遥控电压调节系统设计

改造者：铁丽丽 杨秀清



遥控电压调节系统设计

改造者：铁丽丽 杨秀清

为了实现无线遥控灯泡亮度的目的，设计了一种遥控电压调节系统，该系统在单片机的程序控制下，由红外遥控器、红外接收模块和电压调节电路构成了灯泡的供电电压的控制系统，通过遥控改变灯泡的供电电压，达到随时改变灯泡亮度的目的，实现了能源节约。

随着短距离无线通信的应用，智能家居已蔚然成风，本设计针家居智能节能做一研究。风扇，照明灯泡家用小电器的供电电压或电流如果可控，就能随时改变风扇转速和灯泡亮度，我们选用灯泡作为设计目标，利用单片机来控制灯泡的供电电压，而对单片机的控制采用无线控制方式，无线信号传输可选用红外方式，或WIFI方式。红外传输实际一般在50cm左右，对传输环境要求高，传输路径不能有障碍物，是一种点对点的直线传输方式。WIFI信号传输距离可达5m左右，传输速度快，传输范围理论上三维360o，与红外传输相比提高了移动自由度，但需要给控制器安装专门的WIFI模块。本文仅对利用红外信号遥控电压调节电路结构进行介绍，其电路构成原理适用于WIFI信号遥控电压调节电路。

图1　红外信号遥控电压调节系统原理框图

红外信号遥控电压调节系统设计

红外信号遥控电压调节系统主要由红外遥控器、红外接收模块、89C51单片机构成和电压调节电路构成，如图1所示。

1. 红外线红外遥控系统

红外线遥控器已被广泛使用在各种类型的家电产品上， 它的出现给使用电器提供了很多的便利。 红外遥控系统分为两大部分，分别是红外发射系统电路和红外接收系统电路。 红外发射系统由键盘控制电路、编码芯片和LED红外发射电路组成。本设计中选用编码芯片为SC9012通用的红外遥控器成品，当按下红外遥控器的任一按键，遥控器上的编码芯片便进行编码方式可选用脉冲宽度编码（PWM），为了提高传输距离需将再将二进制基带编码信号与载波调制后发送，经载波调制后发送到红外接收电路。红外接收系统由红外信号接收模块和解码单片机组成。红外信号接收模块选用市场通用的红外接收头，红外接收头集成了光、电转换放大器和解调电路。红外接收头有3个引脚，其中OUT引脚为数字信号输出端， GND脚为接地端，VCC引脚为电源端。红外接收头OUT引脚连接单片机I/O脚，红外信号经单片机解码程序进行解码，产生对应红外遥控器某一按键的控制信号，该控制信号作为电压调节电路的输入信号从单片机P1端口的输出。红外接收头与单片机的连接如图2所示。

图2中的89C51为单片机，是一种常用的单片机型号，使用简单，其含有8位CPU，32根I/O线，2个16位的定时器/计数器，全双工串行口，足以满足一般控制系统的需要，在本设计中主要用于解码和控制电压调节电路的输入信号

2. 电压调节电路

图2中的单片机P1端口的输出信号作为调压电路的输入控制信号，该输入控制信号是一脉宽可调的PWM信号，不同脉宽的PWM信号作用在调压电路输入端，就会在调压电路输出端产生不同的电压值，这样灯泡的供电电压随PWM信号的脉宽而变化，从而改变灯泡亮度起到调光的目的。由于PWM信号与红外遥控器每一按键之间是一一对应关系，这样每按下遥控器的一个按键，就会通过单片机解码程序解码为不同脉宽的PWM信号，从而在调压电路输出端产生不同的电压去控制灯泡的亮度，达到遥控的目的。调压电路如图3所示。

图2　红外接收头与单片机的连接图

在本设计中照明灯使用5V电压的小灯泡代替，灯泡供电电压值分为3个或更多等级，电压等级数就是遥控器的按键数，一般通用遥控器的按键比较多，可根据需要选取其中的几个按键作为遥控按键。

图3　电压调节电路图

结语

基于红外线的遥控电压调节系统，由于采用了被广泛使用在各种类型的家电产品上的红外线遥控器和一体化集成红外接收器成品，大大节约了设计成本，使得系统电路结构简单，遥控方便，该系统可用于日常家用照明设备上。

铁丽丽 杨秀清

北京电子科技职业学院

铁丽丽（1995-）女，东北人，本科，主要研究方向：电子信息技术与应用方面的研究；杨秀清（1967-）女，河北人，硕士，副教授，主要研究方向：电子信息技术与应用方面的研究。

北京电子科技职业大学生科学研究与创业课题，（NO .PXM00001_2015_FCG）

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.01.030