圖1多路無線電遙控器開關控制系統
二、多路無線電遙控器系統設計
1.發射系統
(1)發射系統電路原理圖
發射系統主要由計數編址電路、編碼電路、無線電發射電路組成。發射系統的電路原理圖如圖2所示。
圖2發射系統的電路原理圖
a.計數編址電路
計數編址電路由可預置CMOS計數器C40161和按鍵組成,其中地址由兩片C40161和一個計數按鍵(ADRESSUP)組成8bit的加法計數器,數據編碼由一片C400161和一個按鍵(DATAUP)組成,每按下一次按鍵,計數器就加一,地址編碼有28=256種,數據編碼有24=16種,合計有28×24=4096種不同的編碼。
b.編碼電路
編碼電路由NB5026和傳輸按鍵(TE)組成,A0~A7分別與地址編碼計數器1#、2#的Q0~Q3連接,D0~D3分別與數據編碼計數器3#的Q0~Q3連接,可得到28×24=4096種不同的編碼。
c.無線發射電路
無線發射電路由L1、C0、C1和VT1等構成高頻振蕩器。
(2)工作原理
由于VT1高頻振蕩管特征頻率Tf較高,振蕩性能好,再加上L1電感采用印刷方式在電路板上,電感量穩定,整個電路的振蕩頻率大約在100~400MHz。電路振蕩信號經L1向空中發射出去。該射頻發射電路的關鍵器件VT1、VT2、L2為專用型,因為VT1不但要滿足振蕩電路需要,還要承受L2回饋電壓的沖擊,以增加發射效率。
調制信號采用改變脈沖的編碼信號。調制脈沖經NB5026第17腳(輸出端)控制VT2調制管(其實為開)工作,使射頻電路處在調制脈沖的控制下。NB5026時鐘振蕩頻率由外接電阻R2決定,R2阻值越小,振蕩頻率越高;R2阻值越大,振蕩頻率越低。本電路選用100KΩ,其相應的調制振蕩頻率約1.1kHz。
按下ADRESSUP鍵,進行地址選擇,按下DATAUP鍵進行數據選擇(也就是多路控制路選擇),按下TE鍵(低電平)時,在NB5026內的振蕩器起振,編碼開始,編碼輸入被選中,并將其邏輯進行編碼,由17腳(DOUT)連續發出一幀一幀的編碼數據,首先輸出A0比特。
2.接收多路控制系統
(1)接收多路控制系統電路原理圖
接收多路控制系統主要由無線電接收電路、譯碼電路、開關控制電路組成。接收控制系統的電路原理圖如圖3所示。
圖3接收控制系統的電路原理圖
a.無線電接收電路
無線電接收電路由超再生檢波、放大、整形及譯碼電路組成。由VT1、C0、C1等組成的接收放大檢波電路,由VT2、LM392放大構成整形電路。將發射機載波信號內的調制信號完全復原后送入NB5027譯碼器第14腳(DIN)。
b.譯碼電路
譯碼電路由譯碼器芯片NB5027和地址計數器C40161組成,譯碼器的地址連接與編碼器的完全相同,地址編碼可以通過按鍵(ADRESSUP)進行計數編碼,只有與發射的地址完全相同時才能譯碼。
c.開關控制電路。
開關控制電路由16選1的譯碼器C4514、16個開關驅動電路(VT、VD、1k電阻)和16個繼電器線圈(K)組成。
(2)接收多路控制系統電路工作原理
由發射機發射出的載波高頻信號,經C0、L1接收,由VT1、C0、C1等組成的接收電路L1感應而來的信號放大檢波,送進VT2放大電路進行電壓放大,再送入LM392進行放大整形,將發射機載波信號內的調制信號完全復原后送入NB5027譯碼器第14腳(DIN)。
由于NB5027是發射電路中NB5026的配對譯碼器,其要求是很高的:
①NB5026和NB5027兩電路的地址碼A1~A8應絕對保持一致;
②NB5026的振蕩電阻R2應和NB5027的振蕩電阻R9一樣。以上兩點必須首先滿足,然后在接收中,兩次相同的數據將被逐位的進行比較。數據正確時,前八位兩態(0或1)輸入,如果收到的地址碼與本地設定的地址碼相同,后面的四位數據將被保存,但并不送到輸出寄存器,當再次收到匹配的地址碼和與上次相同的數據,輸出數據被鎖存并輸出到數據端。兩次接收相同的編碼后,數據被VT鎖到輸出寄存器并一直保持高電平,使D0~D3鎖存到4-16線譯碼器C4514中,直到收到不匹配的編碼或沒有信號輸入,D0~D3具有記憶特性,VT信號沒有記憶功能,NB5027的VT總線輸出復零,譯碼器C4514中的數據維持不變。由NB5026的數據輸入端D0~D3進行編碼,由NB5027的數據輸出端D0~D3用4-16線譯碼器C4514進行譯碼,去驅動VT使之飽和導通或截止,繼電器K吸合或斷開。由于NB5027的D0~D3具有記憶特性,在NB5026發射出數據信號時,NB5027輸出相應的數據,并保持到接收機接收新的數據為止,這樣實現無線多路控制。
3.元器件選用
發射電路:微調電容0C要選用微小體積、可調式的,容量在4~27PF的產品1.C、2C均為高頻瓷片電容器,射頻振蕩發射三極管VT1為臺灣金宗電子有限公司生產的LD—400或34D40,其中特征頻率Tf≥660MHz,其它組件不替代。編碼器NB5026可用SR5026、LD5026等直接代替。若用作單路遙控時,編碼鍵可不設,只要用焊錫焊好某一與電源正極或負極相連即可。電源用9V或12V層迭電池。L2用Φ0.17mm漆包線在Φ3mm鉆頭圓柄上密繞6匝,脫胎即可。
印刷電路板見圖4,圖4(a)是發射,圖4(b)是接收。
(a)發射
(a)發射
(b)接收
圖4
4.調試、使用
本機調試較為簡單。發射機接通電源后,其總電流應為25.40mA。接收機電路總電流(待機時)為1.5~1.8mA。
調試時,應用示波器配合進行,將示波器探針分別夾在NB5027第14腳與地之間,所顯示波形和發射機NB5026第17腳完全一樣,并注意觀察相位。如果無波形或無“干凈”正確波形時,分別調節發射機電路和接收機電路中的微調電容0C,使兩機工作頻率一致。
如果一切都正常,可進行拉距試驗。如果兩機諧振困難,可以在接收機2C(1.2pF)處再并一只1~2pF電容即可。
當用34D40發射管作發射機時,在空闊地帶實際有效控制距離可達200~400m,如在天線接口電容C4上接一根10~100cm軟導線時,遙控距離將增大至500m以上。
為了測試方便,可把接收機繼電器K暫時去掉,接一只發光二極管(注意應串聯一只510Ω限流電阻),以便觀察測試效果。
調試時,手不要接觸兩機印制天線處,以免電路發生頻率變化。一旦測試完畢,各測(調)試點用蠟封固,使頻率不再變化。