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亞超聲遙控電路制作及改進
Wireless remote controller

時間:2014-3-2 20:59:52 來源:互聯網 作者:不詳 編輯: 【關閉


亞超聲遙控電路制作及改進,Wireless remote controller

關鍵字:超聲,遙控

 
作者:王平
 一、電路分析
  
  亞超聲遙控電路由直流供電、聲波換能器、選頻放大、觸發信號產生、雙穩態電路、控制電路及指示部分等組成,雖然是較成熟的綜合實訓電路,但因其實用性強,在改進、拓展電路功能方面仍留有許多空間。
 
亞超聲遙控電路制作及改進Wireless remote controller
 
其原理方框圖如上圖所示,電原理圖如下圖所示。
  
亞超聲遙控電路制作及改進Wireless remote controller
 

  220V交流電壓經電容降壓式Rl、Cl降壓后直接送到橋式整流電路Vl—V4進行整流,再經過C2濾波得到約20V左右的較平滑的直流電,又經過降壓電阻R2和濾波電容C3后得到約8V左右的直流電壓(以上電壓是指開關“斷開”時的電壓,開關“閉合”時,以上電壓會降低,C2、C3兩端電壓分別約為7.5V和2.5V),即為整個電路的直流供電電源。
  
  VT1和VT2組成觸發信號產生電路,R3是VT1的偏置電阻,可以調節遙控靈敏度,聲波換能器ZD(帶蜂鳴腔的壓電陶瓷片)、電感L、電容器C4組成并聯諧振電路,諧振頻率約為18kHz。當氣囊發出18kHz亞超聲波時,聲波換能器ZD將接收到的亞超聲波信號轉換成相應的電信號,經過VT1放大,由三極管VT1的集電極并聯諧振回路選取18kHz信號,再通過耦合電容C5送到三極管VT2進行放大和整形,以負尖脈沖形成經R5、C6輸出,即產生了能控制雙穩態電路的觸發信號。
  
  VT3、VT4等元件構成典型的雙穩態電路,該電路具有對稱性,由于VT3和VT4的性能參數不可能絕對一致,當VT4放大能力略好于VT3時,有負尖脈沖輸入時,首先VT4導通,VC4≈0.3V,促使VT3截止,這是一種穩定狀態;當又有尖脈沖輸入時,VT4由導通變成截止。VT3由截止變成導通,這又是一種穩定狀態。VT4導通時,VC4—0.3V,通過R12使VT5截止,VC5輸出高電平,繼電器J兩端的電壓為O,開關J是“斷開”的,發光二極管LED也不亮。即遙控開關處于“斷開”狀態。當VT4截止時,VC4≈8V,通過R12使VT5飽和導通,vc5≈0.3V,繼電器兩端的電壓約為12V,開關J是“閉合”的,發光二極管LED發光指示,即遙控開關處于“關閉”狀態,插在遙控開關上的用電設備即可工作。
  
  二、元件選擇
  
  二極管Vl~V8選用1A、1000V的1N4007型二極管,特別是Vl~V4,要保證其耐壓不低于400V。VT2選用PNP型三極管9012或9015,放大倍數B>200,其余選用NPN型9014三極管,VT3、VT4要求盡可能特性一致,放大倍數B>100。降壓電容器Cl的容量是0.47μF,耐壓400V,應當選用優質的滌綸電容器,其余主要元器件按下圖參數選擇。繼電器J選用工作電壓為12V的小型繼電器,型號是4098。電感器L的電感量是6.8mH。
  三、裝配要求和方法
  
  工藝流程:準備→熟悉工藝要求→繪制裝配草圖→核對元件數量、規格、型號→元件檢查→元器件預加工→電路板裝配、焊接→總裝加工→自檢和互檢! 
    首先對照元器件清單,認真查對元件及配件的數量,并用萬用表檢測阻容元件、二極管、三極管等元件的質量。然后看懂原理圖,熟悉印刷電路板。依照電路整體結構,除二極管采用臥式安裝外,其余阻容元件、三極管等元器件采用立式安裝,并緊靠電路板,安裝電解電容器、發光二極管、整流二極管,三極管的有極性元件時注意方向,千萬不要插反裝錯。繼電器的焊接時間不要過長,否則會損壞開關觸點,兩個銅件(插座)要求焊接要牢固,不能有松動,另兩個銅件(插頭)用“十”字起子固定在印刷電路板上。聲波換能器裝在前機殼的蜂鳴腔內,用電烙鐵將周邊的塑料溶化后固定蜂鳴腔,再用熱溶膠固定其兩根引出線,直接焊在電路板相應位置。聲波換能器若裝配不好,將直接影響遙控距離,不可大意。
  
  在通電測試前,對已完成裝配、焊接的工件仔細檢查質量,重點是裝配的準確性,包括元件的位置、有極性元件的極性、電源變壓器的一次側、二次側等;焊點質量應該無虛焊、假焊、及搭焊,無空隙、毛刺等;應無影響安全性指標的缺陷;未通電情況下用萬用表在路電阻測量法對裝配好的電路板進行檢測;元器件整形。
  
  由于電路板直接與220V電源相接,安全性尤為重要。
  
  四.調試要求和方法
  
  為保證安全,先在C2兩端接入12~20V直流電源,檢測用氣囊能否使繼電器動作,如能正常開和關,即可裝好外殼,進行交流調試,將遙控開關插入220V的交流電源上,把需要遙控的負載電器插入遙控開關的插座中,捏動氣囊既可在10m內有效控制電路的開和關。
  
  注意:可用實驗電源12~16V直流檔調試,加在C2兩端,在LED發光時(繼電器J吸合),其端電壓約為7.5V。實際一般C2電壓在10V以上均可工作。
  
亞超聲遙控電路制作及改進Wireless remote controller

  上圖所示電路可以控制200VA左右的電器。如果被控制電路功率較大或電感性負載(如:電風扇、空調、電動機等),需要更換接觸點功率較大的繼電器。
  
  熟悉函數信號發生器面板,利用Sl01函數信號發生器觀察相關的方波及分頻。
五.故障的排除及改進
  
 、偻奓ED指示燈不亮:檢查Rl或R2是否燒壞開路,電路中是否存在短路故障。VT2的be結虛焊或開路,也會出現上述故障。檢查時,可以瞬間短路c、e兩端,如繼電器J有動作,則故障在VT2之前。否則重點檢查雙穩態電路VT3、VT4、V6、V7、C7、C8相關元器件,是否存在虛焊或其它問題。在電壓基本正常時,可以測量VT3、VT4、VT5基極電壓,在按動氣囊時,電壓約在0.05-0.7V之間擺動,如果正常,則為VT5不良。
  
 、谶b控時,可以使J吸合,但不能釋放,被控用電器不能夠切斷電源。重點查C7、V6、R8是否有虛焊、開路等故障,VT5有無擊穿。如繼電器不斷吸合和釋放,一般為C2虛焊或開路(容量減小也會)。另一類情況:電路只翻轉一次,即每次插電后,可以遙控吸合,但不能遙控斷電,通常為C7、C8其中之一容量減少,也可能是V6、V7中有一只擊穿所致。
  
 、廴绨l現遙控時LED亮,但繼電器不吸合情況,大多是因為C2兩端電壓(一般要求大于10V)過低所致。這時應當注意檢查負載是否過重,R2后的電路是否有短路情況。
  
 、苋绻l現繼電器銜鐵不停地吸合顫抖的聲音,幾秒鐘后停止,同時伴隨LED熄滅,繼電器銜鐵最終失電釋放,一般則是由于C2容量不足或減。ㄐ∮10μF)所致。
  
 、菀恍┑胤较奶煲螂娋W電壓過低(低于160V),也會造成C2兩端電壓過低等,使繼電器不吸合,這時可適當增加Cl到0.68μF,即可使電路正常工作。
  
 、捱b控距離近:如電路裝配正確,可將原來的耦合電容C5(1μF)改成4.7μF或6.8μF增加遙控距離。
  
  降壓電阻Rl在l00-750kQ其間選擇,C4容量下降或偏差過大,也會使遙控距離變近。由于元器件參數的離散性,諧振電容C4調試容量一般在0.01~0.022μF間選擇,均可正常工作。另外,三極管VT1放大倍數選擇過小,聲波換能器性能不佳等,都會造成遙控距離過近。
  
 、咴谙鹌饽覔p壞或缺失情況下,換成醫用滴眼藥用容量約為20ml左右的塑料小瓶替代,配上原來的發聲哨頭,并且密封好接口,使用效果也不錯。缺點:滴眼藥用塑料小瓶耐用性差,但取材容易,不失為一種方便的替代品。
  
 、酁榇_保在剛開始加電時,VT4能夠飽和導通,VT3處于截止狀態,在VT3基極與地(發射極)之間并聯一只2200P~0.022μF的電容,可改善電路特性。
  
 、嵯氯鐖D中所示改裝電路,分別將圖中的A、B點及接地端接到相應位置。使其成為紅外、亞超聲波遙控兩用開關電路?梢杂秒娨暀C遙控器直接控制,也可以替代因為缺失遙控氣囊不能使用的情況,使用非常方便。
 
 、怛寗涌煽毓钑r,將繼電器J去除,串聯一個100~200Q電阻至控制極G(雙向可控硅),可控硅型號為TLC336。
 
 


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