基于无线射频脉冲无触点开关的设计与实现

王湘林

摘要：采用无线为桥接用单片机为核心来进行开关电能的控制，再与数模转换器进行数模转换的信号再经可控硅从而达到来调节灯光亮暗的新型无线脉冲射频开关和灯光亮暗调节器。这是一种软件与硬件结合可靠性高并可有效地进行灯光亮暗、灯光开关的控制。这样有效地节约了电能，降低了对电网电力的需求。更有效的实现了无触点无打火无触电事故的发生。

关键词：无线射频；无触点开关

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）26-0205-02

1 目前状况分析

无触点技术作为一种高端的电子输出控制设备技术.被广泛地应用到各个领域，如台灯开关、触摸划条、抽油烟机按键等。具有无损耗、灵敏度可调、可靠性稳定、使用寿命长等优点，同时可进行产品量产。能够缩短产品开发周期、降低单位成本。无线射频技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。这种技术的优点是部分产品无需重新布线，利用点对点的射频技术，实现对家电和灯光的控制，安装设置都比较方便，主要应用于实现对某些特定电器或灯光的控制，成本适中。无线射频技术也就是通过高频的无线频率（315或433.92MHz）点对点传输，实现灯光、窗帘、家电等的遥控功能。本文通过二者相互搭载来完成功能的实现。

2 原理分析

共分为4个部分

第一部分，220V交流转换成直流部分，主要由F1、BD1、 FB1、C3、C4、L2、V1、R5、C、R4、C6、T1、D5、R2、C2、C5、C8、R3组成，22V 交流经F1后加至BD1经整流后由C4滤波加至变压器T的5端经变压器储能后加到V1的4脚进行开关转换，取样电压由T耦合到1脚进行取样控制，经整流储存后电第T1的 9脚输出电压（正）由C8滤波输出负VSS 正VCC低直流电压。

第二部分，无线控制部分、当按下S4键时开关信号量由U1的D0端输入经U1编码后由17脚输出到DOUT加到U2的DOUT经U2进行接收并混频由E1高频发送无线信号，无线信号再由U4的ANT进行接收后由DATA输出送到U3的DATA输入经解码后的开关信号由低电平的形式经U3的D4输出一个点动的脉冲低电平。

当按下S5键时开关信号量由U1的D1端输入经U1编码后由17脚输出到DOUT加到U2的DOUT经U2进行接收并混频由E1高频发送无线信号，无线信号再由U4的ANT进行接收后由DATA输出送到U3的DATA输入经解码后的开关信号由低电平的形式经U3的D3输出一个点动的脉冲低电平。

当按下S6键时开关信号量由U1的D2端输入经U1编码后由17脚输出到DOUT加到U2的DOUT经U2进行接收并混频由E1高频发送无线信号，无线信号再由U4的ANT进行接收后由DATA输出送到U3的DATA输入经解码后的开关信号由低电平的形式经U3的D2输出一个点动的脉冲低电平。

第三部分，开关控制部分、见图2 第一种情况，当S3按下或遥控键S4键（见图1）stc8951第4脚检测到低电平经内部解码对比后触发在并stc8951第21脚输出一个高电平，经R2013后送到Q8，由于送过来的是高电平使Q8饱和导通使继电器HKFF闭合。从而使HKFF的第4脚和5脚处于接通状态。在这种情况下灯光能进行亮和暗的调节。第二种情况，当S3按下或遥控键S4键（见图1）时stc8951第4脚检测到低电平经内部解码对比后触发在并stc8951第21脚输出一个低电平，经R2013后送到Q8，由于送过来的是高电平使Q8截止继电器HKFF断开。从而使HKFF的第4脚和5脚处于断路状态。这样灯处于关闭状态，这样灯光不能进行亮和暗的调节。

第四部 分数模转换无线控制部分、当按下S5键时信号经U1的13脚D1接入送到U1进行编码，编码后的信号经U1的17脚输出到U2的DOUT端，信号由U2的DOUT端输入信号压缩后经E1天线发出。通过无线后由U4的ANT输入经信号解压后送到U4的DATA送到U3的DIN脚进行解码后由U3的D3脚输出低平。

当stc8951第5脚检测到低电平或按下S1时内部进行比较输出一个数字加的信号送到32至39脚输出，当DAC0832的4、5、6、7、13、14、15、16接收到加的数字信号后内部经信号转换成模拟量的方式由12脚输出加的恒流电流，使Q3的基极电流增加，从而加大Q3的集电极电流导通能力，这样使得Q4的基极电流下降从而使Q4的集电极电流变小从而达到变小SCR2可控硅3端的输入电流降低了SCR2可控硅1端与2端的通过电流，由于SCR2可控硅1端与2端与LED串联，SCR2可控硅1端与2端的通过电流变小，根据串联电流原则LED亮度也随之变暗。从而达到了调节亮度变暗的目的。

当按下S6键时信号经U1的13脚D2接入送到U1进行编码，编码后的信号经U1的17脚输出到U2的DOUT端，信号由U2的DOUT端输入信号压缩后经E1天线发出。通过无线后由U4的ANT输入经信号解压后送到U4的DATA送到U3的DIN脚进行解码后由U3的D2脚输出低平。

当stc8951第6脚检测到低电平或按下S2时内部进行比较输出一个数字减的信号送到32至39脚输出，当DAC0832的4、5、6、7、13、14、15、16接收到减的数字信号后内部经信号转换成模拟量的方式由12脚输出减的恒流电流，使Q3的基极电流减小，从而加大Q3的集电极电流截止能力，这样使得Q4的基极电流上升从而使Q4的集电极电流变大从而达到变大SCR2可控硅3端的输入电流增加了SCR2可控硅1端与2端的通过电流，由于SCR2可控硅1端与2端与LED串联，SCR2可控硅1端与2端的通过电流变大，根据串联电流原则LED亮度也随之变亮。从而达到了调节亮度变亮的目的。

3 电路结构

功能说明元件分布与应用。（见图2）

LN 220U交流电源输入。

S1亮度增大功能。

S2亮度减小功能。

S3开关通断电功能。

STC8951（32脚到39脚）脉冲信号转换成并口数字信号的方式输出。

STC8951（5脚到6脚）脉冲信号方式输入。

STC8951（4脚）低脉冲信号方式输入。

STC8951（21脚）开关信号方式输出。

DAC0832并口数字信号转换成模拟量的方式由12脚输出恒流电流。

BD1直流桥，由220V整流成直流电310V。

V1电源管理蕊片，100M矩形脉冲产生控制器。

SCR2可控硅，作为控制电灯通断的器件。

T1变压器耦合电压和电流能量传递。

D5 C5整流滤波输出低压直流电压。

LED为灯。

U4为接收芯片。

U3为信号解码芯片并解码后由D4输出低电平。

U1为发送芯片。

U2为信号压缩发送器。

参考文献：

[1] 徐忠坤，谷瑞华.电容式触摸感应开关设计及实现[J].电子设计工程，2013（19）.

[2] 苏黎明. 无线通信系统中关键模块的设计与实现[D]. 中国科学院大学，2013.