郑州科技学院电气工程学院 李月英 王晓冬

基于无线遥控的家庭照明开关设计

郑州科技学院电气工程学院 李月英 王晓冬

本设计是一种无线遥控的家庭电子开关，该设计采用315M稳频无线电遥控组件及其他外围设备组成的遥控开关，该无线遥控开关电路可分别控制4路220V家用电器，可在中短距离（≤100米）内，无需对准用电电器按一按遥控器按钮，即可实现多路遥控电源电路接通与断开的目的，实现家庭照明电器的电子化，遥控化。

无线遥控；家庭照明；电子开关

0 引言

随着经济的发展和科技的进步，人们的生活大幅度的提高，家庭居住环境得到了很大的改善，居室面积越来越大，而对于家庭照明电器依然采用传统的手动机械开关，不仅存在机械开关功能单一易磨损的缺点，而且在比较大的房间里去启动开关比较麻烦，而照明开关的人性化就显得十分的重要。在现代社会的发展中，随着自动控制技术、人工智能、信息处理技术的发展，现代无线遥控已经超出了其传统意义上的概念[1]。无线遥控技术不仅可以控制家用电器、机械设备，还具有远程数据通信的功能[2]。由此可见，研究并应用无线电技术必然带来巨大的经济效益和社会效益。

1 系统设计

1.1 无线发射电路

PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片，遥控发射模块采用PT2262芯片作为主要器件其中发射芯片，PT2262将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。接收电路如图1-1所示。

1.2 无线接收电路

图1-1 无线发射电路

接收模块用与之配套的PT2272芯片，该系列有几种芯片，此设计中采用了具有锁存功能的‘T4’芯片。接收电路中OSC1和OSC2接外接电阻，为了使其接收频率与发射频率一致。电路如图1-2所示。

图1-2 无线接收电路

工作流程：①上电后PT2272进入待机状态；②检查有否接收信号。若无接收信号，仍停留在待机状态；否则在收到信号后，进行接收码地址与设置码地址比较；③当接收地址与设置地址相互匹配时，数据存于寄存器中。当检查到连续两帧的码地址都匹配，并且驱动VT输出。当连续两帧的码地址不匹配时，VT不会被驱动，对于瞬态输出型来说，输出数据复位，对锁存型输出，则输出数据维持原态。

1.3 信号处理电路

遥控电路实现开关的功能，控制弱电电路，电路如图1-3所示。无线遥控处理采用ULN2003芯片，ULN2003是集成达林顿管IC，内部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器[3]。它的输出端允许通过电流为200mA，饱和压降VCE约1V左右，耐压BVCEO约为36V。用户输出口的外接负载可根据以上参数估算[4-7]。采用集电极开路输出，输出电流大，故可直接驱动继电器或固体继电器，也可直接驱动低压灯泡。

图1-3 信号处理电路

2 结果与分析

经过多次对电路的原理进行分析，在调试过程中遇见的问题，通过不断的改正，最终得以实现设计功能，实物如图2-1所示。

图2-1 实物图

通过对电路的分析，控制电路需要电源为+5V，在测试中先尝试使用+5V电源，发现遥控电路能够工作，但是控制电路中继电器的衔铁不能吸合，通过分析知道，其内部电流过小，电磁铁吸力过小，衔铁不吸合，通过增加电压，衔铁吸合，继电器能够正常工作。

对遥控器进行调试，发现该遥控器发射的信号属于常用型号，现阶段很多家用遥控器都能够使用，这就使遥控更普遍，但各个系统之间容易干扰，相互之间有影响，就制约了遥控事业的发展。本遥控开关采用无线电编译码方式,不受方向性限制，直线控制距离≤100M。可控制功率低于2200W的交流市电、1250W的交流125V、300W的直流30V、280W的直流28V电器的开关。它由遥控器与接收电路两部分组成。遥控器体积小巧、外形美观，可挂于钥匙串上，随身携带。其上有四个按键，可分别发射四路控制信号。

3 小结

本设计经过多次调试，达到较远距离控制，且能穿透障碍物，实现遥控目的。可应用于家用电器遥控、文教娱乐场馆的电器设备遥控和办公场所电器遥控等。此外，该设计可扩展为八路、十六路开关，满足家庭内任意方位的遥控。但仍有改进之处：该系统穿透性强，可以隔墙传输，但也可以穿透隔壁人家的墙壁，间接控制别人家的开关；发射芯片和接收芯片上面的电阻，虽说可以改变遥控器的发射频率，但是调整起来不太方便，需要改变两个电阻，才可以改变发射频率。

[1]王丽君,杨伟丰．电机无线遥控系统设计的研究[J]．大众科技,2009(11)．

[2]程克学,林蔚朝．家用电器遥控器用作控制照明--克林开关[J]．建筑电气,2004,23．

[3] Jiang Yinping．Intelligent Flow Totalizer Based on MSP430 Mixed Single Microcontroller[J]． IEEE Sensors Applications Symposium,2007(2):1-6．

[4]罗政球．提高电子电路抗干扰能力经验谈[J]．电子制作,2006．

[5]于洪珍著．通信电子电路[M]．北京:清华大学出版社,2005．

[6]华成英,童诗白．模拟电子技术基础[M]．北京:高等教育出版社,2006．

[7]谈世哲,王圣旭,等．protel DXP基础与实例进阶[M]．清华大学出版社,2012．

李月英（1982-），女，讲师，研究方向：控制理论与控制工程。

王晓冬（1988-），男，助教，研究方向：电机与电器控制。