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123456789A0A1A2A3A4 Vcc VT OSC1 OSC2 DIN A11/D0 A10/D1A9/D2A8/D3PT2272181716151413121110A5A6/D5A7/D4Vss
图4-5 PT2272引脚图
表4-3 PT2272的极限参数表
类别 参数 电源电压 输入电压 输出电压 最大功耗 工作温度 储存温度 符号 Vcc Vi Vo Pa Topr Tstg 参数范围 -0.3至15 -0.3至Vcc+0.3 -0.3至Vcc+0.3 300 -20至+70 -40至+125 单位 V V V mW ℃ ℃
编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时,PT2262不接通电源,其17脚为低电平,所以315MHz的高频发射电路不工作,当有按键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号,从而对高频电路完成幅度键控(ASK调制)相当于调制度为100%的调幅。
在通常使用中,我们一般采用8位地址码和4位数据码,这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1~8脚为地址设定脚,有三种状态可供选择:悬空、接正电源、接地三种状态,3的8次方为6561,所以地址编码不重复度为6561组,只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同,才能配对使用,遥控模块的生产厂家为了便于生产管理,出厂时遥控模块的PT2262和PT2272的八位地址编码端全部悬空,这样用户可以很方便选择各种编码状态,用户如果想改变地址编码,只要将PT2262和PT2272的1~8脚设置相同即可,例如将发射机的PT2262的第1脚接地第5脚接正电源,其它引脚悬空,那么接收机的PT2272只要也第1脚接地第5脚接正电源,其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时,接收机对应的D1~D4端输出约4V互锁高电平控制信号,同时VT端也输出解码有效高电平信号。可将这些信号加一级放大,便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。
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设置地址码的原则是:同一个系统地址码必须一致;不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。PT2262和PT2272除地址编码必须完全一致外,振荡电阻还必须匹配,否则接收距离会变近甚至无法接收
4.5 红外遥控发射电路的设计
图4-6为红外遥控发射电路原理图,主要由编码芯片PT2262、四2输入与非门7400、编码开关SW-DIP8、红外线发射器PH303、电阻、三极管、电容、极性电容、按键SB组成。图4-3中门电路U2-U4构成中心频率为40KHZ的方波振荡,用于调制从PT2262第17脚输出的编码信号及控制信号。控制信号(数据)由PT2262的D1~D4管脚提供,调制后的信号由红外发射管PH303发射出去。要发射信号时,按下发射键SB。按键期间, PH303会不断发射红外信号[15]。
C1 1000UF45U46910680KU28SB15VC4 12PFS112161514131212345A0A1A2A3A4A5A6/D5A7/D4Vss Vcc Dout OSC1 OSC2 TE A11/D0 A10/D1 A9/D2 A8/D3PT2262181716341100K2U332K15145678SW-DIP8111019678913121110数据码U2-U4:7400VT19012PH30310U1 图4-6 红外遥控发射电路原理图
4.6 红外遥控接收电路设计
图3-7红外遥控接收电路原理图,主要由译码芯片PT2272、编码开关、双稳继电器、红外接收头FPS-4091、5V电源电路等组成.
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C1 100UFD3IN4001+5VJ1JMX-94FS212345678SW-DIP812V直流电源插座1615141312111019123456789A0A1A2A3A4A5A6/D5A7/D4Vss Vcc18 VT17 OSC116 OSC215 DIN14 A11/D013 A10/D112A9/D211A8/D3PT227210100K4.7KVT2901312D2FPS-40913
图4-7 红外遥控接收电路原理图
图4-7中的红外接收组件FPS-4091接收到中心频率为40KHZ的红外信号后,从载波中解调出编码信号,经放大后从2脚输出,输进PT2272解码器输入端14脚,如果两机地址码相同,则PT2272进行解码,并把PT2262的控制信号锁存在PT2272的第10~13引脚上,同时在第17脚上输出一个正脉冲,用于双稳电路的控制。PT2272解码器数据输出端第10~13脚具有记忆保持功能,当有数据输出时,此数据会保持直至电源关断。PT2272第17脚“总线”输出端,当发、收两机地址码相同,正确译码时,输出转为高电平,而当发射机不发射信号时,则回落到低电平,没有记忆功能。在PT2272的第17脚接一个有双稳态继电器和其驱动电路组成的双稳电路,双稳电路原理图如图4-8所示。
+5VJ1JMX-94FD3IN400112V直流电源插座4.7KVT29013
图4-8 双稳电路的电路图
有上述可知,接收器在得电后收到第一个信号之前,PT2272第17脚输出为低电平时,VT2截止,继电器J1(JMX-94F)释放,其触点是断开状态,负载不工作。遥控器的
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发射键SB按下后,接收器收到信号,PT2272第17脚输出为高电平时,VT2导通,继电器J1(JMX-94F)励磁吸合其触点动作,带动负载工作,从而实现了红外遥控的目的。 4.7 电源电路的设计
图4-9为红外接收电路的电源电路原理图,主要由MC78L05三端稳压器、变压器、整流二极管及电容组成。电源电路接220V交流电后,经变压器转换成9V交流电,接着送整流二极管转换成9V直流电、再由电容滤波和MC78L05三端稳压器稳压后提供5V直流电。
IC5 MC78L051IN OUT GND2+5V+交流9V220V+C91000UF3C10100UF3V-6V+C110.1UF1N4007-
图4-9 红外接收电路的电源电路
5 动力源的选型与设计
5.1 步进电机选型
步为了能够控制智能窗的开关程度,故选进电机作为执行元件。就一般窗户而言,每扇窗扇质量m估算在10Kg左右,其重力约G为100N,由于此传动带动负载窗扇来回滑动的过程为滑动摩擦,选摩擦因数f?0.2,所以施加在电机上的力约为:
F?fG?0.2?100N (5-1)
力矩约为
T?Fr(r为齿轮半径) (5-2)
?20?0.015
=0.3N.m
因此,采用17HS5604两相混合式步进电机作为机械部分的驱动装置,经减速后带动叶片转动。17HS5604主要技术参数:
步距角:1.8 机身长:48mm 电压:12V 电流:0.4A 电阻:30Ω 电感:28mH
静力矩:0.38N.m 单极
0.53N.m 双极
5.2 步进电机驱动电路的设计
驱动系统电路利用L298N作为驱动器,L298N为集成H桥电路,共有15引脚,外围在与
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电机相接时要接8个二极管IN4007作振幅用,其具体电路图如图5-1。
12V5V0.1μFL298NIN1IN1IN2IN2IN3IN3IN4IN4ENAENAENBENBSENSASENSBVCCVSSOUT1OUT2OUT3OUT4IN4007GND10Ω10Ω0.1μFIN4007M
图5-1 步进电机驱动电路图
6 系统软件的设计
该控制系统的软件主要由一个主程序及一些子程序组成。主程序由一些状态选择语句组成,主要是在系统复位后重新检测环境状态,如光线、风力等因素。当传感器传回相应的光线、风力等信息后,AT89S51响应相应信号,控制电机转动。子程序的主要作用是通过电机正反转控制窗子的开关,然后判断行程开关的状态来决定是否停止停止转动。
程序如下:
#include
kaichuang()//开窗后,碰到开行程开关自动停止 {
P3=0xfe; if(s2==0) P3=0xff; }
guanchuang()//关窗后,碰到关行程开关后自动停止 {
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