《專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)與考證》單元五 紅外信息技術(shù)應(yīng)用電路制作

《專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)與考證》單元四

紅外信息技術(shù)應(yīng)用電路制作單元內(nèi)容工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作

1工作任務(wù)2LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)電路制作

2工作任務(wù)3紅外遙控編碼開關(guān)電路制作3紅外線俗稱紅外光，是波長介于微波與可見光之間的電磁波，其波長在760nm至1mm之間，是波長比紅光長的非可見光。覆蓋室溫下物體所發(fā)出的熱輻射的波段。透過云霧能力比可見光強(qiáng)。在通訊、探測、醫(yī)療、軍事等方面有廣泛的用途。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境的、不干擾其他電器設(shè)備。價格低廉，編碼簡單，近距離的遙控使用紅外遙控非常有優(yōu)勢。由于紅外一體化接收頭的出現(xiàn)，大大降低了紅外遙控的成本和技術(shù)難度，因此在家電領(lǐng)域，在玩具、安防等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。紅外線開關(guān)具有靈敏度高、抗干擾性能好等特點(diǎn)，其遙控距離為8m以上，可用于控制照明燈、電風(fēng)扇等家用電器。紅外萬能接收板提供了一種利用常規(guī)紅外遙控器去控制一臺或多臺家電的辦法。在遙控器發(fā)出紅外信號后，一體化接收頭接收、內(nèi)部分析處理成遙控編碼信號，送給執(zhí)行電路去控制電器電源的通斷。紅外感應(yīng)開關(guān)是利用“反射式”發(fā)射和接收方式原理，反射來的信號被接收放大后，施密特觸發(fā)器的選頻、整形，經(jīng)延時去開關(guān)控制電路，達(dá)到控制繼電器動作的目的。紅外萬能接收板實(shí)物圖紅外感應(yīng)開關(guān)實(shí)物圖紅外遙控編碼開關(guān)是利用一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的芯片，實(shí)現(xiàn)對多路單相電源電路的通斷進(jìn)行智能型控制的功能。（a）發(fā)射電路（b）接收電路單元五

紅外信息技術(shù)應(yīng)用電路制作單元目標(biāo)能熟悉紅外發(fā)射編碼和接收解碼模塊功能；會理解紅外感應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)知識；會利用紅外探測模塊加上必要的芯片及元器件，設(shè)計簡易、實(shí)用、廉價的主動式或被動式紅外感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品；會畫出紅外線接收及處理電路的設(shè)計方案與總體結(jié)構(gòu)，；會分析紅外線接收及處理技術(shù)；會分析紅外發(fā)射和接收管特性及應(yīng)用電路；會正確使用萬用表檢測紅外發(fā)射和接收管，識別一體化紅外接收頭管腳。任務(wù)描述工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作紅外線遙控就是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。一體化紅外音響接收頭VS1738廣泛應(yīng)該于紅外線遙控接收玩具，隨身攜帶的視聽產(chǎn)品、迷你音響、數(shù)字機(jī)頂盒。紅外萬能接收板配置遙控簡單方便，可適用于90%以上的紅外遙控器，只要頻率符合，拿來就能使用。可配合小功率穩(wěn)壓電源，用遙控方式來開關(guān)控制LED燈。工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作任務(wù)目標(biāo)能用萬用表判別VS1738紅外一體化接收頭各腳功能。能用常用儀器（如示波器）檢測和讀取紅外遙控器信號。掌握數(shù)字電路設(shè)計的基本方法。紅外線接收頭的命名方法任務(wù)分析工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作紅外一體化接收頭采用小型化設(shè)計、內(nèi)屏蔽模塊封裝。配合遙控器完成遙控解碼及紅外遙控實(shí)驗。在紅外遙控系統(tǒng)中作為接收元件，廣泛應(yīng)用于視聽器材，如DVD、DVB、TV等，以及家庭器材（如電風(fēng)扇、電燈等）、紅外線搖控（如玩具）等。紅外萬能遙控板就從CD4017外形著手。4017盡管其有16只管腳，但在紅外遙控電路中，實(shí)際接線的只需兩個管腳，即②腳和14腳，15腳和④腳用導(dǎo)線短接，16腳接電源，13腳和⑧腳接地，其他管腳都沒有實(shí)質(zhì)用途，這樣就大大地簡明了未知元件的應(yīng)用程度。任務(wù)分析工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作當(dāng)紅外接收頭接收到紅外遙控信號時輸出負(fù)脈沖，由于此負(fù)脈沖不能被CD4017直接利用，需要經(jīng)過一個脈寬選通電路處理后才能輸入進(jìn)CD4017的14腳。CD4017任務(wù)分析工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作在設(shè)計脈寬選通電路之前，需使用一個10μF的電解電容和一個10kΩ大小的電阻并聯(lián)組合電路，篩選的特定屬性的脈沖。還需要一個普通的放大電路，用來放大紅外接收頭處理出來的負(fù)脈沖串。集成塊4017接成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。②腳是輸出端，和控制電路接在一起。任務(wù)實(shí)施工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作一、紅外萬能接收板原理分析該紅外線遙控開關(guān)由電源部分、紅外接收部分、解碼與控制部分、執(zhí)行電路組成。HRX2紅外萬能接收板電路原理圖如圖5-6所示。任務(wù)實(shí)施工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作原理：一體化接收頭輸出的電平型（低電平）連續(xù)編碼信號通過三極管VT1倒相，以及C2、R5構(gòu)成脈寬選通電路處理后，輸入到U2（CD4017）的脈沖輸入端14腳。U2接成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，每輸入一個脈沖，輸出端②腳的狀態(tài)（電位高低）就翻轉(zhuǎn)一次，從而實(shí)現(xiàn)開、關(guān)的控制。紅外接收采用VS1738一體化紅外接收頭。二、紅外萬能接收板的安裝與調(diào)試用萬用表檢測一體化紅外接收頭各腳間電阻。判斷各腳功能。用萬用表檢測元器件，判斷其好壞與極性。工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作按下圖所示的紅外萬能接收板PCB圖裝接電路。調(diào)整和測試：第一次通電繼電器吸合（斷開），第二次通電繼電器斷開（吸合），如此循環(huán)。使用任何一種紅外遙控器即可對本電路進(jìn)行遙控。下圖為利用紅外萬能接收板制作的臺燈實(shí)物。圖中增添了由TOP222P小開關(guān)電源模塊構(gòu)建的開關(guān)電源板（見“單元三任務(wù)二”）和3W的球泡燈(已去掉了AC/DC電源板)。為保證紅外萬能接收板和球泡燈的直流電源+5V的需要，可將該開關(guān)電源板的DZ1改取穩(wěn)壓值3V、1/2W功率的穩(wěn)壓管（如1N4727）或1N5226（穩(wěn)壓值為3.3V）即可。任務(wù)評價工作任務(wù)1紅外萬能接收板制作就紅外萬能接收板電路，參照單元二相關(guān)“分級評議步驟及內(nèi)容”，填寫任務(wù)評價表。相關(guān)知識一、用萬用表判別紅外接收一體頭引腳方法一體化紅外音響接收頭VS1738實(shí)物外形如右圖所示。其工作電壓：2.7～5.5V；接收距離：15～18m。紅外接收頭一般有三只引線腳，分別為接地（GND）、電源（VCC，+5V）和脈沖信號輸出（Out）。不同型號的紅外接收頭，其引腳排列也不相同。相關(guān)知識可用電阻法判別紅外接收頭的引腳：用指針式萬用表（數(shù)字表不適用）電阻擋R×1k（或R×100），先測量確定接地腳，一般接地腳與屏蔽外殼是相通的，余下的兩只腳假設(shè)為a和b，然后用黑表筆搭接地腳，用紅表筆去測ａ或ｂ腳的阻值，讀數(shù)分別約為6kΩ和8kΩ（有的接收頭相差在1kΩ左右）；調(diào)換表筆，紅表筆接地，黑表筆測a和b腳，讀數(shù)分別約為20kΩ和40kΩ。兩次測量阻值相對應(yīng)都小的ａ腳即為電源腳，阻值大的b腳即為信號輸出腳。不過用不同的萬用表和測不同型號的接收頭，所測得的電阻都各不相同。但總的結(jié)論是：電源腳對地的電阻值不管正反向都要比信號腳對地的電阻值小。相關(guān)知識二、CD4017及時序邏輯電路1、CD4017為十進(jìn)制計數(shù)器/脈沖分配器，是由十進(jìn)制計數(shù)器電路和時序譯碼電路兩部分組成。它的引腳如圖5-11所示。CD4017有10個譯碼輸出端Q0～Q9，它仍隨時鐘脈沖的輸入而依次出現(xiàn)高電平。此外，為了級聯(lián)方便，還設(shè)有進(jìn)位輸出端QC，每輸入10個時鐘脈沖，就可得到一個進(jìn)位輸出脈沖，所以QC可作為下一級計數(shù)器的時鐘信號。由此可見，當(dāng)CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。相關(guān)知識CD4017有3個輸入端：復(fù)位清零端R（15腳，又稱清除端），當(dāng)在R端加高電平或正脈沖時，計數(shù)器清零，在所有輸出中，只有對應(yīng)“0”狀態(tài)的Q0輸出高電平，其余輸出均為低電平。時鐘輸入端CP（14腳）和CE（13腳，又稱時序允許端），其中CP端用于上升沿計數(shù)，CE端用于下降沿計數(shù)，CP和CE還有互鎖的關(guān)系，即利用CP計數(shù)時，CE端要接低電平；利用CE計數(shù)時，CP端要接高電平。相關(guān)知識2、時序邏輯電路時序電路在任何時刻的穩(wěn)定輸出，不僅與該時刻的輸入信號有關(guān)，而且還與電路原來的狀態(tài)有關(guān)。特點(diǎn)：時序邏輯電路由組合邏輯電路和存儲電路組成；時序電路存在內(nèi)部反饋，其輸出狀態(tài)由輸入信號和存儲電路原有狀態(tài)(現(xiàn)態(tài)）共同決定。相關(guān)知識時序邏輯電路按邏輯功能劃分有：計數(shù)器、寄存器、移位寄存器、讀/寫存儲器、順序脈沖發(fā)生器等。時序電路根據(jù)時鐘（儲存電路中觸發(fā)器的動作特點(diǎn)）分類有：同步時序電路中，各個觸發(fā)器的時鐘脈沖相同，即電路中有一個統(tǒng)一的時鐘脈沖，每來一個時鐘脈沖，電路的狀態(tài)只改變一次。異步時序電路中，各個觸發(fā)器的時鐘脈沖不同，即電路中沒有統(tǒng)一的時鐘脈沖來控制電路狀態(tài)的變化，電路狀態(tài)改變時，電路中要更新狀態(tài)的觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)有先有后，是異步進(jìn)行的。時序電路根據(jù)輸出信號的特點(diǎn)分類有：米利型時序電路的輸出不僅與現(xiàn)態(tài)有關(guān)，而且還決定于電路當(dāng)前的輸入。穆爾型時序電路的輸出僅決定于電路的現(xiàn)態(tài)，與電路當(dāng)前的輸入無關(guān)；或者根本就不存在獨(dú)立設(shè)置的輸出，而以電路的狀態(tài)直接作為輸出。相關(guān)知識時序電路的分析步驟：電路圖→時鐘方程、輸出方程、驅(qū)動方程→狀態(tài)方程→計算狀態(tài)表（狀態(tài)圖、時序圖）→判斷電路邏輯功能→分析電路能否自啟動。同步時序電路的一般分析方法相關(guān)知識時序電路的分析步驟：電路圖→時鐘方程、輸出方程、驅(qū)動方程→狀態(tài)方程→計算狀態(tài)表（狀態(tài)圖、時序圖）→判斷電路邏輯功能→分析電路能否自啟動。異步時序電路的一般分析方法任務(wù)描述工作任務(wù)2LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)電路的制作LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)是通過檢測發(fā)射的紅外線信號是否被反射來判斷前方是否有物體，從而控制繼電器的開關(guān)動作。感應(yīng)距離參考值為12cm（注：實(shí)際距離與反射物材質(zhì)有關(guān)）。任務(wù)目標(biāo)會分析紅外信號發(fā)射與接收處理電路。能理解施密特觸發(fā)器的作用。工作任務(wù)2LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)電路的制作任務(wù)分析在一些高檔的公共場所，自動干手機(jī)、自動取票機(jī)等相應(yīng)很多人都接觸過，只要人手在機(jī)器前面一晃，機(jī)器便被啟動，延時一段時間后自動關(guān)閉，非常方便。紅外感應(yīng)開關(guān)可用在感應(yīng)水龍頭、自動干手器等設(shè)備上。紅外線發(fā)射與接收的方式有兩種，其一是直射式，其二是反射式?！爸鄙涫健敝赴l(fā)光管和接收管相對安放在發(fā)射與受控物的兩端，中間相距一定距離；“反射式”指發(fā)光管與接收管并列一起，平時接收管始終無光照，只在發(fā)光管發(fā)出的紅外光線遇到反射物時，接收管收到反射回來的紅外光線才工作。LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)是利用“反射式”發(fā)射與接收方式來工作的。工作任務(wù)2LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)電路的制作任務(wù)分析紅外反射式感應(yīng)開關(guān)框圖任務(wù)實(shí)施工作任務(wù)2LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)電路的制作一、LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)電路原理整個系統(tǒng)由電源電路、紅外感應(yīng)電路、延時電路及開關(guān)控制電路四大部分構(gòu)成。1、電源電路。J2輸入12V電源，D5可防止電源極性接反，R7為限流電阻，C2、C4濾波。2、紅外感應(yīng)電路。由U1C、R10、R11、D6、C5構(gòu)成振蕩器，從U1的⑩腳輸出脈沖信號，經(jīng)Q4放大后驅(qū)動紅外管D2向空間發(fā)射紅外信號。此信號如果沒有被障礙物擋住，紅外接收管D1無法接收到信號，故后續(xù)電路不工作：當(dāng)D2前面有障礙物時（如人手在D2前面晃動），發(fā)射的紅外信號被障礙物反射回來，就會被D1接收到，接收的信號經(jīng)Q1、Q2放大，最后在R3端輸出放大的紅外信號，再由U1A進(jìn)行選頻、U1D進(jìn)行整形最后在U1的11腳輸出。LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)電路原理圖3、延時電路。R5、RP1、C3組成延時電路，調(diào)節(jié)RP1可以調(diào)節(jié)每次動作后的延時時間，本電路設(shè)計延時時間在0~40s范圍內(nèi)可調(diào)（由于元件參數(shù)有一定的誤差，故實(shí)際延時時間會略有差別）。4、開關(guān)控制電路。Q3、Q5、JK1構(gòu)成開關(guān)控制電路。若D1接收到信號后，最后會在U1的④腳輸出經(jīng)延時后的低電平控制信號，使Q3、Q5導(dǎo)通，JK1吸合。LED2為繼電器工作狀態(tài)指示燈。二、電路組裝的方法和注意事項用萬用表檢測紅外感應(yīng)開關(guān)電路常用元器件。1、二極管、三極管、集成電路安裝時注意極性。在對極性標(biāo)注不明確的情況下，可用萬用表電阻擋進(jìn)行測量，然后根據(jù)原理圖確定安裝方向。2、安裝紅外發(fā)射與接收管時注意不要裝反，透明色的為發(fā)射管，黑色的為接收管。3、第一次通電時，繼電器會有一個吸合動作，這是正常的電路檢測動作。1只發(fā)光二極管和紅外對管安裝前先折彎，發(fā)光部分要伸出線路板，使其發(fā)光面朝向線路板的焊接面方向，焊接時引腳要留有足夠的長度，先焊上一個腳，然后裝入盒子中，紅外對管安裝時一定要整個發(fā)光面全部伸出外殼，否則外殼會將信號短路，造成開關(guān)無法斷開，發(fā)光管則與外殼面平，高度確定后，便可將這3只元件全部焊上錫進(jìn)行固定。紅外感應(yīng)開關(guān)電路PCB圖三、電路調(diào)試方法1.全部電路裝好后，串入電流表，接上直流12V電源，電流小于100mA，電路中無故障，應(yīng)該仔細(xì)檢查，集成電路有沒有裝反，焊接時是否有搭錫短路等情況。檢測到電流遠(yuǎn)小于100mA，電路基本無此類故障現(xiàn)象。2.用鑷子短接Q5的C、E極，正常時可聽見繼電器吸合的聲音，同時看到指示燈亮，若短接電路時電流較大，且沒有聽到繼電器吸合聲，應(yīng)查看Q5是否裝反。短接時有明顯的吸合聲伴隨二極管的熄滅，工作正常。3.在對紅外線電路調(diào)試時，最好配一臺雙蹤示波器，以便更好地學(xué)習(xí)同相濾波抗干擾電路的原理。（1）通電后測量U1第④腳的波形，并填表5-3。正常情況下，應(yīng)看到方波信號。若不正常，應(yīng)查看相關(guān)元件是否裝錯，是否有虛焊等。（2）測量U1第②腳波形，并填表5-4。正常情況下，應(yīng)看到幅值約為12V（電源電壓）的方波信號。若不正常，應(yīng)查看Q3是否裝反。（3）測量U1第①腳波形。在紅外對管前面無物體時，此腳電壓基本為0V，用手（或物體）擋住時，可以看到接收并被放大的信號波形，且物體離紅外管越接近，幅值越大。若看不到以上所述的電壓波形，應(yīng)仔細(xì)檢查Q1、Q2是否裝反，紅外線接收器D1是否有搭錫現(xiàn)象。只要元件安裝無誤，都能看到正常波形。將U1第①腳和第②腳電壓波形顯示，用手（或物體）靠近紅外管，注意查看兩處波形。當(dāng)手（或物體）離紅外管較遠(yuǎn)時，①腳電壓幅度小，同時為三角波，而足夠近（10cm以內(nèi)）時，幅值為電源電壓值，同時為梯形波，且與②腳電壓波形具有相同相位。實(shí)際試驗時由于①、②兩腳距離過于小，難以同時顯示，故分別顯示，如圖5-17（a）為第①腳，（b）圖為第②腳。當(dāng)U1的①腳和②腳都為高電平時，其③腳就會輸出低電平信號，只有與發(fā)射端相位相同，且頻率相同的信號，才能被有效放大，這也是同相濾波抗干擾電路設(shè)計的原理所在。（a）U1第①腳（b）U1第②腳圖5-17測量參考波形裝箱后調(diào)試現(xiàn)象：接上電源后，兩個紅色發(fā)光二極管發(fā)亮，大約1分鐘后，其中一盞滅，用手在發(fā)光二極管和紅外管上晃一下，已經(jīng)滅掉的那盞立刻點(diǎn)亮。任務(wù)拓展防盜報警電路安裝。本電路采用的是紅外線對射式觸發(fā)，利用門框?qū)t外線發(fā)射管發(fā)出的光進(jìn)行反射，接收管接收發(fā)射的信號決定報警音樂塊是否發(fā)出報警聲，一旦門框被撬開，立刻發(fā)出報警信號。電源可為3～5V。

防盜報警電路元件清單任務(wù)拓展在萬能板上安裝防盜報警電路。防盜報警電路原理圖任務(wù)評價工作任務(wù)2LIS-2紅外感應(yīng)開關(guān)電路制作就紅外感應(yīng)開關(guān)電路，參照單元二相關(guān)“分級評議步驟及內(nèi)容”，填寫任務(wù)評價表。相關(guān)知識一、紅外發(fā)射管的檢測方法與正確使用通常較長的引腳為正極，另一腳為負(fù)極。如果從引腳長度上無法辨識（比如已剪短引腳的），可以通過測量其正反向電阻確定之。測得正向電阻較小時，黑表筆所接的引腳即為正極。各類紅外發(fā)射管實(shí)物外形及封裝尺寸相關(guān)知識目檢時，紅外發(fā)光二極管大多采用無色透明樹脂封裝或黑色、淡藍(lán)色樹脂封裝三種形式，無色透明樹脂封裝的管子，可以透過樹脂材料觀察，若管芯下有一個淺盤，即是紅外發(fā)光二極管，光電二極管和光電三極管無此淺盤。若是深色樹脂封裝的，可借助于萬用表R×lk擋進(jìn)行區(qū)別。紅外發(fā)光二極管的反向電阻通常為數(shù)百千歐至無窮大，其正向電阻有15～40kΩ之間（視不同型號和新舊程度而異）；而光電二極管的正向電阻僅為10kΩ左右，光電三極管的正反向電阻均為無窮大（一律為遮光條件下所測值）。2、電測來判別紅外發(fā)射管與紅外接收管（1）用萬用表測量識別可用MF47型指針式萬用表的R×lk電阻擋，測量紅外對管的極間電阻，以判別紅外對管。判據(jù)一：在紅外對管的端部不受光線照射的條件下調(diào)換表筆測量，紅外發(fā)射管的正向電阻小，反向電阻大，且黑表筆接正極(長引腳)時，

電阻小的(1k～20k)是發(fā)射管。而正反向電阻都很大的是紅外接收管。各類紅外接收頭實(shí)物外形判據(jù)二：黑表筆接負(fù)極（短引腳）時電阻大（萬用表指針基本不動）的是發(fā)射管，電阻小并且萬用表指針隨著光線強(qiáng)弱變化時，指針擺動的是接收管。接收管性能好壞的檢測示意圖見圖5-20。將萬用表的擋位放在DC50μA或0.1mA位置上，讓紅表筆接紅外接收二極管的正極，黑表筆接負(fù)極，然后讓被測管的受光窗口對準(zhǔn)燈光或陽光，此時萬用表的指針應(yīng)向右擺動，而且向右擺動的幅度越大，表明被測管的性能越好。如果萬用表的指針根本就不擺動，說明管子性能不良，不能使用。圖5-20紅外管電測也可用通電試驗方法判別是發(fā)射管還是接收管。如圖5-21所示，用一只發(fā)光二極管和一只電阻與被測的對管串聯(lián)。圖中電阻起限流作用，阻值取220Ω～510Ω。LED發(fā)光二極管用來顯示被測紅外發(fā)射管的工作狀態(tài)。用遙控器(電視機(jī)遙控器等)對著被測管按下遙控器的任意鍵，LED亮?xí)r，被測管是紅外接收管。不亮則是紅外發(fā)射管。圖5-21檢測方法示意圖3、紅外管的正確選用通過測試紅外發(fā)射管工作電壓和工作電流，可以簡便地判定其工作狀況如何。測量管子端電壓時，靜態(tài)下（即沒有按鍵按下時）通常為零，而動態(tài)下（即按下某一按鍵時）將跳變?yōu)橐粋€較小的電壓值，因遙控系統(tǒng)的編碼方式、驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)以及工作電源電壓的不同，該電壓值通常在0.07～0.4V之間，而且表筆還應(yīng)微微顫抖。當(dāng)使用數(shù)字式萬用表測量時，其測量值將普遍高于指針式萬用表測得的數(shù)值，通常在0.1～0.8V之間。如果出現(xiàn)靜態(tài)時表針顫抖而動態(tài)時不抖、靜態(tài)下和動態(tài)下都顫抖、靜態(tài)下和動態(tài)下均不顫抖，以及動態(tài)電壓與靜態(tài)電壓無明顯差別等現(xiàn)象，可判定紅外發(fā)光二極管工作異常，倘若驅(qū)動放大電路正常，則多為紅外發(fā)射管損壞。紅外發(fā)射管應(yīng)保持清潔、完好狀態(tài)，尤其是其前端的球面形發(fā)射部分既不能存在臟垢之類的污染物，更不能受到摩擦損傷，否則，從管芯發(fā)出的紅外光將產(chǎn)生反射及散射現(xiàn)象，直接影響到紅外光的傳播，輕者可能降低遙控的靈敏度，縮減控制距離，重者可能產(chǎn)生失靈，甚至遙控失效。紅外發(fā)射管在工作過程中其各項參數(shù)均不得超過極限值，因此在代換選型時應(yīng)當(dāng)注意原裝管子的型號和參數(shù)，不可隨意更換。另外，也不可任意變更紅外發(fā)光二極管的限流電阻。由于紅外光波長的范圍相當(dāng)寬，故紅外發(fā)射管必須與紅外接收二極管配對使用，否則將影響遙控的靈敏度，甚至造成失控。因此在代換選型時，務(wù)必要關(guān)注其所輻射紅外光信號的波長參數(shù)。紅外發(fā)射管封裝材料的硬度較低，它的耐高溫性能更差，為避免損壞，焊點(diǎn)應(yīng)當(dāng)更遠(yuǎn)離引腳的根部，焊接溫度也不能太高，焊接時間更不宜過長，最好用金屬鑷子夾住引腳的根部，以幫助散熱。引腳彎折成型應(yīng)當(dāng)在焊接之前完成，焊接期間管體與引腳均不得受力。二、紅外感應(yīng)開關(guān)相關(guān)器件HEF4093由四個2輸入端施密特觸發(fā)器電路組成。每個電路均為在兩輸入端具有斯密特觸發(fā)功能的2輸入與非門。每個門在信號的上升和下降沿的不同點(diǎn)開、關(guān)。上升電壓(VP)和下降電壓(VN)之差定義為滯后電壓(△VT)。A～H八引腳為數(shù)據(jù)輸入端，J～M四引腳為數(shù)據(jù)輸出端。施密特觸發(fā)電路是一種波形整形電路，當(dāng)任何波形的信號進(jìn)入電路時，輸出在正、負(fù)飽和之間跳動，產(chǎn)生方波或脈波輸出。不同于比較器，施密特觸發(fā)電路有兩個臨界電壓且形成一個滯后區(qū)，可以防止在滯后范圍內(nèi)之噪聲干擾電路的正常工作。如遙控接收線路，傳感器輸入電路都會用到它整形。利用施密特觸發(fā)器進(jìn)行波形整形示意圖見圖5-23。圖5-23波形的整形任務(wù)描述工作任務(wù)3紅外遙控編碼開關(guān)電路制作本任務(wù)主要設(shè)計和制作一款紅外遙控編碼開關(guān)，以PT2262編碼器、2272譯碼器為主要組件，適用于一般干擾小、遙控裝置分散的短距離環(huán)境，具有線路簡單、成本低、靈活方便的特點(diǎn)。功能要求：一臺紅外遙控發(fā)射器和一臺紅外遙控接收器，實(shí)現(xiàn)對多路電源（如日光燈、投影儀等）開關(guān)的控制。其工作頻率：91～103kHz。遙控距離不大于5m，即紅外遙控發(fā)射器與紅外接收器之間的距離不大于5m。工作任務(wù)3紅外遙控編碼開關(guān)電路制作任務(wù)目標(biāo)學(xué)會使用PT2262編碼器和2272譯碼器等新器件進(jìn)行遙控編碼開關(guān)的設(shè)計。任務(wù)分析PT2262/2272是一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線遙控發(fā)射/接收芯片。其中發(fā)射芯片PT2262-IR將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡潔。工作任務(wù)3紅外遙控編碼開關(guān)電路制作圖5-24為紅外編碼開關(guān)設(shè)計框圖。編碼開關(guān)發(fā)射電路主要由編碼器、編碼設(shè)置開關(guān)組、紅外發(fā)射電路和按鍵構(gòu)成。按下不同按鍵，在接收端產(chǎn)生不同控制效果。編碼器至于設(shè)置什么樣的地址碼完全隨客戶喜歡。接收端電路主要由一體化接收頭、解碼器、解碼設(shè)置開關(guān)組和三路控制電路構(gòu)成。解碼集成電路、解碼設(shè)置開關(guān)組與紅外接收頭電路識別按下的不同按鍵，在解碼器的D0～D2端得到對應(yīng)的高電平，控制三路不同電路。任務(wù)分析圖5-24紅外編碼開關(guān)設(shè)計框圖任務(wù)實(shí)施工作任務(wù)3紅外遙控編碼開關(guān)電路制作一、紅外線遙控編碼開關(guān)電路原理分析1、紅外遙控發(fā)射電路種音頻，使揚(yáng)聲器發(fā)出“滴、嘟、滴、嘟……”的雙音聲響。紅外遙控發(fā)射電路原理圖主要由編碼芯片PT2262-IR、編碼設(shè)置開關(guān)組、紅外線發(fā)射器DH1及其驅(qū)動電路、按鍵S1～S4組成。按下不同按鍵，在接收端產(chǎn)生不同控制效果。控制編碼信號（數(shù)據(jù)）由PT2262的D0～D3管腳提供，調(diào)制后的信號經(jīng)復(fù)合管VT1、VT2放大后，由紅外發(fā)射管DH1發(fā)射出去。要發(fā)射信號時，按下觸摸線。按鍵期間，DH1會不斷發(fā)射紅外信號。

圖5-25紅外遙控編碼開關(guān)發(fā)射電路原理圖

2、紅外遙控接收電路紅外遙控接收電路原理圖主要由解碼芯片PT2272-M4、解碼設(shè)置開關(guān)組、3組驅(qū)動控制（含雙穩(wěn)繼電器）、紅外接收電路（紅外一體化接收頭）、6V電源電路等組成。紅外接收與檢測一體頭VS1838B內(nèi)置光濾波器，除了需要檢測的980nm波長的紅外線外，幾乎不允許其它光通過。圖5-26中的紅外接收組件VS1838B接收到中心頻率為38kHz的紅外信號后，從載波中解調(diào)出編碼信號，經(jīng)放大后從①腳輸出，接入PT2272解碼器輸入端14腳，如果兩機(jī)地址碼相同，則PT2272進(jìn)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解碼器數(shù)據(jù)輸出端第⑩～13腳具有記憶保持功能，當(dāng)有數(shù)據(jù)輸出時，此數(shù)據(jù)會保持直至電源關(guān)斷。PT2272第17腳“總線”輸出端，當(dāng)發(fā)、收兩機(jī)地址碼相同，正確譯碼時，輸出轉(zhuǎn)為高電平，LED6紅色發(fā)光二極管點(diǎn)亮。而當(dāng)發(fā)射機(jī)不發(fā)射信號時，則回落到低電平，沒有記憶功能。

圖5-26紅外遙控編碼開關(guān)接收電路原理圖

圖5-27紅外遙控編碼開關(guān)發(fā)射電路PCB圖

圖5-28紅外遙控編碼開關(guān)接收電路PCB圖

二、紅外編碼開關(guān)電路的安裝與調(diào)試1、元器件的萬用表檢測和電路組裝根據(jù)表5-5和表5-6，準(zhǔn)確清點(diǎn)和檢查紅外遙控編碼開關(guān)裝配材料數(shù)量，進(jìn)行元器件的識別與檢測，識別、篩選與測試。按圖5-27、5-28所示PCB（裝配圖）安裝電路。發(fā)射電路和接收電路需設(shè)置編碼（小遙控器和主板焊接完成，平臺需用跳線帽設(shè)置）。表5-5紅外遙控編碼開關(guān)發(fā)射電路元件清單

2、電路調(diào)試方法調(diào)試并實(shí)現(xiàn)四路紅外控制電路基本功能：a.發(fā)射及接收電路工作正常；b.鍵盤及繼電器狀態(tài)指示電路工作正常；c.繼電器控制驅(qū)動電路工作正常。

（1）當(dāng)按下發(fā)射板按鍵K3時，用示波器測試并記錄發(fā)射板芯片PT2262—IR的17腳的波形參數(shù)于表5-7中。

（2）用示波器測試接收板芯片PT2272—M4的16腳的波形，并記錄參數(shù)于表5-8中。發(fā)射板檢測與調(diào)試正常后，可將其與電池盒固定在一起，如圖5-3所示。任務(wù)評價工作任務(wù)3紅外遙控編碼開關(guān)電路制作就紅外遙控編碼開關(guān)電路，參照單元二相關(guān)“分級評議步驟及內(nèi)容”，填寫任務(wù)評價表。任務(wù)拓展紅外線多路遙控LED燈電路安裝包括發(fā)射電路和接收電路兩部分，由集成電路PT2262IR和PT2272L4、鍵盤矩陣電路、驅(qū)動器和紅外發(fā)光二極管等組成。紅外線多路遙控發(fā)射原理圖

在萬能板上安裝紅外線多路遙控LED燈電路

紅外線多路遙控接收原理圖

紅外線多路遙控LED燈電路元件清單

相關(guān)知識一、帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線遙控發(fā)射/接收芯片PT2262/22721.PT2262/2272是一種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0～A11)三態(tài)地址端管腳(懸空、接高電平、接低電平)，任意組合可提供531441地址碼。圖5-29PT2262管腳功能及內(nèi)部框圖PT2262最多可有6位(D0～D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。PT2262/2272特點(diǎn)：①CMOS工藝制造，低功耗；②外部元器件少；③RC振蕩電阻；④工作電壓范圍寬：2.6～15V。應(yīng)用范圍：①車輛防盜系統(tǒng)；②家庭防盜系統(tǒng)；③遙控玩具；④其他電器遙控。圖5-30PT2272外形與引腳圖

注意：接收芯片PT2272的數(shù)據(jù)輸出位的狀態(tài)系根據(jù)其后綴不同而不同，數(shù)據(jù)輸出具有“暫存”和“鎖存”兩種方式，方便用戶使用。后綴為“M”為“暫存型”，后綴為“L”為“鎖存型”，其數(shù)據(jù)輸出又分為0、2、4、6不同的輸出，例如：PT2272-M4則表示數(shù)據(jù)輸出為4位的暫存型無線遙控接收芯片。

解碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號有：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到編碼信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作。當(dāng)有按鍵按下時，PT2262得電工作，其17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng)17腳為高電平期間，315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17腳為低電平期間，315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制），相當(dāng)于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。在通常使用中，我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時編碼電路PT2262和解碼PT2272的第①～⑧腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：“懸空”、“接正電源”、“接地”，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復(fù)度為6561組，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時遙控模塊的PT2262和PT2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將PT2262和PT2272的①～⑧腳設(shè)置相同即可，例如將發(fā)射機(jī)的PT2262的①腳接地、⑤腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機(jī)的PT2272只要也將①腳接地、⑤腳接正電源，其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對接收。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時，接收機(jī)對應(yīng)的D1～D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號，同時VT端也輸出解碼有效高電平信號?？蓪⑦@些信號加一級放大，便可驅(qū)動繼電器、功率三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開關(guān)操縱。二、紅外遙控系統(tǒng)的組成1、通用紅外遙控系統(tǒng)通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射器和接收器兩部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器，由指令鍵、指令信號產(chǎn)生電路、調(diào)制電路、驅(qū)動電路及紅外線發(fā)射器組成。發(fā)射器當(dāng)指令鍵被按下時，指令信號產(chǎn)生電路便產(chǎn)生所需要的控制信號，控制指令信號經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制后，最終由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外線發(fā)射器，發(fā)出紅外線遙控指令信號。接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、