紅外遙控器電路(接收電路)

1、電子技術(shù)基礎(chǔ) 課程設(shè)計任務(wù)書20142015學(xué)年 第一學(xué)期第18周19周題目紅外遙控器電路（接收電路）內(nèi)容及要求1、要求與發(fā)射電路使用配對的接收器件。2、電路接收到信號后，驅(qū)動繼電器吸合，將負(fù)載電路電源接通。進(jìn)度安排1、方案論證 2天2、分析、設(shè)計、 3天3、焊接、調(diào)試、實現(xiàn) 3天4、檢查、整理、寫設(shè)計報告、小結(jié) 2天學(xué)生姓名：指導(dǎo)時間 ：2014-12-29至2015-1-11指導(dǎo)地點(diǎn): F樓 409 室任務(wù)下達(dá)2014-12-29任務(wù)完成2015-1-9考核方式1.評閱 2.答辯 3.實際操作 4.其它指導(dǎo)教師系（部）主任目錄1、總體方案的設(shè)計與選擇1 1.1、選題及要求1 1.2、原理與

2、方案1 1.2.1、紅外線與紅外接收二極管1 1.2.2、紅外接收電路1 1.2.3、電源電路3 1.2.4、紅外接收總電路3 1.2.5、元器件的選擇4 1.2.3方案確定42、總電路圖，印刷圖及相關(guān)說明5 2.1、原理圖5 2.2、清單圖5 2.3、PCB6 2.4、PCB三維圖6 2.5、PCB板3D顯示圖73、計算機(jī)仿真及相關(guān)說明9 3.1、仿真電路圖9 3.2、仿真過程94、電路制作與調(diào)試11 4.1、元件確定11 4.2、元件檢測11 4.3、儀表儀器11 4.4、電路板制作11 4.5、電路板調(diào)試13 4.6、調(diào)試常見故障與處理方法155、心得體會166、參考文獻(xiàn)17 引言隨著時

3、代的發(fā)展，人民的生活水平不斷提高，各種家用電器設(shè)備也隨之進(jìn)入千家萬戶，一些家用電器開關(guān)在使用的時候非常麻煩，為了方便大家使用，現(xiàn)在社會上也設(shè)計出了各種各樣的控制開關(guān)，其中包括紅外遙控開關(guān)，紅外遙控是目前家用電器中用的較多的遙控方式。紅外遙控有以下特點(diǎn)：1、抗干擾能力強(qiáng)。由于其無法穿透墻壁，故不同房間的家用電器可以使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互的干擾；2、電路調(diào)試簡單，操作簡單；3、成本低，符合大眾消費(fèi)觀念。由于其抗干擾能力強(qiáng)，操作簡單等諸多有點(diǎn)，紅外遙控已經(jīng)廣泛應(yīng)用于彩色電視機(jī)、DVD、空調(diào)、組合音響等各種家用電器上。基于紅外遙控發(fā)射與接收原理，我們小組設(shè)計了一款簡易紅外遙控電路，通過這個設(shè)計

4、，不僅可以明白紅外遙控的工作原理，還能在之后自己DIY紅外遙控開關(guān)。相信通過這個設(shè)計也能讓其他人對紅外遙控開關(guān)的工作原理有進(jìn)一步的了解。1、總體方案的設(shè)計與選擇1.1、選題及要求這次課程設(shè)計，我們選擇的是紅外遙控接收電路，發(fā)射電路由班上另一組同學(xué)選擇，所以在調(diào)試的過程中，需要兩個小組一起配合。出于對接收電路調(diào)試的需要，我們也對紅外發(fā)射電路有了簡單的了解，同時也根據(jù)原理制作了一個與發(fā)射小組功能一樣的發(fā)射電路。根據(jù)接收原理，我們對接收電路有了進(jìn)一步地了解，同時也制作了簡易紅外接收電路。課設(shè)電路要求如下：1、要求與發(fā)射電路使用配對的接收器件。2、電路接收到信號后，驅(qū)動繼電器吸合，將負(fù)載電路電源接通。

5、 1.2原理與方案1.2.1紅外線與紅外接收接收二極管紅外線（Infrared）是波長介乎微波與可見光之間的電磁波，波長在760納米（nm）至1毫米（mm）之間，比紅光長的非可見光。紅外線的特點(diǎn)是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會影響周邊環(huán)境。電路調(diào)試簡單，若對發(fā)射信號進(jìn)行編碼，可實現(xiàn)多路紅外遙控功能。我們見到的紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光，利用紅外發(fā)光二極管加上載波制作的發(fā)射電路可以發(fā)射一定頻率的紅外信號。接收電路的紅外接收管是一種光敏二極管，使用時要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。紅外接收二極管一

6、般有圓形和方形兩種。1.2.2、紅外接收電路根據(jù)紅外光與紅外接收二極管接收原理，可以制作簡易的紅外接收電路。此紅外接收電路由紅外接收管LED3，電阻R2、R3、R4、R5、R6，發(fā)光二極管LED1，保護(hù)二極管D1，三極管Q1，繼電器K1組成。接收管LED3接收光照而產(chǎn)生光電流，照度一定時能可等效成恒流源，使三極管導(dǎo)通。接收電路圖如下：繼電器的撥動電壓為3.75V，釋放電壓為0.5V。當(dāng)三極管導(dǎo)通時，B,E極之間電壓約為0.7V，繼電器兩端電壓大于3.75V，繼電器動作。當(dāng)無光照時，紅外接收管截止，三極管截止。有很小的電流經(jīng)過繼電器，其電壓小于0.5V，繼電器釋放。繼電器內(nèi)部具有線圈的結(jié)構(gòu)，所以

7、它在斷電時會產(chǎn)生電壓過大的反向電動勢，會擊穿繼電器的驅(qū)動三極管T2，為此要在繼電器驅(qū)動電路中設(shè)計二極管保護(hù)電路，以保護(hù)繼電器驅(qū)動三極管T2。接收電路LED2為模擬負(fù)載，根據(jù)LED工作電流與電壓選擇300歐姆電阻R6限流。此LED可檢測電路是否能對繼電器產(chǎn)生控制，起控制指示作用，若LED2發(fā)光，則表示已達(dá)到紅外接收控制效果，反之則需要繼續(xù)調(diào)試，直至達(dá)到效果為止。電路工作原理框圖：1.2.3、電路電源接收電路采用鎳鎘可充電電池供電，電池電壓為7.2V，電池電壓使用過程中容易產(chǎn)生浮動，同時接收電路所需電壓為標(biāo)準(zhǔn)的5V直流，所以采用LM7805三端穩(wěn)壓電源。同時采用C1，C2，C3，C4濾波，使輸入與

8、輸出的直流電更平滑。7805穩(wěn)壓電路如下：1.2.4、紅外接收總電路1.2.5、元器件的選擇在multisim里生成的元件清單如下其中，LED3為紅外接收二極管，LED1， LED2分別為藍(lán)色發(fā)光二極管和綠色發(fā)光二極管。K1為5V繼電器，三極管Q1選用2SC1815或S9013。5V穩(wěn)壓管選用LM7805。J1選用小型單刀單擲開關(guān)。1.3、方案確定結(jié)合計算及參考資料，確定最終電路圖如下：2.總體電路圖,印刷板圖及相關(guān)說明2.1、原理圖以下是用Altium Designer 10軟件完成的原理圖:2.2、清單圖電路圖畫完之后進(jìn)行ERC檢查,再生成元件清單.對每個元件進(jìn)行封裝,每個元件的元件名.大

9、小值及封裝和描述如下:2.3、PCB圖如此之后,再生成網(wǎng)絡(luò)表,在新建的PCB板下導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表.設(shè)置接線規(guī)則,將元件排列好,再進(jìn)行布線,因為電路比較簡單，所以只用單層不限即可完成。下面就是生成的PCB板:PCB制板可以再學(xué)校實驗室完成，也可以發(fā)到工廠進(jìn)行PCB制版。2.4.PCB三維圖運(yùn)用altium designer軟件，可查看PCB板3維圖。PCB板三維圖如下：2.4.1、正面三維圖：2.4.2、背面三維圖：2.5、PCB板3D顯示圖運(yùn)用altium designer還可以顯示電路板3D仿真圖，可提前知道電路做好后的樣子。下面是電路板3D顯示圖：2.5.1、PCB正面3D圖：2.5.2、斜面3

10、D仿真圖：2.5.3、背面3D仿真圖：3.計算機(jī)仿真及相關(guān)說明3.1.仿真電路圖本設(shè)計仿真用的軟件是Multisim10軟件,這個軟件非常人性化，使用操作很方便。此外，它的功能比較強(qiáng)大,基本可找到所有常見的元件，仿真效果也非常不錯。我們從Multisim10軟件中找到各元器件連成電路。同時，由于軟件不能模擬紅外發(fā)射接收過程，根據(jù)紅外接收二極管接收電路解調(diào)出波形原理，用函數(shù)信號發(fā)生器產(chǎn)生方波來代替其輸出6HZ，占空比69%方波波形，從而達(dá)到模擬效果。仿真電路圖如下：3.2仿真過程闡述如圖所示，連好仿真電路線路后，設(shè)置函數(shù)信號發(fā)生器波形，在沒按開關(guān)J1時，LED2不發(fā)光；效果如下圖：按下J1，LE

11、D2發(fā)光效果如下圖：仿真結(jié)果表明，方案有效，可以使用。4.電路制作與調(diào)試4.1、元件確定本次課題設(shè)計涉及的元器件不是很多，元件選擇方面，根據(jù)原理及參數(shù)計算，仿真效果，確定了以下元件：確定好元件后，到庫房領(lǐng)取元器件。4.2. 元件的檢測元件使用前，先對元器件進(jìn)行必要的檢查，以確定元器件是否能正常工作，元器件檢測可用萬用表及其它儀表。4.3. 用到的儀器儀表本設(shè)計用到萬用表和示波器，函數(shù)信號發(fā)生器，直流穩(wěn)壓電源。4.4.電路板制作確認(rèn)元器件沒有問題后，可以開制作電路板，電路比較簡單，所以沒有采用PCB印刷腐蝕或使用雕刻機(jī)制板，在實驗室直接使用萬能板焊接制作。制作好的紅外接收電路板如下圖：正面圖：背

12、面圖：4.5電路板調(diào)試在焊接好了之后,接上7.2V電池，也可以直接用直流穩(wěn)壓電源，按下開關(guān)J1，結(jié)合發(fā)射電路一起調(diào)試。接收電路以藍(lán)色LED2發(fā)光二極管為模擬負(fù)載，接在繼電器開關(guān)控制端。調(diào)試結(jié)果為紅外發(fā)射電路正常發(fā)射紅外信號，若藍(lán)色LED2發(fā)光，則表示接收電路正常；反之則不正常。同時，LED1綠色發(fā)光指示燈也會在電路產(chǎn)生作用時發(fā)光。調(diào)試過程中，在沒有按下發(fā)射電路開光按鈕時，紅外接收二極管沒有接收到紅外信號，電路不驅(qū)動繼電器工作，LED2藍(lán)色二極管不亮。未接受到紅外光信號時效果圖片如下：按下發(fā)射電路開光按鈕后，紅外接收二極管接收到紅外信號，電路驅(qū)動繼電器工作，LED2藍(lán)色二極管發(fā)光。接收到紅外光信

13、號后效果圖片如下：效果圖片1效果圖片2效果圖片34.6.、調(diào)試常見的故障與處理方法在焊接過程，可能會遇到虛焊問題或短路問題，可以用萬用表的蜂鳴檔檢測電路是否正常連通。同時也可以用萬用表檢測其他器件是否出問題。調(diào)試過程中，要確定電路的安全性，實用性與穩(wěn)定性，盡量使作品更接近一個可以運(yùn)用到生活，對生活有意義的成品。5. 心得體會課程設(shè)計是學(xué)校安排的很好的一次實踐機(jī)會，正如老師說的一樣，我們可以通過這個課程設(shè)計學(xué)到很多東西。對于大多數(shù)學(xué)生來說，專業(yè)學(xué)習(xí)主要停留在課堂內(nèi)容，實踐方面有很大空缺。這次課題設(shè)計可以做一次很好的補(bǔ)充。這次課程設(shè)計是針對電路分析基礎(chǔ)，模擬電路，數(shù)字電路三門課程的一次綜合設(shè)計，這

14、次設(shè)計提高了我們運(yùn)用課程所學(xué)的理論知識與實踐緊密結(jié)合，獨(dú)立地解決實際問題的能力。在這次的課程設(shè)計中，我們運(yùn)用到了幾個常用專業(yè)軟件,如Multisim，proteus及altium designer等。這些軟件對我們專業(yè)作用很大，通過這次機(jī)會，我們也對這幾個軟件有了進(jìn)一步的掌握，以前一些不知道用的功能也通過這次課設(shè)學(xué)會了。本次課程設(shè)計比較開放，我們在設(shè)計過程中可以問老師，問同學(xué)，查資料，制作過程中，我們發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力得到了進(jìn)一步地提升。同時，這次設(shè)計是兩人為一組一起做一個課題，這要求組員要協(xié)同努力一起解決出現(xiàn)的題，不懂得問題相互交流，相互提出自己的見地?？偟膩碚f，兩個星期的課程設(shè)計，我們都收獲了比較多，課設(shè)旨在理論結(jié)合實踐，這是一個很好地鍛煉機(jī)會。實踐的過程，也同樣需要好的態(tài)度，需要注意細(xì)節(jié)，需要對出現(xiàn)