|
|
|
Введение
В настоящее время для управления различной аппаратурой очень широко используется дистанционное управление (ДУ) на ИК-лучах. ДУ на ИК лучах вторглось в нашу повседневную жизнь и в достаточной мере экономит наше время. Это очень удобный вид управления радиоаппаратурой, т.к. ИК управление потребляет не много энергии и действует только в направление управляемого устройства, а не во всех как радиоуправление. В мире существует достаточно много не совместимых между собой систем ИК ДУ. Наибольшее распространение получила система RC-5. Эта система используется во многих телевизорах, в том числе и отечественных. Система инфракрасного дистанционного управления RC-5 была разработана фирмой Philips для нужд управления бытовой аппаратурой.
1 Разработка и анализ ТЗ.
Разработка и обоснование принципиально конструктивного объекта: приемника ИК излучения с последующей дешифрацией.
В данной работе будет произведен расчет только приемника ИК излучения, а точнее предварительного усилителя. Он будет находиться в отдельном корпусе от остальных печатных плат устройства.
1.1. Назначение данного устройства:
1.1.1. Потребительское назначение: управление объектами на расстояние.
1.1.2. Радиотехническое назначение: предварительный усилитель, модуль логической дешифрации команд, модуль сопряжения.
1.2. Основные параметры устройства:
Напряжение питания :Uпит=12 В.
Потребляемая мощность: Pпот=150 мВт.
Частотное заполнение принимаемых команд: F=32.768 кГц.
1.2.1. Условия эксплуатации:
- Температура: Tmin=233 К, Tmax=328 К; (55° С).
- Влажность, 80% (298 К);
- Вибрация, 10 ... 30 Гц,
- Виброустойчивость: 19.6 м/сек2;
- Прочность при транспортировке: t=5... 10 мс,
v-40... 80мин-1, а=49 .. .245 м/c, N=13 000 ударов.
1.2.2. Конструктивные особенности: внешний источник питания.
1.2.3. Критерии качества: дешевизна и эргономичность.
1.2.4. Схема электрическая принципиальная с перечнем элементов аналога в приложение 1.
1.2.5. Класс объекта установки: наземная РЭА.
1.2.6. Группа объекта установки: Стационарная РЭА, работающая в отапливаемых помещениях (1-я группа).
1.2.7. Цель разработки: создание усилителя ИК сигналов со сниженными массо-габаритными характеристиками, уменьшение его стоимости, повышение надёжности и эффективности, а также удовлетворение требований настоящего технического задания.
2 Анализ аналогов и прототипов.
2.1 Анализ существующих конструкций ИК приемников:
В мире существует достаточно много не совместимых между собой систем ИК ДУ. Наибольшее распространение получила система RC-5.
Когда мы нажимаем кнопку пульта, микросхема передатчика активизируется и генерирует последовательность импульсов, которые имеют заполнение частотой 32,768 КГц. Светодиоды преобразуют эти сигналы в ИК-излучение. Излученный сигнал принимается фотодиодом, который снова преобразует ИК-излучение в электрические импульсы. Эти импульсы усиливаются и демодулируются микросхемой приемника. Затем они подаются на модуль логической дешифрации команд который связан с блоком сопряжения.
?????? ???????? ? ?????????:
??????? 2.1.
Параметр№1№2ПрототипАналогПотребляемая мощн.320 мВт.260 мВт.280 мВт.150 мВт.Дальность действия6 м.4 м.5 м.8 м.Габариты110х9085х7580x6060x40Эргономичность-+++СтоимостьВысокаясредняяСредняяНебольшаяИндикация дежурного режима
-
-
+
+
Ниже приводятся описания приведенных выше аналогов:
Схема №1 ИК приемник, собранный на дискретных
элементах, имеющий хорошую чувствительность, но потребляющий энергии, больше всех ниже перечисленных. Приемником сигналов здесь служит фотодиод. Кроме того, он будет обладать большими габаритами.(См. прилжение1).
????? ?2 ?? ????????, ????? ????????? ?? ?????????? ?????????, ??????? ????????? ????????????????. ?????????? ???????? ????? ?????? ??????????????. ??????? ??? ????? ????? ?????????? ?????? ??? ??????????. (??. ?????????2).
Прототип ИК приемник, собранный на дискретных элементах, имеющий среднюю чувствительность и потребляющий энергии, почти как предыдущий. . Приемником сигналов здесь служит фотодиод. Также эта схема имеет индикацию дежурного режима. (См. прилжение2).
Разрабатываемое устройство - ИК приемник, собранный на специализированной микросхеме, имеющий высокую чувствительность и потребляющий энергии, почти в два раза меньше чем схема №1.Кроме того, он будет обладать маленькими габаритами и не высокой стоимостью. (См. прилжение1).
2.2. Анализ разрабатываемой конструкции ИК управления.
Электрическая принципиальная схема ИК управления представлена в приложении 1.
Разрабатываемый ИК усилитель включает в себя: приемник ИК излучения (фотодиод), колебательный контур, выделяющий частотное заполнение сигнала, специализированную микросхему, которая усиливает сигнал и обеспечивает согласование входных и выходных цепей и амплитудный детектор собранный по схеме удвоения.
Импульсные микротоки, возникающие в фотодиоде при его облучении, необходимо усилить и привести к нормам цифрового стандарта, т.е. преобразовать каждую ИК вспышку в импульс напряжения, пригодный для непосредственного управления цифровой микросхемой того или иного типа.
Высокое входное сопротивление и усиление, значительная широкополосность усилителя, пригодного для решения такой задачи, делают его чувствительным к электрическим наводкам самого разного происхождения. В том числе и к работе электронной «начинки» прибора, в который он входит сам. Поэтому фотодиод и его усилитель обычно тщательно экранируют.
При разработке этого прибора особое внимание уделяется низкой себестоимости и эргономичности. Кроме того, в разрабатываемую конструкцию включёна индикация дежурного режима. Если прибор находится в дежурном режиме, то его индикатор светится.
Из всего вышесказанного следует, что большинство схем объединено общими недостатками: все они имеют: сравнительно большие габариты, дороговизну изготовления и потребляют значительный ток от источника питания, что вынуждает от них отказаться. Разрабатываемая схема ИК усилителя лишена указанных недостатков и позволяет создать недорогой, малогабаритный прибор.
3.Предварительное конструирование устройства.
3.1 Выбор схемы расположения элементов конструкции и их расположение внутри корпуса блока:
Эскиз конструкции представлен в приложение 7.
Все элементы схемы смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Плата крепится к основанию блока параллельно с помощью 4-х стоек, которые вкручиваются в основание блока и винтов, которыми притягивается плата. Лицевая панель имеет всего два элемента: отверстия под индикацию и приемник ИК излучения.
Чувствительность фотоприемника может быть заметно снижена паразитной подсветкой. Поэтому фотодиод будет прикрыт блендой - зачерненным внутри отрезком металлической или пластмассовой трубы, отгораживающим его от источников света, находящихся в стороне от оптической оси.
1 2 3
|
|
|
|
 |
На сайте: |
, ,
|
