红外线控制插座.doc

家用电器电源插座红外遥控装置制作者：李俊锋、刁川 指导教师：刘敏【内容摘要】：家用电器的假关机（即待机）状态，造成电能的浪费及电器本身的耗损，引起人们的关注本项目设计一种电源插座红外遥控装置，利用普通的红外遥控器（家用的任意遥控器），对电源插座进行遥控，使接在电源插座上的家用电器真正接通或断开电源,减少了家用电器待机能耗，同时延长了其使用寿命本文针对红外遥控插座的设计原理、制作过程和测试使用进行了详细的说明和论述关键词】：　家用电器 待机能耗 红外遥控 电源插座一、项目背景（创作意图） 目前，家用电器的遥控器关机操作多是假关机，即是待机状态，并没有真正切断电源这样一是消耗待机电能，二是长期通电的电器也会影响其使用寿命本项目设计一种电源插座红外遥控装置，利用普通的红外遥控器（家用的任意遥控器），对电源插座进行遥控，使接在电源插座上的家用电器真正接通或断开电源，减少了用电器待机能耗，同时延长了其使用寿命二、红外遥控装置电路设计本项目设计是一种借用电视机或VCD机等遥控器，控制家用电器电源插座的红外遥控装置，设计的电路有：信号接收电路、单稳态触发电路、反相电路、继电器触发驱动电路、继电器控制电路、稳压电源电路等模块。

电路原理图如图1所示：图1 红外线红外遥控装置电路原理图（1）信号接收电路IC1信号接收电路IC1采用接收、放大、解调一体化的红外线接收头，设计中采用ITR3638型红外接收头接收遥控器发出的红外信号，并转化为数字信号输出到单稳态触发器电路2）单稳态触发器电路IC2单稳态触发器电路IC2采用NE555定时器构成IC2的输入端连接所述信号接收电路IC1的输出端，起到定时触发作用IC2的输出脉宽（即延时时间）可调，通过改变接在NE555定时器6脚和7脚上的R4、C4的值进行调整，项目设计中，R4为100kΩ碳膜电阻，C4为47μF电解电容，输出脉宽约为5秒（1.1×R4×C4）3）反相电路IC3反相电路IC3的输入端连接单稳态触发器电路IC2的输出端，项目设计中，反相电路IC3采用74LS04反相器4）继电器触发驱动电路IC4继电器触发驱动电路IC4的输入端连接反相电路IC3的输出端，项目设计中，IC4采用双D触发器集成片74LS74AN中的一片，接成双稳态形式，2脚与6脚相连，14脚和4脚接高电平，3脚是时钟CLK，接输入信号，5脚Q输出，7脚接地R3、C3阻容网络起通电复位作用，保证电源启动或停电再来电时，插座处于关的状态。

5）继电器控制模块继电器控制模块包含三极管VT和继电器K，VT的基极串联电阻R2后，连接到继电器触发驱动电路IC4的输出端，VT的集电极连接继电器K本设计中，三极管选用VT9013，继电器K选用HG42006）稳压电源电路稳压电源电路包含稳压和滤波两部分，由二极管VD1~VD4及电容C2和二极管VDz组成VD1~VD4连接成桥式稳压电路，通过C2滤波后再由VDz进一步稳压VD1~VD4选用1N4003硅整流二极管，VD5选用1N4007，VDz为5V稳压管三、红外遥控装置工作原理在工作时，接通电源，此时，继电器触发驱动电路IC4复位，输出端输出高电平，三极管VT工作，继电器K吸合，插座有电压输出，家用电器通电工作要切断插座电源时，按一下红外遥控器的任意键，信号接收电路IC1（红外接收头）接收到信号，其输出端电压降低，经电容滤波后成为低电平，4秒后松开遥控器按键，输出端又变成高电平这样，在按下遥控器按键之后，就给单稳态触发器电路IC2（NE555定时器）输入一个低电平触发脉冲，IC2的输出端（3脚）输出一个高电平脉冲，再经反相电路IC3（74LS04）反相后变为脉宽相同的低电平脉冲送给继电器触发驱动电路IC4的输入端，其输出端仍然输出低电平；当松开遥控器的按键时，低电平的上升沿到来，使继电器触发驱动电路IC4输出端翻转成为高电平，再经过反相器变为低电平，三极管VT截断，并使得继电器断开，插座无电压输出，接在插座上的家用电器真正切断电源。

需要插座通电时，再按住遥控器任意键4秒后放开，继电器触发驱动电路IC4的输出端再次翻转为低电平，经过反相器变为高电平，使三极管饱和导通，并使得继电器吸合，插座得电，接在插座上的家用电器正常工作四、红外遥控装置测试遇到问题及解决1、测试中问题开始设计时，没有设计储电放电功能的电路IC5，初始设计电路如图2所示这样，当遥控器在控制其他电器时，只要按键被触动，无论时间长短，也无论是否是在脉宽时间范围内，5秒后继电器也会动作也就是说，除了开机和关机，遥控器不能再操控其它功能（如电视的声音调控、频道选择，空调的温度、风力调控等），否则将引起电源反复上电和失电图2 初始设计电路图2、问题解决解决这一问题的关键在于电路设计中了增加了一块NE555电路IC5该单稳态触发器电路IC5同样采用NE555定时器，同IC2，4脚和8脚接工作电源+5V，2脚为输入端，1脚接地，5脚通过电容C5接地，不同之处在于6脚和2脚并接后再与IC2-1的输入端2脚并接7脚接入IC2的定时元件R4和C4，输出端3脚空置不用有了IC5，当按下遥控器任意按键，C4一直在充电，当时间达到5秒后，C4充电完成，继电器才动作若没到5秒就放开遥控器。

则C4未能充满此时将通过IC5把刚才充电的C4上电压释放掉，以免影响下一次的充电，即下一次用户的使用通过这样的控制使用户只能在按住遥控器5秒后放开，继电器才得以工作这样就能避免操作遥控器控制其他电器时造成该电路误动作需要断电时，再按下遥控器按键，直到5秒后松开按钮，继电器触发驱动电路IC4的Q端再次翻转为低电平，插座失电，接在插座上的家用电器真正切断电源五、红外遥控装置使用初始工作时，接通电源，继电器K吸合，插座有电压输出，家用电器通电工作要切断插座电源时，按下红外遥控器的任意键并持续约5秒钟，继电器断开，插座无电压输出，接在插座上的家用电器真正切断电源 需要插座通电时，再按住遥控器任意键5秒后放开，继电器吸合，插座得电，接在插座上的家用电器正常工作该装置可用在希望遥控家用电器（如电视、空调等）的电源插座上，使其真正通、断电，而不是处于待机状态，从而减少用电器的待机能耗，延长其使用寿命六、红外遥控装置实物照片图 1。