專利名稱：紅外遙控吊扇調(diào)速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種紅外遙控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種家電類紅外遙控、調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，例如紅外遙控吊扇調(diào)速器。
背景技術(shù)：
目前紅外遙控設(shè)備大多采用紅外收發(fā)專用芯片，功能單一，產(chǎn)品不易升級，僅適用于大批量生產(chǎn)。又現(xiàn)吊扇調(diào)速器多采用串電感調(diào)速或晶閘管移相調(diào)速，需要用固定位置的調(diào)速盒，還要布線，操作極不方便，另外串電感調(diào)速，調(diào)速效率較低，且易損壞。如何使紅外遙控技術(shù)在家電類應(yīng)用得到擴(kuò)展，例如紅外遙控吊扇、風(fēng)扇的調(diào)速，這是擺在我們面前不大不小的難題。本
實用新型內(nèi)容本實用新型針對上述問題，提出了新的技術(shù)方案，S卩紅外遙控吊扇調(diào)速器。本實用新型的技術(shù)內(nèi)容包括將紅外遙控技術(shù)、電機(jī)PWM調(diào)速技術(shù)相結(jié)合，以單片機(jī)為依托，解決吊扇的調(diào)速控制問題，使吊扇的調(diào)速控制更加方便靈活，安全準(zhǔn)確。本實用新型技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的，本實用新型紅外遙控吊扇調(diào)速器由紅外遙控發(fā)射器和紅外遙控接收器兩部分組成，紅外遙控發(fā)射器由紅外發(fā)射電路、發(fā)射控制電路以及調(diào)速器構(gòu)成，紅外遙控接收器由紅外接收電路、接收控制電路、顯示電路、電機(jī)驅(qū)動電路以及電源電路構(gòu)成；本實用新型有益效果紅外遙控技術(shù)在很多家電中都有應(yīng)用，這里將紅外遙控用于吊扇的控制，可使之像電視、空調(diào)等其它家電一樣，可以在一定距離上操作，無需布線，也沒有觸電危險；該設(shè)備對電機(jī)采用脈沖寬度調(diào)制調(diào)速技術(shù)，可以將轉(zhuǎn)速等級分得更細(xì)，且這種調(diào)速方式相比傳統(tǒng)的串電感調(diào)速或晶閘管移相調(diào)速相比具有更高效率；該設(shè)備以單片機(jī)為核心元件，可以以一片單片機(jī)代替多片專用芯片的功能，體積更小，功耗更低；該設(shè)備在交流電中呈電容性， 可以對電機(jī)等感性負(fù)載起功率補(bǔ)償作用，提高線路功能因數(shù)。

附圖1為本實用新型的紅外遙控發(fā)射器方框電原理圖附圖2為本實用新型的紅外遙控接收器方框電原理圖附圖3為本實用新型的紅外遙控發(fā)射器電原理圖附圖4為本實用新型的紅外遙控接收器電原理圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。在圖中紅外遙控發(fā)射器由紅外發(fā)射電路1、發(fā)射控制電路2以及調(diào)速器3成，紅外遙控接收器由紅外接收電路4、接收控制電路5、顯示電路6、電機(jī)驅(qū)動電路7以及電源電路8構(gòu)成；[0017]從圖中進(jìn)一步看出，紅外發(fā)射電路1由紅外發(fā)射管Dl和三極管Ql組成的共射極放大電路構(gòu)成；進(jìn)一步看出，發(fā)射控制電路2由單片機(jī)Ul構(gòu)成；進(jìn)一步看出，調(diào)速器3由按鍵31、52、53、54和二極管02—05構(gòu)成；進(jìn)一步看出，紅外接收電路4由集成電路TO構(gòu)成；進(jìn)一步看出，接收控制電路5由單片機(jī)U2構(gòu)成；進(jìn)一步看出，顯示電路6由數(shù)碼管U3構(gòu)成；進(jìn)一步看出，電機(jī)驅(qū)動電路7由光電耦合器U4和晶體管Q2組成的共射極放大電路與雙向進(jìn)閘管Q3構(gòu)成進(jìn)一步看出，電源電路8由電源集成電路TO、橋式整流器D7及穩(wěn)壓二極管構(gòu)成。該實用新型通過微型手持式紅外遙控發(fā)射器發(fā)射紅外信號，紅外遙控接收器接收到紅外信號控制吊扇的啟停和轉(zhuǎn)速。紅外遙控發(fā)射器和紅外遙控接收器都采用51系列低功耗單片機(jī)作為核心元件。整個系統(tǒng)由硬件實現(xiàn)和軟件實現(xiàn)兩大部分。硬件電路由紅外遙控發(fā)射器和紅外遙控接收器兩部分組成，紅外遙控發(fā)射器電路如圖1、圖3所示，紅外遙控發(fā)射器由紅外發(fā)射電路1、發(fā)射控制電路2以及調(diào)速器3構(gòu)成， 紅外發(fā)射電路1由紅外發(fā)射管Dl和三極管Ql構(gòu)成，紅外發(fā)射管Dl和三極管Ql組成共射極放大電路，發(fā)射控制電路2由單片機(jī)Ul構(gòu)成，調(diào)速器3由按鍵Si、S2、S3、S4和二極管 D2—D5構(gòu)成。發(fā)射器需要考慮較小體積降低功耗等因素。紅外發(fā)射管Dl和三極管Ql構(gòu)成紅外發(fā)射電路。當(dāng)單片機(jī)Ul引腳輸出高電平時Dl發(fā)射紅外線，輸出低電平時停止發(fā)射。 按鍵Sl—S4與單片機(jī)Ul引腳相連，用于啟動、停止、增速和減速四種操作，當(dāng)按鍵按下時， 引腳讀入為低電平，否則讀入為高電平。為了降低功耗，在沒有按鍵按下時，單片機(jī)Ul處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時，通過外部中斷喚醒單片機(jī)U1，使之進(jìn)入工作狀態(tài)并開始發(fā)射。 四個按鍵Sl—S4引腳通過二級管D2—D5與外部中斷輸入引腳相連，構(gòu)成“與”關(guān)系，有任意按鍵按下時外部中斷引腳得到低電平觸發(fā)中斷，使單片機(jī)Ul進(jìn)入工作狀態(tài)。待機(jī)電流約為1 μ A，工作電流約為12mA。紅外遙控接收器如圖4所示，該電路由紅外接收電路4、接收控制電路5、顯示電路 6、電機(jī)驅(qū)動電路7以及電源電路8構(gòu)成，紅外接收電路4由集成電路TO構(gòu)成，接收控制電路5由單片機(jī)U2構(gòu)成，顯示電路6由數(shù)碼管U3構(gòu)成，電機(jī)驅(qū)動電路7由光電耦合器U4、 雙向進(jìn)間管Q3和晶體管Q2構(gòu)成，電源電路8構(gòu)成電源集成電路TO、橋式整流器D7及穩(wěn)壓二極管D8構(gòu)成。電源部分由220V交流電直接供電，220V交流電通過電容限流，通過整流電橋D7整流再通過三端穩(wěn)壓器U6生成5V電壓，該電路最高可提供69mA電路。穩(wěn)壓管D8 用于限制三端穩(wěn)壓器在單片機(jī)耗電較低時，輸入電壓不超過9V。電機(jī)驅(qū)動部分由光電耦合器U4、雙向進(jìn)閘管Q3和晶體管Q2及外圍元件構(gòu)成，光電耦合器U4和晶體管Q2組成的共射極放大電路。光電耦合器U4輸入端與單片機(jī)U2引腳相連，當(dāng)引腳輸出低電平時，光電耦合器U4和雙向進(jìn)閘管Q3導(dǎo)通，電機(jī)開始工作；當(dāng)引腳輸出高電平時，光電耦合器U4和雙向進(jìn)閘Q3管截止，電機(jī)停止工作；光電耦合器U4采用雙向光耦M0C3021，與雙向進(jìn)閘管BT136 配合使用。電容C9用于驅(qū)動感性負(fù)載時，起抗干擾作用。在控制電機(jī)變速時光電耦合器和晶閘管交替導(dǎo)通和截止，通過控制占空比來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。實際工作時，脈寬調(diào)制周期約為0. ls，單片機(jī)U2弓丨腳輸出低電平占空比在10%到100%間變化。單片機(jī)紅外接收由單片機(jī)U2、紅外接收集成電路TO和數(shù)碼管U3等構(gòu)成。紅外接收集成電路TO采用SM0038，能將 38KHz紅外脈沖信號轉(zhuǎn)換為低電平信號，與單片機(jī)U2外度中斷0引腳相連，當(dāng)SM0038接收到紅外信號時觸發(fā)單片U2機(jī)外部中斷，R8和C6用于SM0038電源濾波。共陰數(shù)碼管U3與單片機(jī)U2的Pl 口連接，用于顯示從1到9九個數(shù)字的轉(zhuǎn)速檔位，R4為上拉排阻加強(qiáng)數(shù)碼管U3驅(qū)動電流。單片機(jī)P3. 7引腳通過三極管推動光耦，當(dāng)引腳輸出低電平時光耦導(dǎo)通。單片機(jī)U2紅外發(fā)射端口每次發(fā)射一串基頻為38KHz的脈沖，每兩串脈沖之間間隔一段時間，這段時間的長短由單片機(jī)U2內(nèi)時間寄存器設(shè)置。紅外接收器的紅外接收集成電路U5將脈沖串轉(zhuǎn)為低電平，則兩個下降沿之間的時間即為發(fā)送機(jī)時間寄存器的時長。紅外遙控發(fā)射器發(fā)送四種有特定時長的信號，紅外遙控接收器通過下降沿觸發(fā)單片機(jī)的外部中斷，通過檢測兩個下降沿間的時長，來判斷是否為有效信號，以及那一種信號。軟件實現(xiàn)分為紅外發(fā)射和紅外接收調(diào)速兩部分。紅外遙控發(fā)射器需用到單片機(jī)兩個定時器，一個外部中斷等硬件資源，其中定時器TO用以計量發(fā)射38KHZ脈沖串的脈寬，定時器T1用以計量脈沖串與脈沖串之間的時長，外部中斷0用以喚醒待機(jī)狀態(tài)。程序流程圖如圖8所示。定時器TO處于常開狀態(tài)，程序首先讀按鍵，若無按鍵按下，則進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，關(guān)發(fā)設(shè)標(biāo)志；若有按鍵按下，則將啟動按鍵、停止按鍵、增速按鍵、減速按鍵相對應(yīng)的數(shù)值(數(shù)值1、數(shù)值2、數(shù)值3、數(shù)值4)填入時間寄存器，開發(fā)設(shè)標(biāo)志。在定時器Tl的中斷子程序中， 若發(fā)設(shè)標(biāo)志關(guān)，則返回等待下一次中斷；若發(fā)設(shè)標(biāo)志開，則將時間寄存器的數(shù)值填入初值寄存器，打開定時器TO開始發(fā)射紅外信號，紅外脈沖串間的時間間隔即由時間寄存器中相應(yīng)的數(shù)值來決定。外部中斷0用于待機(jī)狀態(tài)喚醒，其程序段為空。當(dāng)讀鍵時無按鍵按下即進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時外部中斷0輸入引腳即接到下降沿，觸發(fā)外部中斷，將IDL位清零，退出待機(jī)狀態(tài)紅外遙控接收器外部中斷0用來檢測由紅外接收所集成電路TO發(fā)出的下降沿而觸發(fā)中斷，啟動定時器TO開始計時，定時器TO通過定時來測量脈沖串與脈沖串之間的時長，判斷信號的種類；定時器Tl用來控制電機(jī)驅(qū)動口的方波占空比，對電機(jī)調(diào)速。程序流程圖如圖9所示。當(dāng)紅外接收接集成電路TO收到一個紅外脈沖串，便輸出一個低電平，外部中斷引腳接收到一個下降沿觸發(fā)中斷，啟動定時器TO從零開始計時；當(dāng)紅外接集成電路TO再次接收到一個脈沖串時第二次觸發(fā)外部中斷，將TO初值寄存器中的數(shù)值讀入時間寄存器， 再對TO清零開始第二次計時，如此反復(fù)不斷。在主程序中，不停判斷時間寄存器中的數(shù)值是否為規(guī)定的數(shù)值(數(shù)值1、數(shù)值2、數(shù)值3、數(shù)值4)，為數(shù)值1則進(jìn)行啟動操作，開定時器Tl， 發(fā)出PWM信號啟動電機(jī)，開顯示；為數(shù)值2則進(jìn)行停止操作，關(guān)定時器Tl，關(guān)顯示；為數(shù)值3 則進(jìn)行增速操作，將速度寄存器中的數(shù)值加1，刷新顯示；為數(shù)值4則進(jìn)行減速操作，將速度寄存器中的數(shù)值減1，刷新顯示。速度寄存器中的數(shù)值在1到9之間，使定時器Tl發(fā)出占空比在10%到100%之間的PWM波，對電機(jī)調(diào)速，并通過數(shù)碼管將這十個數(shù)碼顯示出來。定時器Tl的定時時長固定，當(dāng)調(diào)速引腳輸出低電平時，速度寄存器中的數(shù)值即為定時次數(shù)；當(dāng)調(diào)速引腳輸出高電平時，速度寄存器中的數(shù)值對10的補(bǔ)碼為定時次數(shù)。由此輸出周期為定時時長十倍的PWM波，速度寄存器中的數(shù)值越大，低電平的占空比越大，速度越高。紅外遙控發(fā)射器采用手持式，紅外遙控接收器與吊扇一起安裝，紅外遙控接收器上的接線端子分別與220V交流電源和電機(jī)連接；紅外遙控發(fā)射器上的四個按鍵分別控制吊扇的啟動、停止和增速減速，紅外遙控接收器接收到紅外遙控器發(fā)來的某個信號，對電機(jī)進(jìn)行啟動、停止和調(diào)速控制操作，并由八段數(shù)碼管顯示當(dāng)前轉(zhuǎn)速級別。 本實用新型除用于遙控吊扇、風(fēng)扇的調(diào)速外，還可以用于其他家電的遙控調(diào)速、調(diào)
光等，類似的設(shè)計也應(yīng)在保護(hù)之列。
權(quán)利要求1.一種紅外遙控吊扇調(diào)速器，由紅外遙控發(fā)射器和紅外遙控接收器兩部分組成，其特征在于，紅外遙控發(fā)射器由紅外發(fā)射電路(1)、發(fā)射控制電路( 以及調(diào)速器C3)構(gòu)成，紅外遙控接收器由紅外接收電路G)、接收控制電路(5)、顯示電路(6)、電機(jī)驅(qū)動電路(7)以及電源電路⑶構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外遙控吊扇調(diào)速器，其特征在于，紅外發(fā)射電路(1)由紅外發(fā)射管Dl和三極管Ql組成的共射極電路構(gòu)成，發(fā)射控制電路O)由單片機(jī)Ul構(gòu)成，調(diào)速器(3)由按鍵Si、S2、S3、S4和二極管D2-D5構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外遙控吊扇調(diào)速器，其特征在于，紅外接收電路(4)由集成電路U5構(gòu)成，接收控制電路(5)由單片機(jī)U2構(gòu)成，顯示電路(6)由數(shù)碼管U3構(gòu)成，電機(jī)驅(qū)動電路⑵由光電耦合器U4和晶體管Q2組成的共射極電路與雙向進(jìn)閘管Q3構(gòu)成。
專利摘要本實用新型涉及一種紅外遙控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種家電類紅外遙控、調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型紅外遙控吊扇調(diào)速器由紅外遙控發(fā)射器和紅外遙控接收器兩部分組成，紅外遙控發(fā)射器由紅外發(fā)射電路、發(fā)射控制電路以及調(diào)速器構(gòu)成，紅外遙控接收器由紅外接收電路、接收控制電路、顯示電路、電機(jī)驅(qū)動電路以及電源電路構(gòu)成；本實用新型的技術(shù)內(nèi)容包括將紅外遙控技術(shù)、電機(jī)PWM調(diào)速技術(shù)相結(jié)合，以單片機(jī)為依托，解決吊扇的調(diào)速控制問題，使吊扇的調(diào)速控制更加方便靈活，安全準(zhǔn)確。
文檔編號F04D27/00GK202042048SQ20112005156
公開日2011年11月16日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月1日
發(fā)明者王清珍, 鄔寶寅 申請人:王清珍