遙控器的簡介
遙控器是壹種無線發射裝置,通過現代的數字編碼技術,將按鍵信息進行編碼,通過紅外線二極管發射光波,光波經接收機的紅外線接收器將收到的紅外信號轉變成電信號,進處理器進行解碼,解調出相應的指令來達到控制機頂盒等設備完成所需的操作要求。 很多電器都采用紅外線遙控,那麽紅外線遙控的工作原理是什麽呢?首先我們來看看什麽是紅外線。
人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列,依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長範圍為0.62~0.76μm;紫光的波長範圍為0.38~0.46μm。比紫光波長還短的光叫紫外線,比紅光波長還長的光叫紅外線。
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。
常用的紅外線遙控系統壹般分發射和接收兩個部分。
發射部分的主要元件為紅外發光二極管。它實際上是壹只特殊的發光二極管,由於其內部材料不同於普通發光二極管,因而在其兩端施加壹定電壓時,它便發出的是紅外線而不是可見光。
大量使用的紅外發光二極管發出的紅外線波長為940nm左右,外形與普通發光二極管相同,只是顏色不同。
紅外發光二極管壹般有黑色、深藍、透明三種顏色。
判斷紅外發光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管壹樣:用萬用表電阻擋量壹下紅外發光二極管的正、反向電阻即可。
紅外發光二極管的發光效率要用專門的儀器才能精確測定,而業余條件下只能用拉距法來粗略判定。接收部分的紅外接收管是壹種光敏二極管。
在實際應用中要給紅外接收二極管加反向偏壓,它才能正常工作,亦即紅外接收二極管在電路中應用時是反向運用,這樣才能獲得較高的靈敏度。
紅外接收二極管壹般有圓形和方形兩種。
由於紅外發光二極管的發射功率壹般都較小(15mW左右),所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱,因此就要增加高增益放大電路。
前些年常用μPC1373H、CX20106A等紅外接收專用放大電路。最近幾年不論是業余制作還是正式產品,大多都采用成品紅外接收頭。
成品紅外接收頭的封裝大致有兩種:壹種采用鐵皮屏蔽;壹種是塑料封裝。均有三只引腳,即電源正(VDD)、電源負(GND)和數據輸出(VO或OUT)。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同,可參考廠家的使用說明。成品紅外接收頭的優點是不需要復雜的調試和外殼屏蔽,使用起來如同壹只三極管,非常方便。但在使用時註意成品紅外接收頭的載波頻率。
紅外遙控常用的載波頻率為38kHz,這是由發射端所使用的455kHz陶振來決定的。
在發射端要對晶振進行整數分頻,分頻系數壹般取12,所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有壹些遙控系統采用36kHz、40kHz、56kHz等,壹般由發射端晶振的振蕩頻率來決定。
紅外遙控的特點是不影響周邊環境、不幹擾其它電器設備。由於其無法穿透墻壁,故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產生相互幹擾;電路調試簡單,只要按給定電路連接無誤,壹般不需任何調試即可投入工作;編解碼容易,可進行多路遙控。
由於各生產廠家生產了大量紅外遙控專用集成電路,需要時按圖索驥即可。因此,紅外遙控在家用電器、室內近距離(小於10米)遙控中得到了廣泛的應用。
多路控制的紅外遙控系統 多路控制的紅外發射部分壹般有許多按鍵,代表不同的控制功能。當發射端按下某壹按鍵時,相應地在接收端有不同的輸出狀態。
接收端的輸出狀態大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數據五種形式。“脈沖”輸出是當按發射端按鍵時,接收端對應輸出端輸出壹個“有效脈沖”,寬度壹般在100ms左右。“電平”輸出是指發射端按下鍵時,接收端對應輸出端輸出“有效電平”,發射端松開鍵時,接收端“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平”,可能是高、也可能是低,取決於相應輸出腳的靜態狀況,如靜態時為低,則“高”為有效;如靜態時為高,則“低”為有效。大多數情況下“高”為有效。“自鎖”輸出是指發射端每按壹次某壹個鍵,接收端對應輸出端改變壹次狀態,即原來為高電平變為低電平,原來為低電平變為高電平。此種輸出適合用作電源開關、靜音控制等。有時亦稱這種輸出形式為“反相”。“互鎖”輸出是指多個輸出互相清除,在同壹時間內只有壹個輸出有效。電視機的選臺就屬此種情況,其它如調光、調速、音響的輸入選擇等。
“數據”輸出是指把壹些發射鍵編上號碼,利用接收端的幾個輸出形成壹個二進制數,來代表不同的按鍵輸入。
壹般情況下,接收端除了幾位數據輸出外,還應有壹位“數據有效”輸出端,以便後級適時地來取數據。這種輸出形式壹般用於與單片機或微機接口。除以上輸出形式外,還有“鎖存”和“暫存”兩種形式。所謂“鎖存”輸出是指對發射端每次發的信號,接收端對應輸出予以“儲存”,直至收到新的信號為止;“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似。
市場上已經有許多比如汽車.電動裝置等地方使用的遙控器,與紅外遙控器比較:工業遙控器制作簡單,遙控距離遠,由於采用ASK 調制方式發送,無方向性,穿透能力強!誤碼率低,安全可靠,受到廣大電子愛好者的喜愛!
1、遙控芯片介紹
PT2262/PT2272 是臺灣普城公司生產的壹種CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編解碼電路,PT2262/PT2272 最多可有12位(A0-A11)三態地址端管腳(懸空,接高電平,接低電平),任意組合可提供531441 地址碼,PT2262最多可有6位(D0-D5)數據端管腳,設定的地址碼和數據碼從17腳串行輸出,可用於無線遙控發射電路。
編碼芯片PT2262 發出的編碼信號由:地址碼、數據碼、同步碼組成壹個完整的碼字,解碼芯片PT2272接收到信號後,其地址碼經過兩次比較核對後,VT 腳才輸出高電平,與此同時相應的數據腳也輸出高電平,如果發送端壹直按住按鍵,編碼芯片也會連續發射。當發射機沒有按鍵按下時,PT2262不接通電源,其17腳為低電平,所以315MHz的高頻發射電路不工作,當有按鍵按下時,PT2262得電工作,其第17腳輸出經調制的串行數據信號,當17 腳為高電平期間315MHz 的高頻發射電路起振並發射等幅高頻信號,當17腳為低平期間315MHz的高頻發射電路停止振蕩,所以高頻發射電路完全收控於PT2262的17腳輸出的數字信號,從而對高頻電路完成幅度鍵控(ASK 調制)相當於調制度為100%的調幅。
PT2262/PT2272 特點
l CMOS 工藝制造,低功耗
l 外部元器件少
l RC 振蕩電阻
l 工作電壓範圍寬:2.6-15v
l 數據最多可達 6 位
l 地址碼最多可達 531441 種
PT2262/PT2272 應用範圍
l 車輛防盜系統
l 家庭防盜系統
l 遙 控 玩 具
l 其他電器遙控
PT2262 管腳說明:
PT2272 解碼芯片有不同的後綴,表示不同的功能,有 L4/M4/L6/M6 之分,其中L表示鎖存輸出,數據只要成功接收就能壹直保持對應的電平狀態,直到下次遙控數據發生變化時改變。M表示非鎖存輸出,數據腳輸出的電平是瞬時的而且和發射端是否發射相對應,可以用於類似點動的控制。後綴的6和4表示有幾路並行的控制通道,當采用4路並行數據時(PT2272-M4),對應的地址編碼應該是8位,如果采用6路的並行數據時(PT2272-M6),對應的地址編碼應該是6位。PT2262/2272 芯片的地址編碼設定和修改:
2、編碼介紹
在通常使用中,我們壹般采用8位地址碼和4位數據碼,這時編碼電路 PT2262和解碼PT2272的第1~8腳為地址設定腳,有三種狀態可供選擇:懸空、接正電源、接地三種狀態,3的8次方為6561,所以地址編碼不重復度為 6561組,只有發射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同,才能配對使用,遙控模塊的生產廠家為了便於生產管理,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,用戶如果想改變地址編碼,只要將PT2262 和 PT2272的 1~8腳設置相同即可,例如將發射機的 PT2262的第1 腳接地第5腳接正電源,其它引腳懸空,那麽接收機的PT2272只要也第1腳接地第5腳接正電源,其它引腳懸空就能實現配對接收。當兩者地址編碼完全壹致時,接收機對應的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。用戶可將這些信號加壹級放大,便可驅動繼電器、功率三極管等進行負載遙控開關操縱。
我們網站提供的遙控類產品上壹般都預留地址編碼區,采用焊錫搭焊的方式來選擇:懸空、接正電源、接地三種狀態,出廠是壹般都懸空,便於客戶自己修改地址碼。這裏我們以常用的超再生插針式接收板的跳線區為例: 網友可以看到,跳線區是由三排焊盤組成,中間的8個焊盤是PT2272解碼芯片的第1~8腳,最左邊有1字樣的是芯片的第壹腳,最上面的壹排焊盤上標有L字樣,表示和電源地連同。
如果用萬用表測量會發現和 PT2272的第9腳連同;最下面的壹排焊盤上標有H字樣,表示和正電源連同,如果用萬用表測量會發現和PT2272的第18腳連同.所謂的設置地址碼就是用焊錫將上下相鄰的焊盤用焊錫橋搭短路起來,例如將第壹腳和上面的焊盤 L 用焊錫短路後就相當於將PT2272芯片的第壹腳設置為接地,同理將第壹腳和下面的焊盤 H 用焊錫短路後就相當於將 PT2272 芯片的第壹腳設置為接正電源,如果什麽都不接就是表示懸空。
O O O O O O O O L
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1.1 1 1 1 1 1 1 H
設置地址碼的原則是:同壹個系統地址碼必須壹致;不同的系統可以依靠不同的地址碼加以區分。至於設置什麽樣的地址碼完全隨客戶喜歡。 在遙控發射電路中,有兩種電路,即編碼器和38kHz 載波信號發生器。在不需要多路控制的應用電路中,可以使用常規集成電路組成路數不多的紅外遙控發射和接收電路,該電路無需使用較復雜的專用編譯碼器,因此制作容易。 1.頻分制編碼的遙控發射器 在紅外發射端利用專用(彩電、VCD、DVD等)的紅外編碼通訊協議作編碼器,對壹般電子技術人員或業余愛好者來說,是難於實現的,但對路數不多的遙控發射電路,可以采用頻分制的方法制作編碼器,而對壹路的遙控電路,還可以不用編碼器,直接發射38kHz紅外信號,即可達到控制的目的。 圖1是壹種壹路的紅外遙控發射電路,在該電路中,使用了壹片IC1高速CMOS型4-2輸入的“與非”門74HC00集成電路,組成低頻振蕩器作編碼信號(f1),用IC2555電路作載波振蕩器,振蕩頻率為:f0(38kHz)f1對:f0進行調制,所以IC2的③腳的波形是斷續的載波,該載波經紅外發光二極管發送到空間。電路中的關鍵點A、B、B’波形如圖2所示,其中B’是未調制的波形。
在圖1中,選用了555電路作載波振蕩器,其目的是說明電路的調制工作原理,即利用大家熟悉的555產生38kHz方波信號,再利用555的復位端④腳作調制端,即當④腳為高電平時,555是常規的方波振蕩器;當④腳為低電平時,555的③腳處於低電平。④腳的調制信號是由IC1的與非門的低頻振蕩器而獲得。 在實際應用中,遙控發射器是3V電池供電,為此只需把555電路IC1剩余的兩個與非門組成的38kHz取而代之,如圖2所示。
註意:這裏未引用CMOS4-2輸入的“與非”門CD4011作圖1電路中的編碼器和載波發生 器,是因為CD4011作振蕩產生方波信號時,屬於模擬信號的應用。為了保證電路可靠起振,其工作電壓需4.5V以上,而74HC00的CMOS集成電路的最低工作電壓為2V,所以使用3V電源, 完全可以可靠的工作。 2.遙控接收解調電路 圖3為紅外接收解調控制電路,圖4中IC2是LM567。LM567是壹種鎖相環集成電路,采 用8腳雙列直插塑封裝,工作電壓為+4.75?+9V,工作頻率從直流到500kHz,靜態電流約8mA。⑧腳為輸出端,靜態時為高電平,是由內部的集電極開路的三極管構成,允許最大灌電流為100mA。鑒於LM567的內部電路較復雜,這裏僅介紹該電路的基本功能。
LM567的⑤、⑥腳外接的電阻(R3+RP)和電容C4,決定了內部壓控振蕩器的中心頻率:f01,f01=1/1.1RC,①、②腳接的電容C3、 C4到地,形成濾波網絡,其中②腳的電容C2,決定鎖相環路的捕捉帶寬,電容值越大,環路帶寬越窄。①腳接的電容C3為②腳的2倍以上為好。 弄清了LM567的基本組成後,再來分析圖4電路的工作過程。IC1是紅外接收頭,它接收圖 1發出的紅外線信號,接收的調制載波頻率仍為38kHz,接收信號經IC1解調後,在其輸出端OUT輸出頻率為f1(見圖2)的方波信號,只要將 LM567的中心頻率:f01調到(用RP)與發射端f1(見圖2)相同,即f01=f1,則當發射端發射時,LM567開始工作,⑧腳由高電平變為低電平,該低電平使三極管8550導通,在A點輸出開關信號驅動D觸發鎖存器,再由它驅動各種開關電 路工作。這樣,只要按壹下圖1電路的微動開關K,即發射紅外線,接收電路圖4即可輸出開關 信號開通控制電路,再按壹下開關K,控制開關信號關閉,這就完成了完整的控制功能。 3.頻分制多路控制器 利用圖1和圖4的電路,可以實現多路遙控器,即在發射端,將IC1組成的低頻振蕩器,其電路模式不變,只改變電阻R2,即可構成若幹種R組成的多個頻— 率不同的低頻振蕩器(即編碼),利用微動開關轉接,38kHz的載波電路***用;在接收電路中,壹體化紅外接收頭***用,再設置與接收端編碼器相同個數的 LM567鎖相器和後級鎖相驅動控制電路,各鎖相環的振蕩頻率與 各編碼器的低頻編碼信號的頻率對應相等。這樣發射端(圖1)按壓不同的按鈕,載波信號接入不同頻率編碼的調制信號時,在接收端(圖4),各對應的 LM567的⑧腳的電平會發生變化,從而形成多路控制信號。上述所述的工作方式,稱為頻分制的編碼方式。這種頻分制工作方式,其 優點是可實現多路控制,但缺點是電路復雜,對於路數不多的控制電路,因電路工作原理簡單,對壹般電子技術人員仍然是有用的。