家用吊扇红外遥控电路.doc

家用吊扇红外遥控电路的设计
古伟锋、胡佛才、宁志全、李俊峰
（华南农业大学 理学院，广东 广州 510640）
简述：本设计以红外发射管、红外接收器件、红外遥控发射/接收集成电路（BEC5104或cs5104编码器和BEC8206或cs5116）为主要部件，设计出了一个能进行五速遥控调档的家用吊扇红外遥控电路。本设计知识入点高，设计出点趋于容易应用。加上一些拓展功能，充分体现了红外遥控控制的优点和易用实用性。同时本设计兼顾了红外发射管、红外接收器件、红外遥控发射/接收集成电路（BEC5104编码器和BEC8206）的主要性能，对学习红外控制这一知识具有典型的代表性。
关键词：BEC5104、BEC8206、红外发射管、红外接收管
一、选用器材：
1、模拟电子技术实验系统箱；
2、集成电路；
3、BEC5104 ------------------1个
4、BEC8206-------------------1个
5、电容：
100PF---------------------4个
470uF---------------------1个
1uF-----------------------1个
6、电阻：
10 k---------------------1个
43 ----------------------1个
100k---------------------1个
100----------------------1个
220----------------------5个
470k---------------------1个
7、二极管：
1N4148---------------------5个
稳压二极管5V、1W-----------1个
8、三极管：9014--------------2个
9、按钮开关-------------------10个
10、稳压电源5V----------------1个
11、稳压电源3V----------------1个
12、LED-----------------------10个

二、设计方案：
1、CS5104CP红外遥控接收集成电路

CS5104CP是一种新型8通道红外遥控接收专用集成器件。其特点是用它构成的遥控电路外围元件少，工作可靠，通用性好，成本低，无须调试，最适合与专业厂家开发新产品和广大电子爱好者制作公众红外遥控电路。由于它采用大规模CMOS工艺制成，因此器件本身功耗低，电源电压范围宽（2.2V时仍能正常使用），适用范围广。
（1） 外形及引脚功能
CS5104CP为16脚双列直插塑料封装。其引脚排列图见上图。
序号
名称
I/O
说明
1
C1
I
用户码1
2
C2
I
用户码2
3
K1
I
遥控按键输入1
4
K2
I
遥控按键输入2
5
K3
I
遥控按键输入3
6
K4
I
遥控按键输入4
7
K5
I
遥控按键输入5
8
VSS
-
接地
9
K6
I
遥控按键输入6
10
K7
I
遥控按键输入7
11
K8
I
遥控按键输入8
12
OSC1
I/O
455kHz OSC连接脚
13
OSC2
I/O
455kHz OSC连接脚
14
LED
O
接led显示发射状态
15
DO
O
38kHz载波讯号输出
16
VDD
-
正电源

（2）电气参数
5104红外接收集成电路由于采用了大规模CMOS工艺制成，因此其工作电压范围宽，功耗小。其极限工作条件见表2。
表2 极限值
参数名称
极限值
单位
电源电压
-0.3~~+0.6
V
输入/输出电压
（Vss-0.3V）~（VDD+0.3V）
V
消耗功率
500
mW
工作温度
-10~+70
°C
存储温度
-40~+125
°C

5104电气参数
参数名称
符号
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
工作电压
VDD

2.2
3
5
V
输入高电平
VIH

1.5
2.1
3.5
V
输入低电平
VIL

0.7
1
1.5
V
静态电流
ISB
空载

uA
输出电流
HP1~HP6
CP1 CP2
IOH
VOH=2.4V

mA
IOL
VOL=0.8V

mA

（3）功能特点
l 八通道遥控按键控制端
l 二位元用户码选择
l 按键起振，节省静态电流损耗
l LED输出显示发射状态
l 38kHz红外线载波红外线讯号发射输出
l 工作电压范围较宽

2、BEC8206红外遥控接收集成电路
BEC8206系列风扇控制电路是以电子式的触控开关和定时器取代传统机械式开关和定时器，除了保留原有传统风扇之常风及定时功能外，又增加了自然风和睡眠风设计，提供一组摆头功能，一组彩灯控制功能（有“L”），强化了风扇的功能，配上BEC5104编码器，可实现红外遥控。
(1) 功能特点
l 三种风类：正常风、自然风、睡眠风
l 三种风速：强、中、弱
l 0.5、1、2、4小时累进计时定时模式
l 一组独立式彩灯控制功能（有“L”）
l 一组非独立式摆头控制功能
l 蜂鸣器响声： 开机“Bi-Bi”
l 关机“Bi—”
其它操作“Bi”
l 455kHz振荡器作振荡电路输入
l 中风起动功能
l “风速”键开机
l 具有记忆功能，免却每次开机重新设定运作模式
l 配BEC5104编码器可实现全功能遥控
l 2位元用户码设定
l 采用DIP20

(2) 外形及引脚功能
序号
名称
I/O
说明
1
LIGHT
I
彩灯键输入
2
LIGHT
I
遥控讯号输入
3
OFF
I/O
关机键输入及LED扫描输出端
4
TIMER
I/O
定时键输入及LED扫描输出端
5
SPEED
I/O
开/风速键输入及LED扫描输出端
6
MODE
I/O
风类键输入及LED扫描输出端
7
COM1
O
用户码C1选择及LED扫描公共端
8
COM2
O
用户码C2选择及LED扫描公共端
9
COM3
O
LED扫描公共端
10
SWING
I
摆头键输入及用户码选择二极管连接端
11
SHO
O
摆头驱动，水平摆头
12
STRONG
O
强风驱动
13
MEDIUM
O
中风驱动
14
LOW
O
弱风驱动
15
VDD
--
正电源
16
BUZ
O
蜂鸣器驱动
17
OSC2
O
455kHz振荡器
18
OSC1
I
455kHz振荡器
19
VSS
--
负电源
20
LTO
O
彩灯驱动

(3)电气参数
极限参数
特性
符号
范围
单位
电源电压
VDD
-0.3～6
V
输入/输出电压
VIN/VOUT
VSS-0.3～VDD+0.3
V
功率损耗
Pd
500
mW
工作温度
Topr
-10～70
℃
贮存温度
Tstg
-40～125
℃

电参数
项目
符号
测试条件
最小
典型
最大
单位
工作电压
VDD

3
5
6
V
静态电流
ISB
VDD-VSS=5V，OSC停止，输出无负载

500
mA
输入高电平
VIH

3.5

V
输入低电平
VIL

1.5
V
输出电流
IOL
VO=0.7V

10

mA
OFF，MODE，SPEED，TIMER
可控硅，VOL=0.7V

10

mA
COM1～COM3

40

mA
蜂鸣片，VOH=4.3V

5

mA

3、上升沿触发器74LS374
74LS374为具有三态门输出的8D边沿触发器，共有74LS374和74S374两种。74LS374的输出端可以直接和总线相连，当三态允许控制端OE为低电平时，O0至O7为正常逻辑状态，可以用来驱动负载或者总线。当OE为高电平时，O0至O7为高阻态，不驱动总线，也不为总线负载，但内部锁存器操作不受影响。
（1）外部引脚如图

（2） 工作环境
l 电源电压7v
l 输入电压7v
l 输出高阻态时高电平电压5.5v
l 工作环境温度 0到70摄氏度

三、总设计电路（本电路分为两部分）

第一部分：发射电路

如上图所示

第二部分：接收电路
1、电源部分：

此部分元件清单：
符号
器件
参数
FUSE
保险丝
1A,250V
R1
碳膜电阻
2´180W/2W
R2
碳膜电阻
200k/0.5W
R3
碳膜电阻
2´47W/0.25W
R4
碳膜电阻
100W/0.25W
C1
聚丙烯电容
1.2mF,400V
C2
电解电容
470mF,16V
C3
电解电容
470mF,10V
C4
瓷片电容
0.01mF
D1，D2
二极管
1N4007
D3
稳压管
5.1V,1W
2、整个电路

此部分元件清单
符号
器件
参数
R4～R9
碳膜电阻
10kW,0.25W
R10～R14
碳膜电阻
470W,0.25W
R15～R17
碳膜电阻
100W,0.25W
R18
碳膜电阻
560W,0.25W
C5
电解电容
47m,10V
C6，C7
瓷片电容
100p
XL
振荡器
455kHz
BUZ
蜂鸣片
F27
LED
发光二极管
F3×11
D4，D5
二极管
1N4148
KEY
轻触开关

RIM
IR接收头

IC
控制器
BEC8206系列
T1～T5
可控硅
MAC97A6

3、功能说明
控制面板

l “关”键：切断马达电源，风扇停止运转，控制电路复原，并记忆关机前之运作模式，待下次开机时，即以记忆状态运行（定时及睡眠风不会被记忆）。
l “开/风速”键：当风扇静止时，此为起动键。风扇中风启动以增大扭力，三秒钟后回复设定之弱风状态（初次上电），或被记忆之风速状态运行。当风扇转动中，此为风速设定键，弱、中、强、弱、中…循环式选择。
l “风类”键：选择风扇转动之类别，按正常风、自然风、睡眠风、正常风、自然风¼循环式选择。
正常风：风扇按设定之强、中、弱风恒速运转。
自然风：风扇马达按预编电脑程式作不规则运转，配合风速键之设定，可分强自然风、中自然风、弱自然风，模仿大自然之风吹效果，令风量更柔和舒适。
睡眠风：风扇马达进入自然风电脑程式控制，根据人的体温会随入睡后慢慢下降，风扇之风量亦会慢慢减弱，以免人睡后着凉，其减弱规律如下：
1） 当最初设定为强风时，风扇按强自然风运转半小时，后转为中自然风，半小时后再变为弱自然风，直至预置时间结束，或被关掉为止。
2） 当最初设定中风时，风扇按中自然风运转半小时，转为弱自然风，直至预置时间结束，或被关掉为止。
3） 当最初设定为弱风时，风扇按弱自然风运转，直至预置时间结束，或被关掉为止。
l “定时”键：设定风扇之预置时间，BEC8206以0.5、1、2、4小时四段式累进计时。当风扇在定时状态中运转时，LED之显示会随时间之过去而显示预置剩余时间，以清楚显示风扇尚会运行多长时间才会停止。
l “摆头”键：当风扇运转时，按此键可控制电子摆头运转，当风扇停止时，此键不动作。
l “彩灯”键：按此键可控制彩灯之开关，此键的动作与风扇是否运转无关。
注：配合编码器BEC5104可设计出多通道全功能遥控以上各按键之发射器。每次按键，皆有蜂鸣器响声以表示按键讯号成功接收。

四、结论与总结

BEC8206系列风扇控制电路是以电子式的触控开关和定时器取代传统机械式开关和定时器，除了保留原有传统风扇之常风及定时功能外，又增加了自然风和睡眠风设计，提供一组摆头功能，一组彩灯控制功能（有“L”），强化了风扇的功能，配上BEC5104编码器，可实现红外遥控。
本设计创新点在于本系统是增加了用遥控远端控制的功能，因此给人们带来很多便利，这一点也正是开发和设计此系统的根本原因。
我们在设计这个电路的时候，遇到很多的困难，也想过用很复杂的电路才能实现设计的要求，经过不断的努力和探索，设计出这个比较适合要求的方案。显而易见，这个设计是简单的，是很容易实现的。通过简单的电路设计，实现家用吊扇红外遥控功能，既能满足经济实用的要求，也能实现家具的人性化，如果能再加入其他一些元素，比如彩灯、声音应答等等，会更好满足人们的需求。