改造者：鐵麗麗 楊秀清

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遙控電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計

改造者：鐵麗麗 楊秀清

為了實現(xiàn)無線遙控?zé)襞萘炼鹊哪康?，設(shè)計了一種遙控電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在單片機的程序控制下，由紅外遙控器、紅外接收模塊和電壓調(diào)節(jié)電路構(gòu)成了燈泡的供電電壓的控制系統(tǒng)，通過遙控改變燈泡的供電電壓，達到隨時改變燈泡亮度的目的，實現(xiàn)了能源節(jié)約。

隨著短距離無線通信的應(yīng)用，智能家居已蔚然成風(fēng)，本設(shè)計針家居智能節(jié)能做一研究。風(fēng)扇，照明燈泡家用小電器的供電電壓或電流如果可控，就能隨時改變風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和燈泡亮度，我們選用燈泡作為設(shè)計目標(biāo)，利用單片機來控制燈泡的供電電壓，而對單片機的控制采用無線控制方式，無線信號傳輸可選用紅外方式，或WIFI方式。紅外傳輸實際一般在50cm左右，對傳輸環(huán)境要求高，傳輸路徑不能有障礙物，是一種點對點的直線傳輸方式。WIFI信號傳輸距離可達5m左右，傳輸速度快，傳輸范圍理論上三維360o，與紅外傳輸相比提高了移動自由度，但需要給控制器安裝專門的WIFI模塊。本文僅對利用紅外信號遙控電壓調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)進行介紹，其電路構(gòu)成原理適用于WIFI信號遙控電壓調(diào)節(jié)電路。

圖1　紅外信號遙控電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理框圖

紅外信號遙控電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計

紅外信號遙控電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由紅外遙控器、紅外接收模塊、89C51單片機構(gòu)成和電壓調(diào)節(jié)電路構(gòu)成，如圖1所示。

1. 紅外線紅外遙控系統(tǒng)

紅外線遙控器已被廣泛使用在各種類型的家電產(chǎn)品上， 它的出現(xiàn)給使用電器提供了很多的便利。 紅外遙控系統(tǒng)分為兩大部分，分別是紅外發(fā)射系統(tǒng)電路和紅外接收系統(tǒng)電路。 紅外發(fā)射系統(tǒng)由鍵盤控制電路、編碼芯片和LED紅外發(fā)射電路組成。本設(shè)計中選用編碼芯片為SC9012通用的紅外遙控器成品，當(dāng)按下紅外遙控器的任一按鍵，遙控器上的編碼芯片便進行編碼方式可選用脈沖寬度編碼（PWM），為了提高傳輸距離需將再將二進制基帶編碼信號與載波調(diào)制后發(fā)送，經(jīng)載波調(diào)制后發(fā)送到紅外接收電路。紅外接收系統(tǒng)由紅外信號接收模塊和解碼單片機組成。紅外信號接收模塊選用市場通用的紅外接收頭，紅外接收頭集成了光、電轉(zhuǎn)換放大器和解調(diào)電路。紅外接收頭有3個引腳，其中OUT引腳為數(shù)字信號輸出端， GND腳為接地端，VCC引腳為電源端。紅外接收頭OUT引腳連接單片機I/O腳，紅外信號經(jīng)單片機解碼程序進行解碼，產(chǎn)生對應(yīng)紅外遙控器某一按鍵的控制信號，該控制信號作為電壓調(diào)節(jié)電路的輸入信號從單片機P1端口的輸出。紅外接收頭與單片機的連接如圖2所示。

圖2中的89C51為單片機，是一種常用的單片機型號，使用簡單，其含有8位CPU，32根I/O線，2個16位的定時器/計數(shù)器，全雙工串行口，足以滿足一般控制系統(tǒng)的需要，在本設(shè)計中主要用于解碼和控制電壓調(diào)節(jié)電路的輸入信號

2. 電壓調(diào)節(jié)電路

圖2中的單片機P1端口的輸出信號作為調(diào)壓電路的輸入控制信號，該輸入控制信號是一脈寬可調(diào)的PWM信號，不同脈寬的PWM信號作用在調(diào)壓電路輸入端，就會在調(diào)壓電路輸出端產(chǎn)生不同的電壓值，這樣燈泡的供電電壓隨PWM信號的脈寬而變化，從而改變燈泡亮度起到調(diào)光的目的。由于PWM信號與紅外遙控器每一按鍵之間是一一對應(yīng)關(guān)系，這樣每按下遙控器的一個按鍵，就會通過單片機解碼程序解碼為不同脈寬的PWM信號，從而在調(diào)壓電路輸出端產(chǎn)生不同的電壓去控制燈泡的亮度，達到遙控的目的。調(diào)壓電路如圖3所示。

圖2　紅外接收頭與單片機的連接圖

在本設(shè)計中照明燈使用5V電壓的小燈泡代替，燈泡供電電壓值分為3個或更多等級，電壓等級數(shù)就是遙控器的按鍵數(shù)，一般通用遙控器的按鍵比較多，可根據(jù)需要選取其中的幾個按鍵作為遙控按鍵。

圖3　電壓調(diào)節(jié)電路圖

結(jié)語

基于紅外線的遙控電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，由于采用了被廣泛使用在各種類型的家電產(chǎn)品上的紅外線遙控器和一體化集成紅外接收器成品，大大節(jié)約了設(shè)計成本，使得系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡單，遙控方便，該系統(tǒng)可用于日常家用照明設(shè)備上。

鐵麗麗 楊秀清

北京電子科技職業(yè)學(xué)院

鐵麗麗（1995-）女，東北人，本科，主要研究方向：電子信息技術(shù)與應(yīng)用方面的研究；楊秀清（1967-）女，河北人，碩士，副教授，主要研究方向：電子信息技術(shù)與應(yīng)用方面的研究。

北京電子科技職業(yè)大學(xué)生科學(xué)研究與創(chuàng)業(yè)課題，（NO .PXM00001_2015_FCG）

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.01.030