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六、元件清单-----------------------------------------------14七、个人总结-----------------------------------------------15
八、参考资料-----------------------------------------------15
一:
引言:
红外线遥控是以红外线作为载体来传送遥控信息,实现对控制对象的远远距离控制目的。
红外线在通过云雾等充满悬浮粒子的物质时不易发生散射,有较强的穿透能力,还具有抗干扰能力强、易于产生、对环境影响小、不会干扰临近的无线电设备特点,因而被广泛应用于遥控装置。
目前,红外发射器件(红外发光二极管)发生的峰值波长为0.88~0.94um的近红外光,红外接收器件(光敏二极管、光敏三极管)的受峰波长为0.88~0.94um,恰好与红外线发光二极管发生的波长相匹配,所以,在红外线遥控系统中采用波长为0.76~1.5um之间的近红外线作为传送控制信息的控制光源,这样可获得较高的传播效率及较好的抗干扰性能。
红外线遥控不具有像无线电摇控那样穿过遮挡物去控制被控对象的能力,红外线遥控的遥控距离一般为几米到几十米或更远一些。
红外线遥控的优点:
(1)采用红外线发光二极管,结构简单,易于小型化,且成本低。
(2)红外线调制简单,依靠调制信号编码实现多路控制。
(3)红外线不能通过阻挡物,不会产生信号串扰等误动作。
(4)功率光消耗小,反映速度快。
(5)对环境无污染,对人、物无损害。
(6)抗干扰能力强,工作可靠。
红外线遥控是近距离遥控,是室内摇控的优选摇控方式。
采用38~40KHz频率调制红外线,可以避免阳光和电灯等光线中红外线万分干扰,使遥控信号易于分离和区别。
二、设计的目的和意义
1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握电子电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计的能力;
2.通过实际的系统应用和操作,加深对所学知识的理解;
3.通过组装和调试培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
三、设计方案
1、设计思想
红外线遥控系统的基本结构及工作原理如图
(1)所示,它由发射系统接收系统两部分构成。
如图所示
(2)为发射系统,它由指令键、指令信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外线发射器件组成。
当指令键被按下时,指令信号产生电路,便产生所需要的控制指令信号。
这里的控制指令信号是以某些部分不同的特征来区分的。
常用的区分指令信号的特征是频率特征和码组特征,即用不同的频率或不同编码的电信号代表不同的指令,这些不同的指令信号由调制电路进行调制后,最后由驱动电路,驱动红外线发射器件,发出红外线遥控指信号。
如图所示(b)为接收系统,它由红外线接收器、前置放大电路、调控电路、指令信号检出电路、记忆及驱动电路、执行电路组成,当红外接收器收到发射器发出的红外线遥控指令信号时,它将该信号变为电信号,送入前置放大器进行放大,再经解调,由指令信号检出电路将指令信号检出,最后由记忆及驱动电路驱动执行电路实现各种操作。
如图
(1)所示
如图
(2)所示
红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分,它在各领域都得到广泛的应用。
由于它是不可见光,,具有良好的隐蔽性,白天黑夜均可使用,而且抗干扰能力强。
除此之外,红外还具有成本低、功率小、对环境对人类无损害,是现在前21世纪的最新产品,因此特设计此电路,应用于千家万户。
本电路主要由电源电路、红外发射电路和接收电路和调光电路等组成,原理框图如下图。
2、原理框图
四、单元电路设计
(一)电源电路的设计
1、整流电路
本整流电路采用桥式整流,在这个桥式整流电路中,变压器次级只需要一组线圈,而整流二极管则要用四个。
这四个二极管围成一个正方形,构成电路桥的形式,所以称为桥面式整流电,桥式整流如图(C)所示。
如(a)所示
其工作原理如下:
在交流电压周期前半周0~π的时间内,二极管D1、D3导通,D2、D4截止。
这时从变压器次级线圈一头流出的电流经二极管D1、负载电阻R,再经过二极管D3流回变压器次级线圈的另一头,构成回路。
在交流电压周期后半周π~2π时间内,则是二极管D2、D4导通,D1、D3截止。
从变压器次级线圈流出的电流经二极管D2、负载电阻R、二极管D4流回线圈,构成回路。
这样,四个二极管两两轮流导通,把变压器次级线圈上交流正负半周的电流变成同一个方向流动的电流流过负载电阻R,所以输出到负载电阻上的电压也是完整的全波直流电。
2、滤波电路
本滤波电路采用电容滤波,桥式整流电路输出的是脉动直流电,其极性方向虽然不变,但它的大小量值是波动的。
为了获得平滑的直流电,需要在整流电路和负载之间接入能够把直流电中的脉动成分滤掉的电路。
电容器滤波电路是以一定容量的电容器作为滤波器件的一种滤波电路。
在实际应用中,这是一种最简单、最常用的滤波电路。
电路如图(b)所示。
图(b)所示
3、稳压电路
本稳压电路采用LM7805固定式三端稳压集成器,它输出的稳定直流电压是不可调的,它只有三个引脚,如图(c)分别出是直流电源输入端、稳压电压输出端和公共接地端。
7805系列集成稳压电路是输出正电压,7805集成稳压电路输出的是5V的稳定直流电压,它们的最大输出电流均为1.5A,使用时需要加装足够大的散热片,且内部均设有过流和过热保护电路。
7805系列稳压集成电路的典型应用电路如图(d)所示。
本电路图中C1是滤波电容器,因为C1是大容量电解电容器,它本身的分布电感比较大,对高频交流成分的滤波效果较差。
为了改善滤波电路的高频抑制特性,一般在大电容器C1(100μF)旁再并联一个高频滤波性能良好的小电容器C2(0.1μF)。
直流稳压电路输出端的电容器C3(0.1μF)是为了改善稳压电源电路瞬态负载响应特性。
图(c))所示
图(d)所示
(二)发射电路设计
本红外发射电路采用由普通三极管组成的无稳态多谐振荡电路。
该红外发射电路如图(e)所示,由晶体管VT1、VT2和阻容元件等构成一个多谐振荡器。
多谐振荡的工作原理是:
R3、R4分别是VT2、VT1的基极偏流电阻,合上开关S加上电源电压后,VT2优先导通,其集电极呈低电平“0”,此低电平经VD2、C3耦合至VT1的基极,使VT1截止。
VT2导通后,R4、VD2和VT向C3充电,充电的结果是使C3带上左正右1负的电荷,使VT1的基极电位开始升高。
当基极电压升高至一定值后,VT1导通,其集电极的下跳变电平经VD1、C2加至VT2的基极,使VT2由导通转为截止。
过一会儿后,VT1转为截止,VT2转为导通。
VT1、VT2交替导通、截止,如此的循环下去,所以叫做无稳态多谐振荡器。
此电路的振荡器频率取决于放电时间常数R4C3和R3C2.
本振荡电路的频率为f=0.7/RC≈0.7/1.5*103*0.01*10-6≈46KHZ
VT1、VT2起振后交替导通和截止,接于其集电极上的VL2、VL3和VL1发光二极管交替发出红外光和红色光。
发光二极管的可见光用于监视振荡器的工作正常与否,即指示工作状态。
图(e)所示
(三)接收电路的设计
本电路红外接收采用CX20106红外线接收专用集成电路,当红外接收管接收到发射器发出的遥控信号后,经CX20106处理后由7脚输出低电平。
这一低电平直接加到VT管的基极,使其导通,它的集电极输出的电流在R4上端形成一个高电平输出。
接收电路如图(f)所示,它是一个红外遥控调光电路,当它的6脚输入触发信号后,它的8脚就会连续输出控制双向晶闸管导通的控制脉冲,使双向晶闸管的导通角在41°
~160°
之间变化。
随着双向晶闸管导通角的变化,电灯也由暗变亮或由亮变暗,从而实现了对电灯的调光控制。
图(f)所示
1、CX20106的介绍
20106是一块红外线接收集成电路,其1脚外接红外接收二极管,其2脚接的C2、R1主要用来设置IC1内放置放大器的频率特性和增益的。
IC1的1、2脚内还有一级自动偏置限制(ABLC)电路,其作用主要用来防止强光的冲击干扰和提高对弱信号的放大能力,3脚所接的C3为检测电容,当其容量值变小时,检波输出脉冲的脉宽变动就大,极易造成遥控误动作。
IC1的5脚与之电源之间所接的R2为带通滤器中心频率fo的设置电阻,6脚与地之间所接的内部整形电路的积分电容。
当其容易值变大时,不但抗干扰噪声能力下降,而且输了出脉冲的低电平持续时间了也将增加,由此也会造成遥控失灵。
当红外接收管接收到发射器发出的遥控信号时,经CX20106处理后由7脚输出低电平,这一低电平直接加到VT管的基极时,使其导通.
(1)、技术特点:
①低电压供电,其典型值为5V
②功耗小,Vcc=5V时,其典型功耗为9mV
③带通滤波器的中心频率可通过改变5脚和电源之间的电阻进行调节,其调节的范围为了30~60KHz.由于未使用电感,可不受磁场的干扰,因此抗干扰能力强。
⑤能与PIN发电二极管直接连接。
⑥集电极开路输出,能直接驱动TTL或CMOS电路
⑦8单列直插式塑料封装。
(2)、引脚排列图及功能
CX20106引脚及说明
引脚号
功能
1
摇控信号输入端(此脚与地之间接红外接收二极管)
2
前置放大器频率特性和增益设定(此脚与地之间接RC串联电路)
3
接检波电容
4
接地
5
设定带通滤波器的中心频率(此脚与电源间接电阻)
6
外接指令输出端
7
遥控指令输出端
8
外接电源
(四)调光电路
1、电路原理
本电路调光部分由LS7232专用调光集成电路和双向可控硅组成,如图(H)所示,当需是电灯由暗变亮时,可按住摇控器的发射按键不断发送控制信号。
如图(H)所示,这时可以看到电灯在逐渐变亮,当达到所需亮时立即松开发射按键,这时电灯的亮度便停留在这个位置上。
如果连续按下去,电灯又会由亮逐渐变暗,直至熄灭。
需要注意的是:
LS7232是一种PMOS型集成电路,因此它的电源极性与常用的CMOS电路相反,即它的UDD电源端应当接电源的负极,而USS端则应接电源的正极。
本电路电源采用交流供电、电容C7降压、二极管VD1半波整流。
与其他电容降压的供电电路不同的是,它的作用是用来吸收LS7232所产生的谐波,防止它通过电源线干扰其他用电器。
图(H)所示
2、LS7232调光集成电路的选择与介绍
C2选用LS7232型调光专用集成电路,与LS7232具有相同功能的还有NB7232、M7232等,可以直接互换使用。
(1)电路的概述
LS7232是经过优化设计和工艺改进而推出的新一代专用调光调速芯片,采用触摸或按键方式对交流负载(白炽灯、卤素灯、电子变压器、LED照明模组或电机)进行无级调光或调速及开关的控制,也可利用红外或无线射频来实现遥控功能。
由于采有当前先进的CMOS工艺制程,其性能和稳定性较同类产品有明显提升,可代换AS7232、CS7232、M7232、SM7232、SLB0587等型号。
广泛用于生活中灯光(台灯,吊灯等)和马达转速(台扇、吊扇、吸尘器等)的控制。
内含交流过零检测触发双向可控硅以降低EMC辐射,并具有调光(或调速)位置的记忆功能,摆脱了传统机械开关或电位器调节的形式,是一种新颖的升级换代产品。
(2)工作原理
电路由零电平检测器,输入缓冲器,锁相环,逻辑控制器,亮度记忆,相角指针器,数字比较器和输出驱动器组成,其框图见图:
电路的基本工作原理为(调光为例):
人体带电与市电同频,用手接触触摸片时,人体感应信号经输入缓冲器的削波,放大整形,成为标准的CMOS电平。
当触摸持续时间大于400毫秒时,控制逻辑部分控制电路呈调光工作状态,输出触发脉冲相位角在41度至159度之间连续周期变化,并根据人的感受力,分为快、慢和暂歇三个过程。
当触摸结束时,亮度记忆器对该时的相位角进行记忆。
若再施大于50毫秒而小于400毫秒的触摸,电路呈关状态时,相位角仍由该部分记忆,保证电路在下一次的开状态时,保持原选定相位角光源保持原亮度。
触发脉冲与市电的同步由锁相环保证,电路的工作时钟也由其产生。
同时,电路还具有遥控(即远端触发)功能和渐暗功能(即由亮至暗,最后关闭),渐暗速度由外电路设置。
(3)管脚排列和功能说明:
采用8脚双列直插式塑料封装,
管脚排列见图I
图I
各管脚功能说明:
1脚Vss——电源高端4.5—5.5V电源。
2脚Doze——渐暗功能。
当导通角最大(159°
)时。
外界对该脚施于83±
3个脉冲,则SCR的导通角从159°
连续变到40°
,最后截止(不输出触发脉冲)。
3脚Cap——锁相环外接滤波电容(参考值0.47uF)。
4脚Syn——市电频率同步信号输入端。
5脚Sen2——触摸控制端。
低电平触发,人体触摸点。
6脚Sala——远距离控制端。
高电平触发,抗干扰好,适于较远距离的按键式调光控制。
7脚VDD——电源低端0V。
8脚Out——输出触发脉冲,至双向SCR的触发极。
五、整机工作的设计与工作原理
整体原理图分为发射和接收两大电路:
1.建设项目环境影响评价文件的报批
发射电路
一、环境影响评价的发展与管理体系、相关法律法规体系和技术导则的应用接收电路
一、环境影响评价的发展与管理体系、相关法律法规体系和技术导则的应用
3.完整性原则;
工作原理:
除了房地产市场外,在不同职业和地点的工资差别中也可以发现类似的情形。
本电路可由电源电路、红外发射和接收电路和调光电路等组成。
电源电路由电源变压器、整流电路、滤波和稳压4部分组成,稳压部分采用三端集成器7805组成;
红外发射和接收电路发射部分采用红外发光二极管,由普通三极管组成的无稳态多谐振荡电路,接收部分采用光敏二极管,并采用CX20106红外线接收专用集成电路;
调光电路由LS7232专用调光集成电路和双向可控硅组成。
该红外发射电路,由晶体管VT1、VT2和阻容元件等构成一个多谐振荡器。
新增加的六个内容是:
风险评价;
公众参与;
总量控制;
清洁生产和循环经济;
水土保持;
社会环境影响评价。
②既包括天然的自然环境,也包括人工改造后的自然环境。
当红外接收管接收到发射器发出的遥控信号后,经CX20106处理后由7脚输出低电平。
4.建设项目环境影响评价文件的分级审批接收电路,它是一个红外遥控调光电路,当它的6脚输入触发信号后,它的8脚就会连续输出控制双向晶闸管导通的控制脉冲,使双向晶闸管的导通角在41°
在调光过程中,当需是电灯由暗变亮时,可按住摇控器的发射按键不断发送控制信号。
这时可以看到电灯在逐渐变亮,当达到所需亮时立即松开发射按键,这时电灯的亮度便停留在这个位置上。
2.早期介入原则;
(1)内涵资产定价法
六.元件清单
元件名称
型号
数量(个)
电阻
200C
10K
1.5K
30K
470Ω
1.5M
510K
20K
220K
4.7Ω
极性电容
100uF
0.1uF
1uF
无极性电容
0.01uF
3.3uF
300pF
2000pF
集成电路
7805
CX20106
LS7232
二极管
IN4007
光敏二极管
PH302
三极管
9014(3DG6)
3CG21
双向可控硅
VTH
灯泡
HL
开关
S
变压器
T
七.个人小结
在没有做课程设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结,但是通过这次做课程设计发现自己的看法有点太片面。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的一种提高。
通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低。
通过这次课程设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质。
在这次课程设计中也使我们的同学关系更进一步了,同学之间互相帮助,有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法对我们更好的理解知识,所以在这里非常感谢帮助我的同学和老师,总之,不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多,真是万事开头难,不知道如何入手。
最后终于做完了有种如释重负的感觉。
此外,还得出一个结论:
知识必须通过应用才能实现其价值!
有些东西以为学会了,但真正到用的时候才发现是两回事,所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
综上所述,课程设计有助于实现理论与实践相结合,教育与科研、生产相结合以及教育与国民经济相结合的目标,继而体现了毕业设计的教学、教育和社会功能。
课程设计在培养大学生强化社会意识、进行科学研究基本训练、提高综合实践能力与素质等方面,具有不可替代的作用,是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。
八、参考文献
1、蔡国瑞《电子实训指导》南昌理工学院
2、张大彪《电子技能与实践》电子电工出版社
3、王俊峰《一天一个好电路》机械工业出版社
4、谢文和《传感技术及其应用》高等教育出版社
5,张国雄《测控电路》机械工业出版社
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