詳解遙控電路設計分析—電路圖天天讀（270） - 全文

遙控器是一種用來遠控機械的裝置。現代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來產生不同訊息的按鈕所組成。電子愛好者制 作遙控電路，可以選用專用集成電路板來制作，但掌握一些常用遙控電路的原理，對提高自身技術很有幫助。 單通道、單用戶遙控電路是遙控電路中最簡單的一種， 電路通常用于光、聲控制。

　　一、光控電路

　　圖1是采用555時基電路構成光控電路。由于它無需專用的發射器，故屬于遙測電路。光電二極管 VD1 作光檢測和轉換用，視需要采用不同性能的光電二極管，可將紅外光或可見光轉換為電信號。IC1時采用 NE555組成施密特觸發器，對接收到的光信號進行整 形和功率放大以驅動后續電路，驅動電流達200mA，可直接驅動繼電器或微型電機。本電路為正邏輯控制，即 ICl 有光照時輸出高電平， 無光照時輸出低電 平。如需要負邏輯控制，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，防止誤動作。電源電壓范圍5V 一12V，調試時根據需要調 R1，使電路有適當的靈敏度。本電路可用于紅外探測、防盜報警或危險禁入報警;如果本電路光檢測頭探測的是生產過程，輸出接入電子計數器，還可用于產生線上產品數量檢測、印刷機走紙數量檢測。

　　二、聲控電路

　　圖2是以雙運放 LM158為核心構成的聲控電路，實質上也是遙測電路。IC1-1，構成20倍電壓放大器，將微型駐極體話筒拾取的聲控信號放大到一定幅值， 經 VD1整流、C3、R5濾波后送入 IC1-2構成的電壓比較器。電壓比較器的基準電壓取自R6、R7的 分壓點，約0.8V.無聲控信號時，IC1⑤腳電壓為0V，小于⑥腳的基準電壓，輸出 OUT=0;有聲控信號時，⑤腳電壓大于⑥腳基準電 壓，OUT=9V.調試時，調節 R3可改變 IC1-1的電壓增益，使接收靈敏度適宜：也可調節 R7，改變電壓器的比較電平（基準電壓），以兼顧靈敏度和抗干擾的要求（R7增加，抗干擾能力加強，但靈敏度低）。電源電壓范圍5~15V，IC1也可選用其它型號運放。一般來說運放能驅動十幾毫安的負載。聲控信號可以是擊掌聲、 口哨聲、敲擊聲等。本電路可用于聲控開關。

　　三、超聲波遙控發射/接收電路

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

　　調 W1使振蕩頻率為40kHz，于是555的③腳輸出40kHz 方波，通過 T1驅動超聲發射頭 T40.超聲波接收頭為 R40，必須與 T40成對使用。 接收電路類型和工作原理與圖2相同，不同點在于本圖中的 ICl-1構成40kHz 雙 T 網絡選頻放大;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，可通過調整 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警或危險禁入報警。

　　四、紅外遙控發射/接收電路

　　紅外遙控發射、接收電路如圖4所示，發射電路與圖3基本相同，也是由555構成的多諧振蕩器，只不過振蕩方波驅動的是紅外發射管 D1 振蕩頻率35kHz~40kHz，由RP調定。 接收電路采用專用集成電路CX20106，接收中心頻率f0=30kHz~60kHz，但必須與發射端頻率 一致，由 R4調定，當 R4取220kΩ時，f0約為38kHz.紅外接收管 PH302接收到的信號由①進入 IC2，經放大解調后由⑦腳輸出。調試時，首先調節接收電路 R4，使接收頻率與發射頻率一致;然后調節 R3，使電路有合適的靈敏度。本電路的遙控距離為8m~10m，可用于防盜報警;如果接收輸出端接 入電子計數器，可用于生產線上產品數量檢測;如果接收輸出端驅動三極管，再由三極管驅動繼電器， 繼電器帶動電磁閥， 電磁閥用來控制水龍頭， 就構成了自來水自動控制器。發射頭裝于自來水龍頭附近，發射頭可以是人體感應式，亦可是光電式，只要手靠近水龍頭，就能打開自來水閥門。當然，還可制成自動洗手烘干器。

　　紅外遙控電路設計

　　系統硬件的實現方案

　　1 系統原理圖

　　通用紅外遙控系統由調制、發射和接收三大部分組成，本系統以Atmega8單片機作為紅外發射編碼和接收解碼芯片，另外再以HS5104作為發射編碼芯片，5個鍵盤輸入模塊中的三個用于給3路電燈分別進行亮滅操作，一個鍵盤輸入模塊用于操作所有燈的亮滅，最后剩下的一個鍵盤輸入模塊用于實現電燈在設定的時間內關閉的功能。紅外遙控系統如圖1所示：

　　圖1 紅外遙控系統

　　（1）發射系統

　　發射系統一般用電池供電，這就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都設計成可以處于休眠狀態，當有按鍵按下時才工作，這樣可以降低功耗。紅外線通過紅外發光二極管（LED）發射出去，紅外發光二極管內部材料和普通發光二極管不同，在其兩端施加一定電壓時，它發出的是紅外線而不是可見光。

　　圖2a 簡單驅動電路

　　圖2a電路有一點缺陷，當電池電壓下降時，流過LED的電流會降低，發射波形強度降低，遙控距離就會變小。圖2b所示的射極輸出電路可以解決這個問題，兩個二極管把三級管基極電壓鉗位在1.2V左右，因此三級管發射極電壓固定在0.6V左右，發射極電流 IE基本不變，根據IE≈IC，所以流過LED的電流也基本不變，這樣保證了當電池電壓降低時還可以保證一定的遙控距離。

　　（2）接收系統

　　紅外信號接收系統的典型電路如圖3a所示：

　　圖3a 紅外線接收頭內部電路

　　該電路包括紅外監測二極管，放大器，限副器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監測二極管監測到紅外信號，然后把信號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，而不論紅外發射器和接收器的距離遠近。交流信號進入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過30khz到60khz的負載波，通過解調電路和積分電路進入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發射端的信號波形。注意輸出的高低電平和發射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。

　　圖2b 射擊輸出驅動電路

　　如圖2a和圖2b是LED的驅動電路，圖2a是最簡單電路， 選用元件時要注意三極管的開關速度要快，還要考慮到LED的正向電流和反向漏電流，一般流過LED的最大正向電流為100mA，電流越大，其發射的波形強度越大。

　　編輯點評：本文介紹了一種簡單的遙控電路設計和紅外遙控電路，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、成本低等特點。