四路無線遙控開關(guān)的設(shè)計方案

　0引言

　　目前市場上有很多無線遙控產(chǎn)品出售，質(zhì)量參差不齊，有些還使用LC振蕩器，頻率漂移嚴重，性能不好。本文介紹一種性能穩(wěn)定、價格便宜的無線遙控組件。該模塊工作頻率為315MHz，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，器頻率穩(wěn)定度極高，當環(huán)境溫度在一25℃-+85℃之間變化時，頻飄僅為3ppm/度。它與編解碼集成PT2622/PT2722配套使用時，可以實現(xiàn)遙控、遙測、數(shù)據(jù)采集、生物信號采集等功能。

　　1 PT2262/2272

　　編碼芯片PT2262/2272是臺灣普城公司生產(chǎn)的CMOS工藝制造的低功耗低價位通用編碼/解碼電路，是一對帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線遙控發(fā)射/接收芯片。

　　發(fā)射芯片PT2262將載波振蕩器、編碼器和發(fā)射單元集成于一身，使發(fā)射電路變得非常簡潔。它工作電壓范圍寬（-15V-2.6V），其中A0一A1l為地址管腳，用于進行地址編碼，可置為“0”，“1”或“f”（懸空）。DO-D5為數(shù)據(jù)輸入端，有一個為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉。TE為編碼啟動端，低電平有效。OSCl、OSC2分別為振蕩電阻的輸入和輸出端，外接電阻決定振蕩頻率。設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，平時為低電平，可以直接調(diào)制發(fā)射模塊發(fā)射信號。

　　PT2272通常有L4、L6和M4等后綴輸出形式。L4、L6是4路和6路自鎖存輸出，M4則是四路非鎖定輸出。而鎖存功能是指，當發(fā)射信號消失時，PT2272的數(shù)據(jù)輸出端仍保持原來的狀態(tài)，直到下次接收到新的信號輸入。PT2272的非鎖存功能是指當發(fā)射信號消失時，PT2272的對應(yīng)數(shù)據(jù)輸出位即變?yōu)榈碗娖郊磾?shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的，而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應(yīng)，可用以類似點動的控制。

　　2四路遙控器的工作原理

　　2.1發(fā)射部分

　　發(fā)射部分電路原理圖如圖1中（a）所示。

　　圖1 發(fā)射部分電路原理圖

　　該部分電路主要由315MHz無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊和編碼集成PT2262組成。該無線發(fā)射模塊原理圖如圖1中（b）所示，它具有較寬的工作電壓范圍3-12V，當電壓變化時發(fā)射頻率基本不變，和發(fā)射模塊配套的接收模塊無需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。當發(fā)射電壓為3V時，空曠地傳輸距離約20-50m，發(fā)射功率較??；當電壓5V時約100-200m）當電壓9V時約300-500m;當發(fā)射電壓為12V時，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約60毫安，空曠地傳輸距離700-800m，發(fā)射功率約500mW.當電壓大于12V時功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。發(fā)射模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗。當數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與DF發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則DF發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近DF數(shù)據(jù)模塊的實際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。

　　平時沒有按按鈕時，三極管Q截止，編碼集成ICl處于斷電狀態(tài)，無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊沒有發(fā)射信號。當按鈕S1一s4任何一個按下時，三極管Q1導(dǎo)通，編碼集成ICI開始工作，它根據(jù)數(shù)據(jù)輸入端Do-D3的電平進行編碼，編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的碼字。該編碼信號經(jīng)無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊V1進行調(diào)制后經(jīng)天線發(fā)射到周圍的空間。如果按鈕一直按住則發(fā)射模塊連續(xù)發(fā)射無線信號。當編碼集成ICI（PT2262）第17腳為低電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當于調(diào)制度為100%的調(diào)幅。

　　2.2接收部分

　　接收部分的電路原理圖如圖2中（a）所示。

　　圖2接收部分電路原理圖。

　　該部分電路主要由315MHz無線數(shù)據(jù)接收模塊、解碼集成PT2272，D觸發(fā)器4013和繼電器電路組成。

　　315MHz無線數(shù)據(jù)接收模塊有超再生式接收模塊和超外差式接收模塊兩種，超再生和超外差電路性能各有優(yōu)缺點。超再生式接收模塊接收靈敏度為-105dBm，抗干擾能力差，頻率受溫度漂移大，采用帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到315MHz后封固，這與采用可調(diào)電容調(diào)整接收頻率的電路相比，溫度、濕度穩(wěn)定性及抗機械振動性能都有極大改善。超外差式接收模塊抗干擾能力較強，自身輻射極小，背面有網(wǎng)狀接地銅箔屏蔽，可以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號的侵入；輸出端的波形在沒有信號時比較干凈，干擾信號為短暫的針狀脈沖，不象超再生式接收電路會產(chǎn)生密集的噪聲波形，但近距離強信號時可能有阻塞現(xiàn)象。

　　本制作使用后綴為M4的PT2272解碼芯片（PT2272一M4）。PT2272工作電壓為5V，其中A0一A11為地址管腳，用于進行地址編碼，可置為“0”，“1”或叩‘（懸空），但必須與PT2262一致，否則不解碼。D0--D3為數(shù)據(jù)管腳，當?shù)刂反a與PT2262一致時，數(shù)據(jù)管腳輸出與PT2262數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平，鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)時才能轉(zhuǎn)換。DIN為數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端。OSCl、OSC2分別為振蕩電阻的輸入和輸出端，外接電阻決定振蕩頻率。VT為解碼有效確認端，高電平有效。

　　平時無線接收模塊D1沒有接收到空間的315MHz信號時，輸出的只是干擾信號，解碼集成PT2272一M4（ICl）輸出端DO-D3均為低電平。

　　當無線接收模塊收到空間的315MHz信號時，經(jīng)放大、變頻、濾波等處理后輸出控制信號，送到解碼集成ICl第14腳進行解碼。只有PT2272的地址端的電平狀態(tài)與發(fā)射部分的PT2262的地址端一致時，對應(yīng)的數(shù)據(jù)端才有高電平輸出。本制作的地址為FFFFFF，即全部懸空，制作時也可以改變自己決定地址碼，最重要就是不要相互干擾。由D觸發(fā)器4013構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路，當輸入端CK為上升沿時輸出端Q翻轉(zhuǎn)，輸出的電平通過控制繼電器的斷通，從而控制用電器的工作狀態(tài)。

　　圖3接收部分用PT2272L4的電路圖。

　　將圖2（a）中的PT2272--M4改為PT2272--L4，則四路輸出就有非鎖狀態(tài)變?yōu)樽枣i定狀態(tài)。在這種情況下，怎么才能實現(xiàn)將其中的某路輸出由自鎖定狀態(tài)變?yōu)榉亲枣i定狀態(tài)變呢？如圖3所示，由于接收指示端第17腳只有接收解碼正確才輸出為高電平，發(fā)射機不工作時它轉(zhuǎn)為低電平。編碼信號發(fā)射時，13腳鎖定輸出離電平，17腳同時為商電平，D5截止，13腳的輸出接飚為高電平輸出；當編碼發(fā)射器停止發(fā)射時，譯碼器沒有接收翻正確信號，雖然13腳已鎖定成了高電平，但17腳融轉(zhuǎn)為低電平，使二極管D5正偏導(dǎo)通，將13腳經(jīng)R？輸出的高魄乎下拉為0.7V以下，D用鍺二極管2AP9則輸出電平更低。

　　所以輸出接口在未解碼時就為低電平輸出了，即為非鏤狀態(tài)。所以如果將蠶2（a）中酶PT2272--M4改為Pr2272~L4，相應(yīng)的將原理網(wǎng)圖2（a）改為圖3，也能實現(xiàn)同樣的功能，即四路非鎖狀態(tài)。如果將某一路改為蠢錟狀態(tài)，將耀應(yīng)的二極管去掉幫霹。鍘如，去掉D5，就將PT2272--L4的第13腳的非自鎖定輸出改為錟定輸出。

　　3安裝與調(diào)試

　　該電路使用DF無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和編解碼集成PT2262/PT2272一M4.接收部分T1為6V電源，電器可戮報據(jù)控翩電器鶼功率選用不同豹燮號。其他元器件沒有特別要求。將元件牢固、無誤地焊接在根據(jù)原理圖刻制的線路板上，連接好線路板和無線發(fā)射/接收模塊之聞的電源線和信號線酃可。

　　電路制作好詹，確認無誤就可以接逶電源調(diào)試，先不用接用電器，按發(fā)射部分的按鈕，如果聽到繼電器動作可靠，再接上用電器，這時如果繼電器質(zhì)量完好一般都霹潑正常工作。

　　發(fā)射部分電路為了減少體積，可以使用鈕扣電池或者遙控器專用電池。電壓不同遙控的距離也不同。接收部分電路可以裝在塑料盒內(nèi)，四個繼電器就是四個開關(guān)，這樣就翩成了四路遙控開關(guān)。