红外遥控器电路接收电路.docx

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红外遥控器电路接收电路

电子技术基础课程设计任务书

2014－2015学年第一学期　第18周－19周

题目

红外遥控器电路（接收电路）

内容及要求

1、要求与发射电路使用配对的接收器件。

2、电路接收到信号后，驱动继电器吸合，将负载电路电源接通。

进度安排

1、方案论证2天

2、分析、设计、3天

3、焊接、调试、实现3天

4、检查、整理、写设计报告、小结2天

学生姓名：

指导时间：

2014-12-29至2015-1-11

指导地点:

F楼409室

任务下达

2014-12-29

任务完成

2015-1-9

考核方式

1.评阅□　2.答辩□3.实际操作□　4.其它□

指导教师

系（部）主任

1.1、选题及要求1

1.2、原理与方案1

1.2.1、红外线与红外接收二极管1

1.2.2、红外接收电路1

1.2.3、电源电路3

1.2.4、红外接收总电路3

1.2.5、元器件的选择4

1.2.3方案确定4

2、总电路图，印刷图及相关说明5

2.1、原理图5

2.2、清单图5

2.3、PCB6

2.4、PCB三维图6

2.5、PCB板3D显示图7

3、计算机仿真及相关说明9

3.1、仿真电路图9

3.2、仿真过程9

4、电路制作与调试11

4.1、元件确定11

4.2、元件检测11

4.3、仪表仪器11

4.4、电路板制作11

4.5、电路板调试13

4.6、调试常见故障与处理方法15

5、心得体会16

6、参考文献17

引言

随着时代的发展，人民的生活水平不断提高，各种家用电器设备也随之进入千家万户，一些家用电器开关在使用的时候非常麻烦，为了方便大家使用，现在社会上也设计出了各种各样的控制开关，其中包括红外遥控开关，红外遥控是目前家用电器中用的较多的遥控方式。

红外遥控有以下特点：

1、抗干扰能力强。

由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可以使用通用的遥控器而不会产生相互的干扰；

2、电路调试简单，操作简单；

3、成本低，符合大众消费观念。

由于其抗干扰能力强，操作简单等诸多有点，红外遥控已经广泛应用于彩色电视机、DVD、空调、组合音响等各种家用电器上。

基于红外遥控发射与接收原理，我们小组设计了一款简易红外遥控电路，通过这个设计，不仅可以明白红外遥控的工作原理，还能在之后自己DIY红外遥控开关。

相信通过这个设计也能让其他人对红外遥控开关的工作原理有进一步的了解。

1、总体方案的设计与选择

1.1、选题及要求

这次课程设计，我们选择的是红外遥控接收电路，发射电路由班上另一组同学选择，所以在调试的过程中，需要两个小组一起配合。

出于对接收电路调试的需要，我们也对红外发射电路有了简单的了解，同时也根据原理制作了一个与发射小组功能一样的发射电路。

根据接收原理，我们对接收电路有了进一步地了解，同时也制作了简易红外接收电路。

课设电路要求如下：

1、要求与发射电路使用配对的接收器件。

2、电路接收到信号后，驱动继电器吸合，将负载电路电源接通。

1.2原理与方案

1.2.1红外线与红外接收接收二极管

红外线（Infrared）是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在760纳米（nm）至1毫米（mm）之间，比红光长的非可见光。

红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。

电路调试简单，若对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。

我们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。

发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光，利用红外发光二极管加上载波制作的发射电路可以发射一定频率的红外信号。

接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。

红外接收二极管一般有圆形和方形两种。

1.2.2、红外接收电路

根据红外光与红外接收二极管接收原理，可以制作简易的红外接收电路。

此红外接收电路由红外接收管LED3，电阻R2、R3、R4、R5、R6，发光二极管LED1，保护二极管D1，三极管Q1，继电器K1组成。

接收管LED3接收光照而产生光电流，照度一定时能可等效成恒流源，使三极管导通。

接收电路图如下：

继电器的拨动电压为3.75V，释放电压为0.5V。

当三极管导通时，B,E极之间电压约为0.7V，继电器两端电压大于3.75V，继电器动作。

当无光照时，红外接收管截止，三极管截止。

有很小的电流经过继电器，其电压小于0.5V，继电器释放。

继电器内部具有线圈的结构，所以它在断电时会产生电压过大的反向电动势，会击穿继电器的驱动三极管T2，为此要在继电器驱动电路中设计二极管保护电路，以保护继电器驱动三极管T2。

接收电路LED2为模拟负载，根据LED工作电流与电压选择300欧姆电阻R6限流。

此LED可检测电路是否能对继电器产生控制，起控制指示作用，若LED2发光，则表示已达到红外接收控制效果，反之则需要继续调试，直至达到效果为止。

电路工作原理框图：

1.2.3、电路电源

接收电路采用镍镉可充电电池供电，电池电压为7.2V，电池电压使用过程中容易产生浮动，同时接收电路所需电压为标准的5V直流，所以采用LM7805三端稳压电源。

同时采用C1，C2，C3，C4滤波，使输入与输出的直流电更平滑。

7805稳压电路如下：

1.2.4、红外接收总电路

1.2.5、元器件的选择

在multisim里生成的元件清单如下

其中，LED3为红外接收二极管，LED1，LED2分别为蓝色发光二极管和绿色发光二极管。

K1为5V继电器，三极管Q1选用2SC1815或S9013。

5V稳压管选用LM7805。

J1选用小型单刀单掷开关。

1.3、方案确定

结合计算及参考资料，确定最终电路图如下：

2.总体电路图,印刷板图及相关说明

2.1、原理图

以下是用AltiumDesigner10软件完成的原理图:

2.2、清单图

电路图画完之后进行ERC检查,再生成元件清单.对每个元件进行封装,每个元件的元件名.大小值及封装和描述如下:

2.3、PCB图

如此之后,再生成网络表,在新建的PCB板下导入网络表.设置接线规则,将元件排列好,再进行布线,因为电路比较简单，所以只用单层不限即可完成。

下面就是生成的PCB板:

PCB制板可以再学校实验室完成，也可以发到工厂进行PCB制版。

2.4.PCB三维图

运用altiumdesigner软件，可查看PCB板3维图。

PCB板三维图如下：

2.4.1、正面三维图：

2.4.2、背面三维图：

2.5、PCB板3D显示图

运用altiumdesigner还可以显示电路板3D仿真图，可提前知道电路做好后的样子。

下面是电路板3D显示图：

2.5.1、PCB正面3D图：

2.5.2、斜面3D仿真图：

2.5.3、背面3D仿真图：

3.计算机仿真及相关说明

3.1.仿真电路图

本设计仿真用的软件是Multisim10软件,这个软件非常人性化，使用操作很方便。

此外，它的功能比较强大,基本可找到所有常见的元件，仿真效果也非常不错。

我们从Multisim10软件中找到各元器件连成电路。

同时，由于软件不能模拟红外发射接收过程，根据红外接收二极管接收电路解调出波形原理，用函数信号发生器产生方波来代替其输出6HZ，占空比69%方波波形，从而达到模拟效果。

仿真电路图如下：

3.2仿真过程阐述

如图所示，连好仿真电路线路后，设置函数信号发生器波形，在没按开关J1时，LED2不发光；

效果如下图：

按下J1，LED2发光

效果如下图：

仿真结果表明，方案有效，可以使用。

4.电路制作与调试

4.1、元件确定

本次课题设计涉及的元器件不是很多，元件选择方面，根据原理及参数计算，仿真效果，确定了以下元件：

确定好元件后，到库房领取元器件。

4.2.元件的检测

元件使用前，先对元器件进行必要的检查，以确定元器件是否能正常工作，元器件检测可用万用表及其它仪表。

4.3.用到的仪器仪表

本设计用到万用表和示波器，函数信号发生器，直流稳压电源。

4.4.电路板制作

确认元器件没有问题后，可以开制作电路板，电路比较简单，所以没有采用PCB印刷腐蚀或使用雕刻机制板，在实验室直接使用万能板焊接制作。

制作好的红外接收电路板如下图：

正面图：

背面图：

4.5电路板调试

在焊接好了之后,接上7.2V电池，也可以直接用直流稳压电源，按下开关J1，结合发射电路一起调试。

接收电路以蓝色LED2发光二极管为模拟负载，接在继电器开关控制端。

调试结果为红外发射电路正常发射红外信号，若蓝色LED2发光，则表示接收电路正常；反之则不正常。

同时，LED1绿色发光指示灯也会在电路产生作用时发光。

调试过程中，在没有按下发射电路开光按钮时，红外接收二极管没有接收到红外信号，电路不驱动继电器工作，LED2蓝色二极管不亮。

未接受到红外光信号时效果图片如下：

按下发射电路开光按钮后，红外接收二极管接收到红外信号，电路驱动继电器工作，LED2蓝色二极管发光。

接收到红外光信号后效果图片如下：

效果图片1

效果图片2

效果图片3

4.6.、调试常见的故障与处理方法

在焊接过程，可能会遇到虚焊问题或短路问题，可以用万用表的蜂鸣档检测电路是否正常连通。

同时也可以用万用表检测其他器件是否出问题。

调试过程中，要确定电路的安全性，实用性与稳定性，尽量使作品更接近一个可以运用到生活，对生活有意义的成品。

5.心得体会

课程设计是学校安排的很好的一次实践机会，正如老师说的一样，我们可以通过这个课程设计学到很多东西。

对于大多数学生来说，专业学习主要停留在课堂内容，实践方面有很大空缺。

这次课题设计可以做一次很好的补充。

这次课程设计是针对电路分析基础，模拟电路，数字电路三门课程的一次综合设计，这次设计提高了我们运用课程所学的理论知识与实践紧密结合，独立地解决实际问题的能力。

在这次的课程设计中，我们运用到了几个常用专业软件,如Multisim，proteus及altiumdesigner等。

这些软件对我们专业作用很大，通过这次机会，我们也对这几个软件有了进一步的掌握，以前一些不知道用的功能也通过这次课设学会了。

本次课程设计比较开放，我们在设计过程中可以问老师，问同学，查资料，制作过程中，我们发现问题并解决问题的能力得到了进一步地提升。

同时，这次设计是两人为一组一起做一个课题，这要求组员要协同努力一起解决出现的题，不懂得问题相互交流，相互提出自己的见地。

总的来说，两个星期的课程设计，我们都收获了比较多，课设旨在理论结合实践，这是一个很好地锻炼机会。

实践的过程，也同样需要好的态度，需要注意细节，需要对出现的问题进行全面的分析。

课设所做的虽然是一个非常简单的小作品，但这是实践的基础，随着制作经验地增加，终有一天我们会运用所学知识，设计制作出能实际运用到生活的电路设备。

到现在,课设算是完成了题目要求，但对于我们来说，这不是实践的结束，我们需要践行时间精神，这种为了方案正确，调试成功忘记时间的精神值得我们继续发扬！

参考文献

1、课程教材——电路分析基础

2、课程教材——模拟电路

3、课程教材——数字电路

4、课程教材——altiumdesigner软件使用教材