智能红外遥控开关原理及设计

智能红外遥控开关原理及设计 智能红外遥控开关是当前使用最为广泛的通信和控制手段之一，由于其结构简单、体积小、功耗低、抗干扰能力强、可靠性高及成本低等优点而广泛应用于家电产品、工业控制和智能仪器系统中。红外遥控开关的功能是将常见家用电器的遥控器，如电视机、VCD/DVD等，由用户任意指定一个按键作为这个红外遥控开关的控制键。 工作原理 智能红外遥控开关主要由红外接收、放大整形、微控制器、开关控制以及降压电源等模块组成。智能红外遥控开关的工作原理是：用户按下智能红外遥控开关的“学习”按键，然后再对准遥控开关的红外接收头按下遥控器上指定的这个开关控制按键，遥控器发出的红外编码信号经过红外接收头接收后，再经过放大整形，输入到微控制器，微控制器通过内置的E2PROM记住遥控器这个指定按键的编码。那么，用户下次使用时，当按下遥控器这个指定按键后，其发出的红外编码信号同样经过红外接收头，放大整形后输入到微控制器，由微控制器发出控制信号控制开关控制模块里面继电器的导通与断开，进而控制输出电压的通断。 电路设计 智能红外遥控开关的硬件电路设计包括电源电路的设计和解码电路的设计两部分。电源电路是为解码电路提供电源而设计的，除了要求电压稳定外，还要求其体积小，成本低。解码电路要求能对红外编码进行可靠地接收，同时要能够稳定地控制继电器的开关。 电源设计 电源设计采用电容降压式电源，它比变压器电源和开关电源的设计要简单得多，而且体积小、成本低，适合作为遥控开关的电源。电源设计的原理图如图2所示。MC2为降压电容器，D1为半波整流二极管，D2在市电的负半周时给MC2提供放电回路，ZD1是5．1 V稳压二极管，R1为关断电源后MC2的电荷泄放电阻。 解码电路设计 智能红外遥控开关的硬件核心部分是微控制器和红外接收部分，其原理图如图3所示。红外解码电路中的微控制器选用ATmega8L的AVR单片机。它的工作电压为2．7～5．5 V，4 MHz（3 V，25℃）时功耗，工作模式为3．6mA，空闲模式为1．0 mA，掉电模式仅为0．5μA，采用先进的RISC结构，除了拥有8 KB的系统内可编程FLASH存储器，还有512 B的E2PROM，可用于记忆各类遥控器发射出的各种红外编码信号。红外接收电路使用集成红外接收器成品，同时实现红外接收、放大、整形的功能，一般不需要任何外接元件就能完成从红外接收到输出TTL电平兼容信号的所有工作。 应用前景 智能红外遥控开关可以广泛应用于家电产品、工业控制和智能仪器系统中，以提高遥控器在家电领域的实用价值。例如，可以用它代换家居中非常普及的墙壁开关，或者应用于工业控制和智能仪器系统中，使遥控器的功能更加强大。