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红外遥控电风扇的设计

  • 简介:(智能红外遥控电风扇的设计 68页 25727字 包括开题报告 文献综述 任务书 外文翻译 程序 电路图 答辩记录等)摘要:作为传统的家用电器,随着空调的普及,电风扇的市场地位受到了巨大的冲击,传统的开/关、调速功能已经不能满足市场的需求。人们希望电风扇...
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智能红外遥控电风扇的设计 68页 25727字 包括开题报告 文献综述 任务书 外文翻译 程序 电路图 答辩记录等)
摘要:作为传统的家用电器,随着空调的普及,电风扇的市场地位受到了巨大的冲击,传统的开/关、调速功能已经不能满足市场的需求。人们希望电风扇在体积小、操作方便等的基础上能够拥有更多的功能,而红外遥控的广泛应用及单片机技术的成熟,则使得智能红外遥控系统成为了电风扇的发展趋势。
本设计方案基于市场的需求,结合红外遥控设计简单、操作方便、成本低廉等特点,采用了专用的遥控发射接收芯片,在此基础上设计了一个简易的智能红外遥控电风扇系统。系统包括接收和发射两大部分,本文设计实现了几项电风扇的基本功能:开/关功能、三级调速功能、0.5-7.5小时不同时间段的定时功能,以及自然、正常两种风类的选择功能。经过多次的测试与电路调整,系统的各项功能均能正常实现。
关键字:红外遥控;信号调制;编码;解码;双向可控硅.
中图分类号:TN8

A Design for Intelligent Infrared Remote Control of Fans
Abstract:With the popularity of air conditioners, the market position of the electric fans which are the traditional household appliances will receive a huge impact, the traditional on / off and speed control function have been unfit for the needs of the market. It is hoped that the fans in small, easy to operate, and so on the basis can have more features. When the application of infrared remote control becomes wilder and the technologies of SCM become mature, the smart infrared remote control system is the trend.
The design was based on the needs of the market. Considering that infrared remote control is simple, easy to operate, low-cost, I use a special launching and receiving chip which depends on remote control. On the basis of this chip a system of intelligent infrared remote-control was designed for the fan. The system consists of the launching part and the receiving part. This system is designed to achieve some basic functions of fans: on / off function, three kinds of speed, the timing function which can be chosen at different times of 0.5-7.5 hours, and the function of two kinds of wind which are the natural wind and the normal wind. After repeated testing and adjusting of the circuit, the system can work normally.
Key Word: Infrared Remote Control; Signal Modulation; Encoding; Decoding; Triac.
Classification: TN8

目 次
摘要 I
目次 III
1.绪言 1
1.1课题来源 2
1.2 设计软件的选择 2
1.3 本文所作的工作 3
2. 智能红外遥控概述 4
2.1 红外遥控的原理 4
2.2电风扇电机原理 5
3. 红外遥控风扇的设计与实现 7
3.1 拟实现功能 7
3.2发射部分原理 7
3.3 接收部分原理 9
3.4 风扇调速控制原理 10
3.5 控制器电源电路 12
3.6 元器件的选择 13
4.电路的调试与分析 15
4.1 发射电路调试结果 15
4.2 接收电路的调试 16
5.结束语 17
参考文献 18
作者简介 19
学位论文数据集 20


1.绪言
红外线又称红外光波,在电磁波谱中,光波的波长范围为0.01um~1000um。根据波长的不同可分为可见光和不可见光,波长为0.38um~0.76um的光波可为可见光,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。光波为0.01um~0.38um的光波为紫外光(线),波长为0.76um~1000um的光波为红外光(线)。红外光按波长范围分为近红外、中红外、远红外、极红外4类。红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的,波长为0.76um~1.5um。用近红外作为遥控光源,是因为目前红外发射器件(红外发光管)与红外接收器件(光敏二极管、三极管及光电池)的发光与受光峰值波长一般为0.8um~0.94um,在近红外光波段内,二者的光谱正好重合,能够很好地匹配,可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。目前广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的红外线传输技术。作为无线局域网的传输方式,红外线方式的最大优点是不受无线电干扰,且它的使用不受国家无线管理委员会的限制。红外数据协会(IRDA)成立后,为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果,红外通信协议将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在850至900nm之内。
遥控器是真正最早进入家庭的无线设备。它是由高产的发明家Robert Adler在五十年代发明的。而红外遥控是20世纪70年代才开始发展起来的一种远程控制技术,其原理是利用红外线来传递控制信号,实现对控制对象的远距离控制,具体来讲,就是有发射器发出红外线指令信号,有接收器接收下来并对信号进行处理,最后实现对控制对象的各种功能的远程控制。
红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。随着红外遥控技术的开发和迅速发展,很多电器都应用了红外遥控,而电风扇也不例外。从单纯的在电风扇面板上通过按钮控制,到短距离(10M以内)的遥控,虽然改变不大,但其带来的便利无疑是巨大的。而红外遥控技术的成熟,也使得遥控电风扇变得设计简单,价格低廉。
作为一种老牌的电器,电风扇具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点。虽然现在空调在城市中已经相当普遍,并有替代电风扇的趋势,但由于大部分家庭消费水平的限制,电风扇作为一个成熟的家电行业的一员,尤其在中小城市,以及乡村将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额。
市场的需求促使了电风扇的发展。随着“智能化”的兴起,电风扇的功能也越来越多,越来越贴进人们生活。因此,对于电风扇的开发和设计依然有着较大的实用价值。在现有市场上多功能遥控电风扇的基础上,人们提出了一种新型的智能电风扇,相对于过去的电风扇,智能电风扇添加了很多人性化的设计,如安全保护,倾倒保护,智能照明等功能,使电风扇更加人性化,相信其丰富的功能,人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力。
而本设计就是以电风扇为对象,通过红外遥控实现电风扇的几种常用功能如开关、调速、定时等的控制,相对于传统的机械控制,体现出了更加方便快捷的优点。
大部分的智能遥控风扇电路都是通过单片机芯片来实现其远程控制的。随着遥控技术的成熟,各种专用的风扇芯片也大量出现。现在,即使是大批量生产的厂家,也都使用专用芯片,而不必去自己编程烧制。这也是产业化的体现,有效的提高了生产效率。
1.1课题来源
虽然电风扇已经是一种老式的家电,并有被空调替代的趋势,但这毕竟需要一个过程。在现阶段,电风扇依然占有着巨大的市场份量,因此其依然有着较高的研究价值。
以往电风扇多采用机械方式进行控制,功能少,噪音大,各档的风速变化大。随着科技的发展和人们生活水平的提高,产品趋向于自动化、智能化、环保化、人性化,于是产生了微机控制的智能电风扇。该产品实现了家电产品的更新换代,提高产品的附加值,使产品更具有人性。
而根据最近的一份调研报告显示:电风扇的便捷、健康、新奇、节能四项功能指标占调查结果的前四位。这4项功能,也决定了目前市场的主流以及今后几年内的发展方向。
至于外观上的设计,轻巧、靓丽将是未来几年电风扇产品外观发展的主要方向。据调研,有81%的被采访消费者对靓丽的电风扇产品情有独钟,约有一半以上的消费者对轻巧的电风扇较为喜爱。
本方案将主要体现智能红外遥控风扇的便捷性和实用性,使用遥控芯片HS5104和HS8207BA4KS作为发射电路和接收控制电路的芯片,通过合理的设计,实现开关、三级调速、定时、两种风类选择的功能。
1.2 设计软件的选择
目前用于电路设计的软件有很多,根据所学的课程,本设计选择了应用相当广泛的Protel99做为电路的设计软件。
Protel99是一个功能强大的电路设计软件,可以实现绘制电路图、调试电路、以及PCB布线等功能。软件中附带的元器件库,里面有大量元器件的各种封装,能够满足大部分的电路设计。
1.3 本文所作的工作
绪言部分主要介绍了设计背景等,阐述本设计的设计意义和目的。
第二章是智能红外遥控系统的概论,主要讲述了红外遥控电风扇的原理。
第三章是设计的主体,叙述了整个系统各部分的设计原理和元器件的使用。
第四章叙述了电路的调试过程和测试结果及分析。
结束语是对整个设计过程的总结,并叙述了另外一些没有实现的想法。

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