创客:80例玩转趣味电子小制作
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2.10 无线电遥控窗帘装置

用无线电遥控专用发、收组件制作的窗帘遥控装置,工作稳定可靠,性价比高,它具有两大特点:其一,线路简单,安装容易,不像有的控制电路要在窗帘两端加装限位开关等;其二,可在任意位置“停”“启”窗帘,实现窗帘半开状态控制,而不像一般常见控制电路只能做到全开和全闭窗帘,使用更方便。

2.10.1 工作原理

无线电遥控窗帘装置的电路如图2-30所示。A1为微型钥匙扣式无线电编码发射器,A2为与其配对的接收解码模块。晶体三极管VT1~VT6组成直流电动机M的正、反转驱动电路,晶体二极管VD1~VD4组成M反电势钳位电路,以保护VT3~VT6免遭损坏。电源变压器T、整流二极管VD5和VD6、滤波电容器C2等组成电源变换电路,将220V交流电变换成约12V直流电,供遥控接收及控制电路用电。

图2-30 无线电遥控窗帘装置电路图

接通电源,无线电接收解码模块A2的三个数据锁存输出端A~C均输出低电平,晶体三极管VT1~VT6全部截止,电动机M无电不转动。当按动无线电编码发射器A1上的A键时,A1内藏天线就会向周围空间发射出频率约为265MHz的编码无线电波,在有效作用距离范围内,被A2模块内藏天线接收,经内部电路放大、检波、解码后,使对应数据锁存输出端A输出高电平(实测约4V),于是VT2、VT4和VT5先后导通,M获得左正右负直流电压正转,控制窗帘徐徐拉合;当按动发射器A1上的B键时,A2对应输出端B变为高电平,而A端恢复低电平,由于B端悬空未用,故M自动断电停转。当按动发射器A1上的C键时,A2对应输出端C输出高电平,而B端恢复低电平,于是VT1、VT3和VT6先后导通,M获得右正左负直流电压反转,控制窗帘徐徐拉开;当再次按动发射器A1上的B键时,A2对应的B端输出高电平,而C端恢复低电平,M自动断电停止转动。

2.10.2 元器件选择

A1、A2选用国产TWH9636/TWH9638型三位无线电遥控专用组件,它包括一只微型化的匙扣式数字编码发射器和一只模块化的接收解码器,其有效遥控距离达20~40m,适应工作环境温度为-25~70℃。

无线电编码发射器A1的外形参见图2-30左边所示,其体积约为62mm× 33mm×15mm,在面板上设有A、B、C三位按键和一个发光二极管指示灯,机内装有1节AG23-12V型电池。每当按动按键时,发光二极管点亮,机内数字编码电路工作并驱动频率为265MHz的超高频发射电路,将载有数字信号的高频电磁波通过印制板天线发射出去。发射器工作时电流约6mA,不发射时不耗电。

无线电接收解码模块A2的外形及引脚排列如图2-31所示,其体积约为47mm×32mm×16.5mm,内有超再生式高频接收电路、信号检出及处理电路、译码电路等,可直接输出互锁的三路(A、B、C端)高电平信号和一路(Io端)非锁存正脉冲信号。通常,A、B、C端也称为三位数据输出端,它们与发射器上A、B、C三位数据发射按键一一对应;Io端称为解码有效输出端,所输出正脉冲脉宽基本上与有效按动发射器按键时间同步。接收解码模块A2内部已设计有稳压电路,工作电压范围9~14V,工作电流(各输出端悬空)4.5mA;接收灵敏度0.5mV,接收频率265MHz,带宽250kHz;各输出端最高输出电压(空载)4V、最大输出电流(短路)2mA。接收解码模块上的TP脚为测试端,通过它可方便地从示波器上观察到接收信号中的编码脉冲,实际使用时空悬不接入电路。

图2-31 TWH9638型三位无线电遥控接收模块A2的外形及引脚排列

这里特别要说明的是,读者如果一时购买不到TWH9636/TWH9638型三位无线电遥控专用组件,可用类似的其他型号的三位或四位(空一位不用)无线电遥控专用组件来直接代换,一般只要接收解码模块的标称工作电压满足电路所要求的直流12V工作电压即可。

晶体管VT1、VT2用9014(集电极最大允许电流ICM=0.1A,集电极最大允许功耗PCM=310mW)或3DG8型硅NPN小功率三极管,VT3、VT4用8050型(ICM=1.5A,PCM=1W)硅NPN中功率三极管,VT5、VT6用8550型(ICM=-1.5A,PCM=1W)硅PNP中功率三极管,均要求电流放大系数β>100。VD1~VD6一律用1N4001或1N4004型硅整流二极管。

R1~R4均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1用CT1型瓷介电容器,C2用CD11-25V型电解电容器。T用优质成品220V/12V×2、10W电源变压器,要求长时间通电不明显发热。F用带管座的BGXP-0.15A型保险管。

M选用额定工作电压为12V、工作电流为0.5A左右的小型直流电动机。M也可用9V直流电动机来代替,但此时电源变压器T的输出电压应选择双9V为宜。由于电动机转速高不能直接拉动窗帘,所以必须通过减速传动器才能获得满意的窗帘拉动速度。减速传动器可利用玩具电动车的减速装置直接改造而成,还可利用废旧钟表中的齿轮组制作,减速比一般以选择(40∶1)~(100∶1)为宜。如手头找不到合适齿轮,可参照图2-32所示自制简易蜗杆与涡轮传动器:首先,将原电动机的轴加长,把ϕ1.2mm左右漆包线上的漆刮干净(也可选用同直径的其他裸体金属线),以2mm的间距在加长轴上绕4圈,并用焊锡将全部金属线上锡,再用锉打成蜗齿形状;然后,用厚1mm左右的金属片,加工成ϕ30mm的圆形,用锉沿圆周等距锉出40个齿,要求齿深小于1.5mm,即制成涡轮;最后,将电动机和涡轮固定在金属支架上,保证结构紧凑,转动灵活。

图2-32 简易变速传动器构成图

2.10.3 制作与使用

除无线电编码发射器A1外,接收控制器电路全部焊接在如图2-33所示的印制电路板上,印制电路板实际尺寸约为90mm×55mm。焊接时注意:电容器C1宜直接焊在电动机M的两个接线端上,不要焊接在电路板上。焊接好的电路板连同电动机M、电源变压器T等一块装入体积合适的绝缘材料小盒内。

图2-33 无线电遥控窗帘装置印制电路板图

如图2-34所示为无线电遥控对开窗帘的安装示意图。窗帘悬挂在导轨上,导轨上方安装滑轮及牵引线,其中主动滑轮直接安装在电路控制盒的减速器上。两个滑轮可用市售现成窗帘拉绳滑轮改造而成。牵引线宜选用尼龙线,把它接成环形,套在两端滑轮上,并保持绷紧状态。为了防止打滑,牵引线可在主动滑轮上绕1~2圈。窗帘活动的两端,通过细铁丝或线绳固定在牵引绳a、b两点处,以便在牵引绳左右移动时带动窗帘闭合或拉开。如果被控窗帘是单开帘,则只需将活动一端与牵引线某一合适处固定连接在一起便行。

图2-34 无线电遥控对开窗帘安装示意图