紅外遙控接收電路原理圖 圖 4 中的紅外接收組件 FPS4091 接收到中心頻率為 40KHZ 的紅外信號后，從載 8 波中解調(diào)出編碼信號，經(jīng)放大后從 2腳輸出，輸進 PT2272解碼器輸入端 14腳，如果兩機地址碼相同，則 PT2272 進行解碼，并把 PT2262 的控制信號鎖存在 PT2272 的第10～ 13 引腳上，同時在第 17 腳上輸出一個正脈沖，用于雙穩(wěn)電路的控制。 PT2272第 17腳 “ 總線 ” 輸出端，當(dāng)發(fā)、收兩機地址碼相同，正確譯碼 時，輸出轉(zhuǎn)為高電平，而當(dāng)發(fā)射機不發(fā)射信號時，則回落到低電平 ， 沒有記憶功能 。 圖 5 雙穩(wěn)電路的電路圖 有上述可知，接收器在得電后收到第一個信號之前， PT2272第 17腳輸出為低電平時 ，VT2截止 ， 繼電器 J1(JMX94F)釋放 ， 其觸點 是 斷開 狀態(tài)， 負(fù)載 不 工作 。 電源電路設(shè)計 圖 6 為紅外接收電路的電源電路原理圖，主要由 MC78L05 三端穩(wěn)壓器、變壓器、整流二極管及電容組成。 V3~V6T~220V~9VIN13OUT2GNDIC5 MC78L05C91000μFC10100μFC11+5V1N40074++ 圖 6 紅外接收電路的 電源電路 9 5 主要組件選擇及介紹 紅外發(fā)光二極管和接收管 紅外發(fā)光二極管實際是 采用 砷化嫁 (GaAs)和砷鋁化嫁 (GaAlAs)等半導(dǎo)體材料制成的特殊的發(fā)光二極管，由于其 內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光而激光，因而在其兩端施加一定電壓時，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。因此，對發(fā)光二極管來說，不管供電電源的電壓如何，只要流過發(fā)光管的正向工作電流在所規(guī)定的范圍之內(nèi)，器件就可正常發(fā)光，關(guān)鍵是用什么方式以及如何來 獲得所需要的驅(qū)動電流 [10]。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍、透明三種顏色。常用的發(fā)光二極管為PH303，本設(shè)計中用到的就是這種發(fā)光二極管， PH303的性能參數(shù)見圖 7所示 [7]。紅外發(fā)光二極管的正向壓降 VF與材料及正向電流有關(guān)。在使用時應(yīng)注意驅(qū)動電源電壓的數(shù)值應(yīng)大于紅外發(fā)光二極管的正向壓降 ，否則不能克服死區(qū)電壓產(chǎn)生的正向電流 IF。所以，在實際使用中需加限流電阻予以保護 [10]。 圖 9 紅外發(fā)光二極管的輸出特性曲線 由圖 9可見，在工作電流 IF較小時，輸出光功率 Po與工作電流 IF成線性關(guān)系。在紅外線遙控電路中，紅外發(fā)光二極管一般都工作在開狀態(tài) (數(shù)字調(diào)制 )。當(dāng)紅外發(fā)光二極管用在簡單的光通信中時，它的工作狀態(tài)為調(diào)幅工作狀態(tài) (模擬調(diào)制 )， 這時必須使紅外發(fā)光二極管工作在線性區(qū) [10]。發(fā)光強度（法向光強）是表征發(fā)光器件發(fā)光強弱的重要性能。當(dāng)偏離正法向不同 θ角度，光強也隨之變化。圖 10(a)、 (b)分別畫出了球面透鏡封裝與平面封裝的紅外發(fā)光二極管的指向特性曲線。平面封裝的管子指向角度較大，在偏離 0o發(fā)射角 40o時發(fā)射光強為 0o位置上的 50％。 11 圖 10 紅外發(fā)光二極管的指向特性曲線 紅外接收管是一種光敏二極管。 PH302 的性能參數(shù)見圖11 所示。當(dāng)要求更長的遙控距離時，要增加高增益放大電路。所以本設(shè)計也采用成品紅外接收頭。均有三個引腳，即電源正（ VDD）、電源負(fù)（ GND）和數(shù)據(jù)輸出（ VO和 OUT）。成品紅外接收頭的優(yōu)點是不 12 需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。本設(shè)計中用到的成品紅外接收頭是 FPS4091。該紅外線接收器內(nèi)含一個紅外線接收管（