簡單無線遙控門鈴原理和制作
有的時(shí)候總會(huì)因?yàn)殚T大院或經(jīng)常聽不到門鈴聲而不能及時(shí)接待來客,讓房主很是尷尬。超毅電子介紹如何制作一款無線遙控門鈴,方便主人在房內(nèi)各地使用,將門鈴按鈕安裝在門上,來訪者只要按下按鈕,放在客廳、廚房或臥室的接收主機(jī)就會(huì)響起“叮咚”聲或樂曲聲,宏亮悅耳,告知有客人來了,距離在幾米到幾十米,一般都有15到20米遠(yuǎn)的距離。接收機(jī)由兩節(jié)五號(hào)電池供電,3V時(shí)實(shí)際測量待機(jī)耗電=0.48mA,延長了電池的使用壽命。實(shí)物如下面三幅圖,尺寸:發(fā)射7.8cmX4.6cmX1.6cm,接收8.8cmX6.1cmX2.4cm,原包裝內(nèi)已帶按鍵上用的12V A23電池,接收盒上部一個(gè)開關(guān)為樂聲選擇,接收盒可以掛在墻壁上,也可以豎放在高處,這樣的效果會(huì)更好,也不易被小孩輕易取下來玩具。
超毅電子就詳細(xì)介紹如何制作這款門鈴。
材料準(zhǔn)備:發(fā)射端需要的元器件有 CD4069、9018、10微電感一只、32.768kHz晶體、12VA23電池一節(jié)、常開按鈕一個(gè)、部分阻容元件。接收端需要的元器件有CD4069、9018一只和9013兩只、32.768kHz晶體、10微電感一只、1X2撥動(dòng)開關(guān)一只、2音調(diào)音樂片一塊、小型嗽叭一只、阻容元件若干。
要制作好無線遙控門鈴,首先就要弄懂其工作原理才行,請看附圖。發(fā)射器由調(diào)制振蕩級(jí)和高頻振蕩級(jí)兩級(jí)組成。調(diào)制級(jí)電路由一塊廉價(jià)的國產(chǎn)CD4069和32.768KHz晶體完成,CD4069是6反相器。所謂反相器,就是么相器都有兩端,輸入端是高電平時(shí)輸出端就轉(zhuǎn)為低電平,輸入端是低電平時(shí)輸出端就為高電平,輸入和輸出端的電平總是相反。如圖1腳和2腳為第一個(gè)反相器,本文稱反相器1,之后稱反相器2、3、……,總共CD4069有六個(gè)。
發(fā)射器開關(guān)按下時(shí),反相器1和2及相關(guān)元件組成振蕩發(fā)生器,產(chǎn)生32.768KHz低頻信號(hào)。過程:反相器1的1腳開始為低電平,2腳就是高電平,4腳也為高電平。2腳的高電平經(jīng)R2對晶體X1充電,充電電流經(jīng)R2-X1-反相器2的4腳到負(fù)極。充電時(shí)間由X1決定,等效電容為200P。由于X1的充電,X1上的電壓逐漸上升,左正右負(fù),當(dāng)升至反相器1的翻轉(zhuǎn)電平時(shí),2腳就由原來的高電平轉(zhuǎn)為低電平,4腳也同時(shí)轉(zhuǎn)為低電平。X1開始放電,放電通路為R2-反相器1的2腳-負(fù)極。放電后X1上的電位降低,到一定程度時(shí)1腳降為低電平了,輸出端又翻轉(zhuǎn)成高電平,再次對X1充電,至此已完成一個(gè)充放電過程,即一個(gè)振蕩周期,4腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去,反相器2的4腳就會(huì)一直輸出高低不斷變化的電平信號(hào)。這個(gè)信號(hào)的頻率由晶體;決定,為32.768kHz。上面解說的過程在電路實(shí)際工作時(shí)完成得極快。
反相器1和反相器2用于產(chǎn)生振蕩信號(hào),反相器3~6并聯(lián)使用,構(gòu)成輸出控制,能提供20-30mA的灌入電流。反相器3~6的輸出端接在發(fā)射管Q1的發(fā)射極對Q1進(jìn)行調(diào)幅,向外發(fā)射電磁波。
Q1、L1、C3和6P電容組成高頻振蕩器,振蕩頻率由印刷電感L1和JC3及三極管的集電結(jié)電容決定。一般為200-270MHz。Q1的發(fā)射極如果直接接在負(fù)極時(shí)就能產(chǎn)生等幅高頻波,再接在反相器的輸出端就使輸出受32.768KHz振蕩信號(hào)調(diào)制,通過印刷電感發(fā)射信號(hào)。按鍵每按一次就發(fā)射一次。
Q3、L3、C4、C5為超再生振蕩接收器,L3為繞制線圈,在直徑5mm的骨架上繞制,用0.51漆包線繞3圈,骨架中間用銅芯調(diào)節(jié)。當(dāng)L3的振蕩頻率與發(fā)射端相同時(shí),諧振,Q3的超再生信號(hào)就受發(fā)射端的調(diào)幅信號(hào)控制,L4為扼流線圈,阻止高頻信號(hào)通過。超再生振蕩電路具有自檢波功能,檢波后的調(diào)制信號(hào)在R4上產(chǎn)生壓降,經(jīng)R5、C9送入IC2進(jìn)行放大,整形再放大,這由三個(gè)反相器13和12、11和10、1和2完成,C11濾波濾除檢波后的高頻雜波,使用檢波后的有用信號(hào)信噪比最大。經(jīng)三極放大后的調(diào)制信號(hào)與發(fā)射端(低頻32.768KHz)同頻, X2在電路中起選頻作用,同頻率的信號(hào)能順利通過,免除了許多不需要的各種外界信號(hào)的干擾,選頻后的信號(hào)送入Q2放大整形,該信號(hào)的幅度還較低,經(jīng)最后兩級(jí)開路反相放大后輸出等幅方波信號(hào)。R11限流,C12濾波,對方波進(jìn)行平滑濾波,并有數(shù)十毫秒的延時(shí),也能消除外界尖脈沖對觸發(fā)電路的干擾,K是樂曲選擇開關(guān),音樂信號(hào)經(jīng)Q4放大推動(dòng)喇叭發(fā)出優(yōu)美的門鈴音樂聲。
組裝 原理清楚后,接下的事就是實(shí)際制作了。當(dāng)然還會(huì)遇到一些問題。如果現(xiàn)在只是照圖去做,肯定還不能成功,調(diào)試也很重要。
把準(zhǔn)備好的元器件放好,還要有一塊自制的印刷電路板,制電路板的方法很多,自制實(shí)驗(yàn)時(shí)對電路板的選題要求也不高,這時(shí)就不再介紹如何做電路板了。你要保證元器件的質(zhì)量,要上乘才好。
接收機(jī)按較先裝高頻接收部分Q3及外圍電路R3、R4、R5、R6、C4、C5、C6、C7、C8、C9、L3、L4等,接上3伏電源,測b e c三個(gè)電極的電壓,分別為0.7V-0.8V 、 0.2V、 1.3V-1.5V,以上是實(shí)測值,供參考。L3用直徑5mm的骨架用0.51線繞3圈,前面已說明。如果你沒有合適的調(diào)節(jié)銅芯時(shí),就把此線圈固定,把C4換成5-20P的可調(diào)電容,也是不錯(cuò)的。在Q3發(fā)射極串入電流表測I=0.35mA左右。此級(jí)工作點(diǎn)已基本正常。接著裝好X2和相關(guān)所有電阻、電容、IC2(音樂片和Q4不裝),在C12兩端并接一只發(fā)光二極管,注意極性不要接錯(cuò),用鑷子短路一下X2,可以看見發(fā)光管亮一下,就說明接收器的后部分正常。發(fā)射和接收的電路焊接告于一個(gè)段落。C12兩端的發(fā)光二極管暫時(shí)不要焊下,之后還要用到。
將IC1的及外圍部分先焊好,X1和高頻部分不焊?,F(xiàn)在調(diào)試一下CD4069是否正常,把X1換成一個(gè)1微法左右的無極性電容,臨時(shí)代替X1,在IC1的6腳和地線之間并接一只紅色發(fā)光二極管。接通電源,指示燈應(yīng)該會(huì)一閃一閃才對,否則4069壞了。焊下此電容,換回原來的X1焊上,拆下發(fā)光二極管,其余的也可以焊好。再接通電源,測試整機(jī)電流在4.8-5.5mA之間,這是最首要的指標(biāo),相關(guān)這個(gè)范圍0.5mA 以上就要查查是否在其它原因了。其次測b、e、c各極電壓值,電路起振時(shí)b為5.5V-5.8V,e為5.8V-6V,c為13V左右。b極電壓要低于e極電壓零點(diǎn)幾伏,說明電路已正常了。集電極的電壓會(huì)超過電源電壓值,這是高頻電路具有的特性。整個(gè)發(fā)射電路裝好后把它靠近一臺(tái)開著的短波(不是調(diào)頻)收音機(jī)旁發(fā)射,可明顯聽出發(fā)射部分對收音機(jī)的干擾影響,至此發(fā)射機(jī)已接近完成裝調(diào)工作。
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