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亚超声遥控电路制作及改进
Wireless remote controller

时间:2014-03-02 来源:互联网 作者:不详 编辑: 【关闭


亚超声遥控电路制作及改进,Wireless remote controller

关键字:超声,遥控

 
作者:王平
 一、电路分析
  
  亚超声遥控电路由直流供电、声波换能器、选频放大、触发信号产生、双稳态电路、控制电路及指示部分等组成,虽然是较成熟的综合实训电路,但因其实用性强,在改进、拓展电路功能方面仍留有许多空间。
 
亚超声遥控电路制作及改进Wireless remote controller
 
其原理方框图如上图所示,电原理图如下图所示。
  
亚超声遥控电路制作及改进Wireless remote controller
 

  220V交流电压经电容降压式Rl、Cl降压后直接送到桥式整流电路Vl—V4进行整流,再经过C2滤波得到约20V左右的较平滑的直流电,又经过降压电阻R2和滤波电容C3后得到约8V左右的直流电压(以上电压是指开关“断开”时的电压,开关“闭合”时,以上电压会降低,C2、C3两端电压分别约为7.5V和2.5V),即为整个电路的直流供电电源。
  
  VT1和VT2组成触发信号产生电路,R3是VT1的偏置电阻,可以调节遥控灵敏度,声波换能器ZD(带蜂鸣腔的压电陶瓷片)、电感L、电容器C4组成并联谐振电路,谐振频率约为18kHz。当气囊发出18kHz亚超声波时,声波换能器ZD将接收到的亚超声波信号转换成相应的电信号,经过VT1放大,由三极管VT1的集电极并联谐振回路选取18kHz信号,再通过耦合电容C5送到三极管VT2进行放大和整形,以负尖脉冲形成经R5、C6输出,即产生了能控制双稳态电路的触发信号。
  
  VT3、VT4等元件构成典型的双稳态电路,该电路具有对称性,由于VT3和VT4的性能参数不可能绝对一致,当VT4放大能力略好于VT3时,有负尖脉冲输入时,首先VT4导通,VC4≈0.3V,促使VT3截止,这是一种稳定状态;当又有尖脉冲输入时,VT4由导通变成截止。VT3由截止变成导通,这又是一种稳定状态。VT4导通时,VC4—0.3V,通过R12使VT5截止,VC5输出高电平,继电器J两端的电压为O,开关J是“断开”的,发光二极管LED也不亮。即遥控开关处于“断开”状态。当VT4截止时,VC4≈8V,通过R12使VT5饱和导通,vc5≈0.3V,继电器两端的电压约为12V,开关J是“闭合”的,发光二极管LED发光指示,即遥控开关处于“关闭”状态,插在遥控开关上的用电设备即可工作。
  
  二、元件选择
  
  二极管Vl~V8选用1A、1000V的1N4007型二极管,特别是Vl~V4,要保证其耐压不低于400V。VT2选用PNP型三极管9012或9015,放大倍数B>200,其余选用NPN型9014三极管,VT3、VT4要求尽可能特性一致,放大倍数B>100。降压电容器Cl的容量是0.47μF,耐压400V,应当选用优质的涤纶电容器,其余主要元器件按下图参数选择。继电器J选用工作电压为12V的小型继电器,型号是4098。电感器L的电感量是6.8mH。
  三、装配要求和方法
  
  工艺流程:准备→熟悉工艺要求→绘制装配草图→核对元件数量、规格、型号→元件检查→元器件预加工→电路板装配、焊接→总装加工→自检和互检。  
    首先对照元器件清单,认真查对元件及配件的数量,并用万用表检测阻容元件、二极管、三极管等元件的质量。然后看懂原理图,熟悉印刷电路板。依照电路整体结构,除二极管采用卧式安装外,其余阻容元件、三极管等元器件采用立式安装,并紧靠电路板,安装电解电容器、发光二极管、整流二极管,三极管的有极性元件时注意方向,千万不要插反装错。继电器的焊接时间不要过长,否则会损坏开关触点,两个铜件(插座)要求焊接要牢固,不能有松动,另两个铜件(插头)用“十”字起子固定在印刷电路板上。声波换能器装在前机壳的蜂鸣腔内,用电烙铁将周边的塑料溶化后固定蜂鸣腔,再用热溶胶固定其两根引出线,直接焊在电路板相应位置。声波换能器若装配不好,将直接影响遥控距离,不可大意。
  
  在通电测试前,对已完成装配、焊接的工件仔细检查质量,重点是装配的准确性,包括元件的位置、有极性元件的极性、电源变压器的一次侧、二次侧等;焊点质量应该无虚焊、假焊、及搭焊,无空隙、毛刺等;应无影响安全性指标的缺陷;未通电情况下用万用表在路电阻测量法对装配好的电路板进行检测;元器件整形。
  
  由于电路板直接与220V电源相接,安全性尤为重要。
  
  四.调试要求和方法
  
  为保证安全,先在C2两端接入12~20V直流电源,检测用气囊能否使继电器动作,如能正常开和关,即可装好外壳,进行交流调试,将遥控开关插入220V的交流电源上,把需要遥控的负载电器插入遥控开关的插座中,捏动气囊既可在10m内有效控制电路的开和关。
  
  注意:可用实验电源12~16V直流档调试,加在C2两端,在LED发光时(继电器J吸合),其端电压约为7.5V。实际一般C2电压在10V以上均可工作。
  
亚超声遥控电路制作及改进Wireless remote controller

  上图所示电路可以控制200VA左右的电器。如果被控制电路功率较大或电感性负载(如:电风扇、空调、电动机等),需要更换接触点功率较大的继电器。
  
  熟悉函数信号发生器面板,利用Sl01函数信号发生器观察相关的方波及分频。
五.故障的排除及改进
  
  ①通电LED指示灯不亮:检查Rl或R2是否烧坏开路,电路中是否存在短路故障。VT2的be结虚焊或开路,也会出现上述故障。检查时,可以瞬间短路c、e两端,如继电器J有动作,则故障在VT2之前。否则重点检查双稳态电路VT3、VT4、V6、V7、C7、C8相关元器件,是否存在虚焊或其它问题。在电压基本正常时,可以测量VT3、VT4、VT5基极电压,在按动气囊时,电压约在0.05-0.7V之间摆动,如果正常,则为VT5不良。
  
  ②遥控时,可以使J吸合,但不能释放,被控用电器不能够切断电源。重点查C7、V6、R8是否有虚焊、开路等故障,VT5有无击穿。如继电器不断吸合和释放,一般为C2虚焊或开路(容量减小也会)。另一类情况:电路只翻转一次,即每次插电后,可以遥控吸合,但不能遥控断电,通常为C7、C8其中之一容量减少,也可能是V6、V7中有一只击穿所致。
  
  ③如发现遥控时LED亮,但继电器不吸合情况,大多是因为C2两端电压(一般要求大于10V)过低所致。这时应当注意检查负载是否过重,R2后的电路是否有短路情况。
  
  ④如果发现继电器衔铁不停地吸合颤抖的声音,几秒钟后停止,同时伴随LED熄灭,继电器衔铁最终失电释放,一般则是由于C2容量不足或减小(小于10μF)所致。
  
  ⑤一些地方夏天因电网电压过低(低于160V),也会造成C2两端电压过低等,使继电器不吸合,这时可适当增加Cl到0.68μF,即可使电路正常工作。
  
  ⑥遥控距离近:如电路装配正确,可将原来的耦合电容C5(1μF)改成4.7μF或6.8μF增加遥控距离。
  
  降压电阻Rl在l00-750kQ其间选择,C4容量下降或偏差过大,也会使遥控距离变近。由于元器件参数的离散性,谐振电容C4调试容量一般在0.01~0.022μF间选择,均可正常工作。另外,三极管VT1放大倍数选择过小,声波换能器性能不佳等,都会造成遥控距离过近。
  
  ⑦在橡皮气囊损坏或缺失情况下,换成医用滴眼药用容量约为20ml左右的塑料小瓶替代,配上原来的发声哨头,并且密封好接口,使用效果也不错。缺点:滴眼药用塑料小瓶耐用性差,但取材容易,不失为一种方便的替代品。
  
  ⑧为确保在刚开始加电时,VT4能够饱和导通,VT3处于截止状态,在VT3基极与地(发射极)之间并联一只2200P~0.022μF的电容,可改善电路特性。
  
  ⑨下如图中所示改装电路,分别将图中的A、B点及接地端接到相应位置。使其成为红外、亚超声波遥控两用开关电路。可以用电视机遥控器直接控制,也可以替代因为缺失遥控气囊不能使用的情况,使用非常方便。
 
  ⑩驱动可控硅时,将继电器J去除,串联一个100~200Q电阻至控制极G(双向可控硅),可控硅型号为TLC336。
 
 


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