毕业论文：红外遥控开关设计报告.doc

PAGE \* MERGEFORMAT1 红外遥控开关设计报告 设计要求 （1）设计具有红外遥控功能的开关，可以进行家用电器如（电灯、电风扇等）的开关控制。 （2）进行电路原理图设计（用PROTEL等电路设计软件） （3）用multisim进行仿真 （4）进行PCB（印制电路板）设计（用PROTEL等电路设计软件） 设计的作用、目的 随着科学技术的飞速发展，人们的物质、文化生活水平日益提高，各种各样的家用电器走进了千家万户，其中，遥控器的发明，使人们的生活大大方便了。遥控器有很多优点，相对于电源开关： 电源开关广泛应用于汽车、通讯、电脑、家用电器、玩具工厂、仓库、家庭居室以及办公室等场所。传统的机械式电源开关存在接触电阻大、易磨损、可靠性低以及寿命短等缺点，而红外遥控开关可以解决这一问题。红外遥控开关是无触点电子开关，不产生电火花，安全、方便、在可燃气体等场所使用尤为安全；用电视机的遥控器就可以实现开关操作，安装和代换都很方便，可以用它代换家居中非常普及的墙壁开关，在小家电领域具有广泛的实用价值；将它用于石油存储、液化气、天然气等化工设备中，大大提高了设备的工作安全性与可靠性。 本设计的目的，就是建立在红外遥控器的诸多优点上。 设计的具体实现 系统概述 我们想要解决的问题是，用手中的红外线发射器去发射红外信号，将此红外信号经过某一点路，以控制开关的通断，从而实现对电路的控制。 从整体的逻辑思维来看，我们需要四个部分的电路，首先要有接受红外信号的装置，然后经过处理电路的某种处理，接下来，指令到达执行电路，执行我们设定的结果。 除上面的分析的四部分外，电路还需要能源装置，就是供电的部分。 电路大体结构如下： 因此，找我们上面的分析电路必须有一个红外线接收装置，用以接受红外信号。 接收到红的外信号，必须经过处理，才能对开关进行控制，因此，我决定将接收到的红外信号按照大多数资料上所提供的参考电路，用一个集成块处理。在查阅了大量的参考资料后，利用集成块的特性，决定将收到的信号转化成电位高低的信号，用此电位高低信号作为信息，控制电路的通断。而如果要这样，可以和晶闸管也就是硅可控元件SCR联系在一起，这样就很方便的能够控制电路的通断了。 其中，红外接收头所接受的是红外线信号，然后此种装置又将红外信号转化成电信号，此时的电信号可能不能直接被输入进入集成块的信号输入端，而可能需要经过某种电路的处理，因为集成块在此电路中是处理脉冲用的，所以，就需要用到脉宽选通电路。信号经此部分处理后，变为合适的脉冲，输入到集成块，从而控制电路。 大体思路有了以后，接下来要考虑的，就是此电路的供电问题。 供电的思路，照现实情况来看，无外乎两种思路：一是直流供电，采用直流电压源供电，方便，快捷；二是用交流电，即220V，50Hz的市电。 由于此种开关是控制某种实用原器件通断的电路，它所控制的实用元器件如电灯、风扇等，全部都会用到交流电。也就是说，如果不管电路用那个方式供电，220V，50Hz的交流市电总是会用到的。既然如此，那如果再用直流稳压的电源，岂不是要多用一些设备；并且，直流电源使用价格较昂贵，较交流电麻烦，需更换电池等，所以，我采用交流电供电的方式。 既然采用交流电，负载如果为灯泡，则没有必要做什么改动；但如果是风扇的话则需要将交流电变为直流电的装置，需要整流、滤波、稳压电路 现代居室、办公室等的照明线路大都采用走暗线（隐藏在墙内）的方式，如果采用4线制的电子开关去控制这些照明灯，还要另接电源而改造线路，且工程耗时费力，又影响美观。在查阅大量资料后，笔者设计了一款单线红外遥控开关。它只有单根进线、单根出线，可以直接代换家居中非常普及的墙壁开关，安装和代换都很方便；还可以方便地实现遥控；亦可用于工业上产中。值得一提的是：该电路成功地解决了单线电子开关的自身供电难题。 该电路的优点是： 1.电路采用电流互感器原理来升压，采用二极管限幅、稳压，巧妙地解决了开关自身供电的难题； 2.适用范围广，随便用彩电或影碟机遥控器就能遥控； 3.还具有自身压降小、功耗小等优点。 单元电路设计、仿真与分析 单元电路设计 设计具体电路时，我按照前一部分设想好的顺序设计，既是先设计工作部分，最后解决供能部分。 首先，我需要一个红外线接收头，用以接受红外信号。 由于红外接收头在实际中较为罕见，内部构造又较为复杂，而且电路又要在multisim中进行模拟仿真，软件中有没有相应仿真原件，在查阅大量资料后，我发现几乎所有资料都没有将红外接收头的具体构造画在具体电路中，在电路中或在仿真中，都以一个光电二极管代替，所以我就在电路中直接画出红外接收头。 选用较常用的RI红外接收头，下面略微介绍一下。 RI红外接收头外形如图所示： RI为一体化红外线接收头：1脚信号输出、2脚接地、3脚接电源