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遥控器
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一、简介

遥控器是一种用来远控机械的装置。现代的遥控器,主要是由集成电路电板和用来产生不同信息的按钮所组成。

客车门遥控器:采用最新技术编码解码,以闪断方式控制门泵电磁阀以达到开关自动门的目的。用于客车(大巴、中巴)遥控开、关车门,避免驾驶员每次都需要上车开门的烦恼。

二、历史

到底是谁发明出第一个遥控器已不可考。但最早的遥控器之一,是一个叫尼古拉•特斯拉(Nikola Tesla)(1856-1943)的发明家(他曾经为爱迪生工作,同样被誉为天才发明家)在1898年时开发出来的(美国专利613809号),叫做“Method of and Apparatus for Controlling Mechanism of Moving Vehicle or Vehicles”。

最早用来控制电视的遥控器是美国一家叫Zenith的电器公司(这家公司现在被LG收购了),在1950年代发展出来的。 一开始是有线的。1955年,该公司发展出一种被称为“Flashmatic”的无线遥控装置。但这种装置没办法分辨光束是否是从遥控器而来,而且也必需对准才可以控制。1956年罗伯•爱德勒(Robert Adler)开发出称为“Zenith Space Command”的遥控器,这也是第一个现代的无线遥控装置,他是利用超声波来调频道和音量,每个按键发出的频率不一样,但这种装置也可能会被一般的超声波所干扰,而且有些人及动物(如狗)听得到遥控器发出的声音。

1980年代,发送和接收红外线的半导体装置开发出来时,就慢慢取代了超声波控制装置。即使其他的无线传输方式(如蓝牙)持续被开发出来,这种科技直到现在还持续广泛被使用。

三、工作原理

很多电器都采用红外遥控,那么红外遥控的工作原理是什么呢?我们先看看什么是红外线。

人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62μm~0.76μm;紫光的波长范围为0.38μm~0.46μm。比紫光波长还短的光叫紫外线,比红光波长还长的光叫红外线。

红外线遥控就是利用波长为0.76μm~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。

常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。

发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可见光。

目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通发光二极管相同,只是颜色不同。

红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。

判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样:用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。

红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定,而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。

在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。

红外接收二极管一般有圆形和方形两种。

由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(100mW左右),所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路。

前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品,大多都采用成品红外接收头。

成品红外接收头的封装大致有两种:一种采用铁皮屏蔽;一种是塑料封装。均有三只引脚,即电源正(VDD)、电源负(GND)和数据输出(VO或OUT)。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同,可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽,使用起来如同一只三极管,非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。

红外遥控常用的载波频率为38kHz,这是由发射端所使用的455kHz陶振来决定的。

在发射端要对晶振进行整数分频,分频系数一般取12,所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等,一般由发射端晶振的振荡频率来决定。

红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其他电器设备。由于其无法穿透墙壁,故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰;电路调试简单,只要按给定电路连接无误,一般不需任何调试即可投入工作;编解码容易,可进行多路遥控。

由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路,需要时按图索骥即可。因此,现在红外遥控在家用电器、室内近距离(小于10米)遥控中得到了广泛的应用。

多路控制的红外遥控系统 多路控制的红外发射部分一般有许多按键,代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时,相应地在接收端有不同的输出状态。

接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时,接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”,宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时,接收端对应输出端输出“有效电平”,发射端松开键时,接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”,可能是高、也可能是低,取决于相应输出脚的静态状况,如静态时为低,则“高”为有效;如静态时为高,则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键,接收端对应输出端改变一次状态,即原来为高电平变为低电平,原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除,在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况,其他如调光、调速、音响的输入选择等。

“数据”输出是指把一些发射键编上号码,利用接收端的几个输出形成一个二进制数,来代表不同的按键输入。

一般情况下,接收端除了几位数据输出外,还应有一位“数据有效”输出端,以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。 除以上输出形式外,还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号,接收端对应输出予以“储存”,直至收到新的信号为止;“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。

四、遥控距离的影响因素

影响遥控器遥控距离(Remote distance of RF Remote Control)的因素主要有如下几点:

1. 发射功率:发射功率大则距离远,但耗电大,容易产生干扰;

2. 接收灵敏度:接收器的接收灵敏度提高,遥控距离增大,但容易受干扰造成误动或失控;

3. 天线:采用直线型天线,并且相互平行,遥控距离远,但占据空间大,在使用中把天线拉长、拉直可增加遥控距离;

4. 高度:天线越高,遥控距离越远,但受客观条件限制;

5. 阻挡:目前使用的无线遥控器使用国家规定的UHF频段,其传播特性和光近似,直线传播,绕射较小,发射器和接收器之间如有墙壁阻挡将大大打折遥控距离,如果是钢筋混凝土的墙壁,由于导体对电波的吸收作用,影响更甚。

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