DIY電燈遙控開關(guān)電路

　　一、功能構(gòu)思

　　使用單片機(jī)解碼。上電默認(rèn)關(guān)燈，每按一次遙控器按鈕改變一次燈的狀態(tài)。最好另設(shè)一個(gè)手動(dòng)按鈕，以便未帶遙控器時(shí)開關(guān)燈。

　　二、硬件部分

　　由于用的是單片機(jī)解碼，硬件部分自由度很大。首先要接收到遙控器發(fā)出的紅外光信號(hào)，并將它放大，解調(diào)成脈沖信號(hào)。這個(gè)任務(wù)就交給紅外接收頭了。紅外接收頭型號(hào)繁多，外形各異。只要是解調(diào)頻率是38kHz的脈沖型接收頭都行。本人用的接收頭型號(hào)為SFH506-38。為降低功耗，原來設(shè)想用雙向可控硅作開關(guān)，后來考慮到假如用的是節(jié)能燈，可能關(guān)燈后會(huì)有燈管閃爍問題，權(quán)衡之下就用了繼電器，型號(hào)是JQC-3，線圈電壓l2V。單片機(jī)選AT89C2051。光耦是廢手機(jī)充電器上拆的，型號(hào)為PC718。變壓器次級(jí)電壓12.5V，功率lW左右。其余元件見下圖的標(biāo)注。PCB極見中圖。下圖是元件安裝圖。

　　三、軟件部分

　　紅外編碼格式是有標(biāo)準(zhǔn)的，如常用的NEC編碼，就是由前導(dǎo)碼、機(jī)器碼、數(shù)據(jù)碼，重復(fù)碼四部分組成。前導(dǎo)碼包括9ms低電平和4.5ms高電平。結(jié)束碼是0.56ms低電平。機(jī)器碼和數(shù)據(jù)碼共32位二進(jìn)制數(shù)，分4個(gè)字節(jié)。前2個(gè)字節(jié)是機(jī)器碼，用以區(qū)分每個(gè)遙控器。后2個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)碼，用于區(qū)分各個(gè)按鍵。為了達(dá)到校驗(yàn)作用數(shù)據(jù)碼的2個(gè)字節(jié)互為反碼。每位數(shù)據(jù)碼也由一個(gè)低電平和一個(gè)高電平組成。一般規(guī)定以0.56ms低電平和0.56ms高電平表示邏輯0，0.56ms低電平和1.68ms高電平表示邏輯l。單片機(jī)解碼可以采用查詢方式或中斷方式。

　　以使用外部中斷0方式為例：紅外接收頭收到信號(hào)后輸出低電平觸發(fā)中斷，程序轉(zhuǎn)至中斷子程序。在中斷程序中首先判斷前導(dǎo)碼是否正確。具體可以每X毫秒判斷一次INT0口電平狀態(tài)，連續(xù)判斷N次（NX應(yīng)該稍小于9ms）。

　　只要有一次不是低電平就視為干擾信號(hào)，程序退出。若N次判斷均為低電平，則程序原地踏步，等待前導(dǎo)碼中4.5ms高電平的到來。4.5ms高電平到后也用上述方法進(jìn)行多次，當(dāng)然這時(shí)INT0腳應(yīng)該每次都為高電平，并且多次判斷的累加時(shí)間應(yīng)稍小于4.5ms。如果前導(dǎo)碼正確，接下來開始解第一位機(jī)器碼。因?yàn)闄C(jī)器碼數(shù)據(jù)“0”和“1”的區(qū)別僅是高電平的延續(xù)時(shí)間不同，所以我們等機(jī)器碼的前半部分0.56ms低電平到來后先延時(shí)Y毫秒（5.6＜Y＜1.68）再將此時(shí)INT0口的電平送入CY位，并通過帶CY位循環(huán)移位指令將解出的碼移入累加器A中暫存。解出8位機(jī)器碼后將累加器中數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)部某個(gè)RAM單元。第二次8位解完后放入內(nèi)部RAM另一單元。如此循環(huán)直至將16位機(jī)器碼全部解出并分別放入內(nèi)部RAM的2個(gè)單元中。解數(shù)據(jù)碼的方法也和解機(jī)器碼的一樣。這個(gè)小遙控器的編碼很特別。圖5是用COOL EDIT PR02.1軟件捕獲的波形圖?？梢娝鼪]有前導(dǎo)碼，只有3個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)碼。每位碼由1個(gè)低電平和1個(gè)高電平組成。假設(shè)我們規(guī)定用1.5ms低電平和0.6ms高電平表示數(shù)據(jù)碼0，用0.6ms低電平和1.5ms高電平表示數(shù)據(jù)碼l，并按高位在左低位在右的原則分析波形后，得到此遙控器的十六進(jìn)制編碼是FBH、BEH、FOH。如果要用這個(gè)遙控器來控制電燈，可以預(yù)先把它的編碼加載于RAM中，再將接收到的紅外信號(hào)解出碼后和它相比較，如果相同，說明是這個(gè)遙控器發(fā)出的指令，燈的狀態(tài)就改變一次。解碼的方法可以借鑒前面介紹的原理，做小小的修改即可。完整的程序如下：

　　該程序初始化部分主要是開啟外部中斷1，并將遙控器的數(shù)據(jù)碼送71H、72H、73H單元。主循環(huán)部分判斷手動(dòng)按鈕，按鈕每閉合一次燈的狀態(tài)就改變一次。中斷子程序先是將紅外信號(hào)解碼，解碼后的數(shù)據(jù)存入74H、75H、75H單元，并分別和71H、72H、73H中的數(shù)據(jù)比較。如果相等則改變燈的狀態(tài)。

　　硬件焊接完畢，將燒寫有上面程序的89C2051插入電路中，只要元件無誤上電就能正常工作。

　　紅外遙控電燈開關(guān)電路圖

　　一、電路原理

　　本人經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，提出了一種簡易紅外遙控電燈開關(guān)的電路方案（上圖）：遙控發(fā)射器可使用家中任何一種紅外發(fā)射器代用，不需專門制作；遙控接收電器選用普通二極管和三極管等元器件，成本低，易制作，每套只需9元左右。

　　電路原理簡易型電燈遙控開關(guān)電路原理圖如下圖所示。整個(gè)電路可以分成三部分。

　　1、下圖3中，IR為紅外線遙控接收頭，未接收到紅外線信號(hào)時(shí)，1腳輸出高電平，接收到紅外線信號(hào)時(shí)，1腳輸出一連串低電平脈沖。

　　2、圖4中，R4、C2與R7、C3組成兩個(gè)積分電路，VT4、VT5、K組成繼電器控制電路。

　　3、圖5中，發(fā)光二極管作為電路工作的指示燈。

　　電燈平時(shí)或上電后的初始狀態(tài)是VT1導(dǎo)通，VT2截止，VT5截止，繼電器K不工作。

　　短按遙控器按鈕（小于0.5s），在這較短的時(shí)間內(nèi)，因C3容量遠(yuǎn)大于C2，故B點(diǎn)電位很快升到高電位（約1V左右），而A點(diǎn)電位上升不到0.6V，因此VT3不能導(dǎo)通，只有VT2導(dǎo)通，這樣，C點(diǎn)為高電位，VT5導(dǎo)通，繼電器K動(dòng)作，其接點(diǎn)K-1、K-2同時(shí)趿臺(tái)，K-2接通電器電源。

　　這時(shí)即使IR不再收到信號(hào)，因電源經(jīng)R11向VT5提供偏置，故VT5保持導(dǎo)通，K仍繼續(xù)吸合，達(dá)到短按遙控器按鈕實(shí)現(xiàn)開燈的目的。

　　長按遙控器按鈕（3秒以上）時(shí)，IR輸出低電平脈沖使VT1輸出高電平脈沖，經(jīng)VD1整流后送至A點(diǎn)、B點(diǎn)進(jìn)行積分處理，最終使A點(diǎn)電位大于1V（實(shí)測為1.3V左右），VT3導(dǎo)通，D點(diǎn)為高電平，VT4導(dǎo)通，C點(diǎn)為低電平，致使VT5截止，K釋放，K-1、K-2斷開，達(dá)到長按遙控器按鈕實(shí)現(xiàn)關(guān)燈的目的。松開遙控器按鈕后，IR不再收到紅外線信號(hào)，C2、C3放電，VT2、VT3截止，電路又進(jìn)入等待狀態(tài)。只有再次短按遙控器按鈕，電路才會(huì)重新動(dòng)作，重復(fù)遙控開燈的過程。

　　二、電路的測試

　　第一步：用在K-2處接上發(fā)光二極管和5.1k的電阻代替電燈，見圖6。

　　在一個(gè)沒有電視機(jī)的房間里，用康佳電視機(jī)遙控器作為開關(guān)遙控。在12小時(shí)內(nèi)，二極管能正常工作。

　　第二步：在有康佳電視機(jī)的大廳里，繼續(xù)用康佳遙控器遙控，但當(dāng)用遙控器關(guān)電視機(jī)時(shí)，燈的亮滅也隨著變化。作品在遠(yuǎn)離遙控器8m時(shí)才不發(fā)揮作用。也就是說，遙控距離大概是8m，它的啟用有可能會(huì)影響其他使用該遙控器設(shè)備的正常工作。

　　第三步：用不同的遙控器（我們用了美的空調(diào)的，摩托車的開關(guān)，普通紅外發(fā)射器等）對(duì)作品進(jìn)行遙控，遇到與第一、第二步相同的現(xiàn)象。這說明作品能給任何遙控器控制。

　　第四步：在做好對(duì)作品絕緣的準(zhǔn)備后，把接二極管和電阻改為接上臺(tái)燈，用市電供電，見圖7。

　　重復(fù)上面三個(gè)步驟，所得的現(xiàn)象與上面的類似。

　　三、作品的缺點(diǎn)與改進(jìn)及相關(guān)說明

　　1．從上面的測試可知，該設(shè)計(jì)做出的實(shí)物使用起來可能造成生活的混亂——關(guān)電視機(jī)也關(guān)燈了，關(guān)燈卻連空調(diào)也關(guān)了。所以要專門設(shè)計(jì)一個(gè)紅外發(fā)射器與對(duì)應(yīng)的接收器，但這樣成本就大大的提高了。其中一個(gè)解決的辦法就是，在有電視機(jī)的地方就用空調(diào)的遙控器或者用電視機(jī)遙控器里面的不會(huì)影響此時(shí)電視機(jī)狀態(tài)的按鈕。其他的類似。

　　2．本作品采用焊接的方法進(jìn)行制作，一方面是為了說明普通老百姓也可以制作，二來對(duì)于小批量的制作成本會(huì)更低，三來說明此方案非常容易實(shí)現(xiàn)。