200米四键遥控模块设计

2011-08-21 22:49:29来源: EEWORLD

   这是一种目前用途非常广泛的200米四键遥控模块,常用于报警器设防、车库门遥控、摩托车、汽车的防盗报警等,这类用途要求遥控器的遥控距离并不远,一般50米足够了,但要求:遥控模块价格低廉,发射机手柄体积小巧、外观精致,耗电尽可能省,工作稳定可靠。

    这里提供的发射机体积非常小巧,体积只有58x38x8毫米,采用桃木花纹的优质塑料外壳,带保险盖,防止误碰按键,天线拉出时长13厘米,遥控器只有20克。

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外形尺寸:58x38.5x13毫米
发射功率:20毫瓦
工作电流:14毫安
工作电压:12V,A27报警器专用电池
20元一个

这是200米新款遥控器,22元一个,购买时可以注明“200米白色”

    上图为发射器外形,面板上有A、B、C、D四位操纵按键及一个发射指示灯。发射机内部采用进口声表谐振器稳频,频率一致性非常好,稳定度极高,工作频率315MHZ频率稳定度优于10-5,使用中无需调整频点,特别适合多发一收等无线电遥控系统使用,而目前市场上的一些低价位无线电遥控模块一般仍采用LC振荡器,稳定度及一致性较差,即使采用高品质微调电容,当温度变化或者震动后也很难保证已调试好的频点不会发生偏移,造成发射距离缩短。



这是发射机等效电路图

    接收模块从工作方式分,可以分成超外差接收板和超再生接收板。超再生接收板根据PCB布板的不同又分成插针式输出和焊盘式输出,这三种板功能上互相兼容可以互换。插针式接收板可以方便地安装在需要的主板上,长方形的接收板和主板是垂直焊接的,接收板建议放在主板的边缘,并且尽量远离大的金属物体,正方形的接收板和主板是水平焊接的。客户可以根据实际需要选用最适合的接收板。

    超再生式接收机具有电路简单、成本低廉的优点所以被广泛采用,而超外差接收机价格较高,温度适应性强,接收灵敏度更高,而且工作稳定可靠,抗干扰能力强,产品的一致性好,接收机本振辐射低,无二次辐射,性能指标好,容易通过FCC或者CE等标准的检测,符合工业使用规范。

遥控接收模块的性能区别和引脚功能分布:

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接收板A 超再生插针式长方形接收板:体积:48x20x8毫米(15元一个) 


这是超再生接收机等效电路图

    超再生接收模块有七个引出端,分别为10、11、12、13、GND、17、VCC,其中VCC为5V供电端,GND为接地端, 17端为解码有效输出端,10、11、12、13是解码芯片PT2272(SC2272)集成电路的10~13脚,为四位数据锁存输出端,有信号时能输出5V左右的高电平,驱动电流约2mA,与发射器上的四为个按键一一相对应。

    接收模块采用SMD贴片工艺制造生产,为超再生接收方式,它内含放大整形及解码电路,使用极为方便。
    1。天线输入端有选频电路,而不依赖1/4波长天线的选频作用,控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线
    2。接收电路自身辐射极小,加上电路模块背面网状接地铜箔的屏蔽作用,可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。
    3。接收机采用高精度带骨架的铜芯电感将频率调整到315M后封固,这与采用可调电容调整接收频率的电路相比,温度、湿 度稳定性及抗机械振动性能都有极大改善。可调电容调整精度较低,只有3/4圈的调整范围,而可调电感可以做到多圈调整。可调电容调整完毕后无法封固,因为无论导体还是绝缘体,各种介质的靠近或侵入都会使电容的容量发生变化,进而影响接收频率。另外未经封固的可调电容在受到振动时定片和动片之间发生位移;温度变化时热胀冷缩会使定片和动片间距离改变;湿度变化因介质变化改变容量;长期工作在潮湿环境中还会因定片和动片的氧化改变容量,这些都会严重影响接收频率的稳定性,而采用可调电感就可解决这些问题,因为电感可以在调整完毕后进行封固,绝缘体封固剂不会使电感量发生变化,而且由于采用贴片工艺,所以即使强烈震动也不必担心接收频点漂移,接收电路的接收带宽约500KHz,产品出厂时已经将中心频率调整在315MHz,接收芯片上的微调电感约有5MHz频率的可调范围,使用时不要轻易变动,以免影响性能。

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接收板B 超外差插针式接收板:41x24x6毫米(25元一个)

    这里提供的超外差接收板采用进口高性能无线遥控及数传专用集成电路RX3310A,并且采用316.8MHZ的声表谐振器,所以工作稳定可靠,适合比较恶劣的环境下全天候工作。

    超外差接收板左侧的ANT是天线端,旁边的GND为天线地端,最好能配接特性阻抗为50欧姆的天线,也可以用一根30厘米长的导线直接接到ANT端替代天线。
    
RX3310A集成电路介绍:

    RX3310A是台湾HMARK公司生产的专门用于幅度键控ASK调制的无线遥控及数传信号的接收集成电路,内含低噪音高频放大、混频器、本机振荡、中频放大器、中频滤波器、比较器等,为一次变频超外差电路,双列18脚宽体贴片封装,主要技术指标如下:

工作频率:150~450MHZ
工作电压:2.7~6V
工作电流:2.6毫安(3V电源时)
接收灵敏度:-105DBM(1K数据速率而且天线匹配时)
最高数据速率:9.6KBPS

超外差接收芯片RX3310A使用开发资料

    

    从外接天线接收的信号经C10耦合到L2、C11组成的选频网络进行阻抗变换后输入RX3310的内部高频放大器输入端14脚,经芯片内的高频放大后(增益为15~20DB)的信号再经混频器与本机振荡信号(316.8M)混频,产生1.8M的中频信号,此中频信号经内部中频放大后由第3脚输出,再进入比较器放大整形,最后数据从第8脚输出。

    超外差接收机对天线的阻抗匹配要求较高,要求外接天线的阻抗必须是50欧姆的,否则对接收灵敏度有很大的影响,所以如果用1/4波长的普通导线时应为23厘米最佳,要尽可能减少天线根部到发射模块天线焊接处的引线长度,如果无法减小,可以用特性阻抗50欧姆的射频同轴电缆连接(天线焊点右侧有一个专门的接地焊点)

    通常超再生接收机的灵敏度约-106DBM,所用器件多,稳定性差,加工复杂,而使用RX3310A的超外差接收机灵敏度可达-102DBM,而且外围元件少,集成化程度高,适合大规模生产。超外差接收机有声表稳频和LC稳频的两种,采用LC稳频的灵敏度高可达-104DBM,但是稳定性稍差,而声表稳频的灵敏度约-102DBM,稳定性好,这里提供的超外差接收机都为声表稳频的。

应用举例

    发射手柄上设置有四个按键,当按动时发射机上的按键,发射电路会被激活而进入发射状态,发射机静态时不耗电。机内装配的电池只被用于点发射状态。当用于报警设定和电器开关时,每节电池一般可用到一年以上,电池的容量为45mAH。

  

    我们为了测试遥控模块工作是否正常,可以在接收模块的VCC和GND端加一个5~6伏的直流电压,也可以通78L05三端稳压芯片稳压获得5伏稳压工作电源,在10、11、12、13、17端分别对地接一个发光二极管(发光二极管负极接地)这里提供的遥控模块的接收机都是锁存型的,也就是说能够保持遥控信号的瞬间状态,假设我们按动发射机的A按键时,与其对应11路的LED即可发光,松开发射机的A按键,11路的LED仍然点亮处于自保持状态(锁存),直到按动其它的按键如B键时,11熄灭而12处的LED点亮。17端是解码有效输出端,不论按动发射机的哪一个按键,只要解码成功即17端变成高电平,直到发射机停止发射,我们可以利用17端配合10、11、12、13可以使遥控模块具有非锁存的功能,如下面的制作实例2。

接收板C-L4 多用途单继电器遥控接收板(接收板25元一个)

    这是我们新开发的多用途单继电器遥控接收板,可以和网站介绍的100米四键遥控器、200米四键遥控器、800米四键遥控器、2000米四键遥控器、500米紧急按钮等配合使用。

    用途:用于遥控一个电路的开和关,或者一盏灯的亮与灭。

    这款接收板上有一个4位的跳线柱,用于切换选择四路遥控信号中的其中一路(例如遥控器按键A/B/C/D中的A键)另外有一个2位的跳线柱,用于切换选择锁存或者非锁存模式。所谓锁存模式就是按下A键,接收板的继电器吸合并保持,只有按下B/C/D中的任意一个按键时,继电器才释放。所谓非锁存模式就是按下A键,接收板的继电器吸合,如果松开A键,接收板的继电器立即释放。

    有实践经验的网友会发现,在相同的条件下,采用M4芯片的非锁存接收板的遥控距离要远远小于L4锁存型的遥控距离,有时只有锁存型的一半甚至还不到,并且继电器有吸合不稳定的现象,这是因为在非锁存状态,遥控信号需要每秒同步30次左右,当继电器控制的负载是电机或者是其它容易产生干扰的设备时,设备本身通电后产生的干扰会使遥控信号中断,从而使继电器工作在一种跳跃的不稳定状态。

    这里我们采用一种方法,仍然采用L4的解码芯片,通过将17脚输出的信号做一个0.5秒左右的延时展宽,使遥控输出信号更加稳定,站长在开发遥控大门的产品时就是采用这种办法,使遥控更远、更稳定,实践证明0.5秒的滞后延时不会影响操作。

接收板C-T4 多用途单继电器遥控接收板(接收板25元一个)

    通过将芯片换成2272 T4芯片并且选择锁存模式,可以使接收板工作在触发翻转模式,也就是按一下遥控器A键,接收板的继电器吸合,再按一下遥控器A键,接收板的继电器释放。应用:用一个200米四键遥控器+4个触发翻转单继电器接收板,4接收板分别切换到A/B/C/D四个通道,这时用一个遥控器的A/B/C/D就可以分别控制四个地点的接收板,例如家庭多路(4路及以下)灯具、电器控制。

备注:接收板配外壳加5元,接收头换成3310超外差的加8元。

接收板D 四继电器锁存型接收板:(接收板35元一个)

    它的功能是:接收板上有4个大电流继电器,对应发射机的4个按键,动作的逻辑关系是锁存方式,也就是说:按下发射机的一个按键比如A,对应接收板的A继电器就吸合,松开按键,A继电器仍然保持吸合,直到下次按动B、C、D中的任意一个按键时,B、C、D中的对应继电器吸合,而A继电器释放,也就是说接收板能记忆上次遥控的状态,并且能够自锁保持,直到接收到下次的遥控指令才改变继电器的状态。

    每个继电器都有一个对应的红色发光二极管来指示它的工作状态,电路板上右下脚的两位接线柱位是12伏直流电源输入端,左“+”右“-”,每个继电器都有一个对应的三位接线柱,是一组常开转常闭的触点,中间为公共端,左侧为常开,右侧为常闭,板上PCB面都有详细注明。

接收板E 四继电器非锁存型接收板:(接收板35元一个)

    用途:用于遥控一些需要点动实现四路遥控的场合,比如遥控电动门的开和关,一些用轻触开关控制的场合,如家用电器上的音量增加、减小按键、频道增加、减小按键。  

    这个电路和上一个接收板的区别在于接收解码芯片用了M4后缀的PT2272芯片,所以就能实现四路点动遥控的功能,比如:按下发射机的一个按键比如A,对应接收板的A继电器就吸合,松开按键,A继电器同步释放。

接收板F 四继电器抗干扰型非锁存型接收板:(接收板38元一个)

    有实践经验的网友会发现,在相同的条件下,非锁存的接收板的遥控距离要远远小于锁存型的遥控距离,有时只有锁存型的一半甚至还不到,并且继电器有吸合不稳定的现象,这是因为在非锁存状态遥控信号需要每秒同步30次左右,当继电器控制的负载是电机或者是其它容易产生干扰的设备时,设备本身通电后产生的干扰会使遥控信号中断,从而使继电器工作在一种跳跃的不稳定状态。

    这里我们采用一种方法,采用L4的解码芯片,通过将17脚输出的信号做一个0.5秒左右的延时展宽,使遥控输出信号更加稳定,当然这是以牺牲遥控实时性为代价换取的遥控稳定,站长在开发遥控大门的产品时就是采用这种办法,使遥控更远、更稳定,实践证明0.5秒的滞后延时不会影响操作。

    板上右上角为增加的几个元件,其中改变电容的值可以改变延时时间,采用22UF时延时约0.5秒,100UF时约1秒,220UF时约2秒。   

接收板G 瞬态触发翻转型四继电器抗干扰接收板:(带外壳接收板48元一个)

   

     四路瞬态触发翻转型接收板可以独立控制四个通道,并且互相之间不会影响。例如:按一下遥控器上的A键,A通道对应的继电器吸合并保持,再按一下A键,继电器释放,其它通道工作过程相同。

    市场上这类产品通常用CD4013集成电路来完成控制,但是容易出现遥控不稳定的缺点,例如用来控制电机、电子节能灯等负载时可能会不稳定,例如按一下开,灯亮了一下又自动关闭了,这是因为,电子节能灯点亮的瞬间会产生较强的电磁干扰脉冲,如果干扰信号通过某种途径传递到CD4013的触发端后,会引起4013再次误翻转,造成灯又被关闭了。

    针对情况我们开发了用AT89C2051单片机来控制的瞬态触发翻转型四继电器抗干扰型接收板,这样可以很好地解决控制稳定性的问题。

    这种接收板使用直流9~12伏电源供电,可以直接用内正外负极性的稳压电源插头插入插座供电或者将电源接入板上的电源接线柱。

接收板H 瞬态触发翻转型四继电器接收板:(接收板42元一个)

     这是我们用最新开发的2272 T4芯片设计开发的四路触发翻转型接收板,可以独立控制四个通道,并且互相之间不会影响。动作逻辑和接收板G完全相同,但是硬件却大大简化这种接收板使用直流9~12伏电源供电,可以直接将电源接入板上的电源接线柱。

关键字:遥控

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0821/article_8133.html
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