Разработка системы управления освещением при помощи любого пульта дистанционного управления от бытовой аппаратуры

Так как в пакете MicroCap отсутствует элемент «фотодиод», то при выполнении моделирования он был заменен его эквивалентной схемой, представляющей собой параллельно соединенные источник тока I1, диод VD2 и конденсатор Cpn. Емкость Cpn – это емкость pn-перехода фотодиода, она взята из справочника и равна 160 пФ.

Рис.3 При

нципиальная схема приемника ИК-импульсов в пакете MicroCap.

Рис.4 Результат анализа переходных процессов в среде MicroCap.

Принципиальная схема узла управления приведена на рис.5. Он собран на трех КМОП микросхемах и состоит из формирователя широких импульсов (D1.1), селектора двухсекундного временного интервала (D1.2) и двоичных счетчиков на элементах триггеров D2 .D3. Кнопки SB1 и SB2 позволяют включать и выключать нагрузку без пульта ДУ.

Рис.5 Принципиальная схема блока управления.

Индикатором срабатывания последнего триггера (D3.2) является свечение светодиода HL1. Оптронный ключ VS1 обеспечивает электрическую развязку блока управления от сети 220 В, что позволяет получить хорошую устойчивость схемы к помехам.

На рис.6 приведены диаграммы напряжений в контрольных точках, поясняющие работу блока управления. В начальный момент подачи питания на схему, цепь из элементов C4-R5 обеспечивает установку триггера в D3.2 в исходное состояние (лог. "0" на выходе 1). При нажатой кнопке на пульте ДУ из приходящих пачек импульсов на входы элементов D1.1 и D1.2 формируются более широкие. Триггер D1.2 через 2 сек. обеспечивает установку счетчиков D2, D3.1 в исходное состояние, т.е. формирует импульс обнуления на выходе D1 (вывод 12).

Рис.6 Диаграммы напряжений в контрольных точках.

Схема устройства некритична к выбору деталей и их номиналы могут отличаться от указанных на 30%. Все постоянные резисторы применены типа МЛТ, подстроечный R1 — типа СП4-1. Неполярные конденсаторы типа К10-17, электролитические СЗ и С5 (для приемника С1, С2 и С5, С6) типа К53-16. Диоды КД522 можно заменить любыми импульсными. Стабилизатор напряжения D4 (импортный аналог 78L12) заменяется более распространенным из серии КР142ЕН8Б. Трансформатор Т1 типа ТП112-8-1, но также подойдет любой из тех, что применяется в отечественных телевизорах для питания в дежурном режиме или любой другой сетевой трансформатор с напряжением вторичной обмотки — 15 .20 В, и током не менее 10 мА.

В случае отказа от использования оптрона в блоке управления, оконечный каскад управления лампой можно выполнять на обычном симисторе по схеме, показанной на рис. 7.

Рис.7 Возможный вариант схемы оконечного каскада.

При подключении вместо оптронного ключа симистора, импульсный трансформатор Т2 выполняется на ферритовом кольце типоразмера К16х10х4 мм марки М4000НМ1 или М2000НМ проводом ПЭЛШО диаметром 0,18 мм и содержит в обмотке 1 — 80 витков, 2 — 60 витков.

Приставка проверена в работе с пультами ДУ от импортных телевизоров и спутниковых тюнеров разных фирм — LG, SAMSUNG, SONY, GENERAL SATELLITE, TRICOLOR-TV DR-4000, HUMAX, AVERMEDIA, DREAM MULTIMEDIA. Но так как у каждого пульта свое соотношение между длительностью кодовой посылки и интервалом, для четкого срабатывания переключения может потребоваться подстройка схемы резистором R1 (или подбора номинала конденсатора С1).

3. Параметры оптических приборов, используемых в проекте

3.1 Электрические характеристики реле КР293КП4В

Основные характеристики при Т=25º С

Название прибора: КР293КП4В (5П14.2В)

Назначение: Двухканальный оптоэлектронный коммутатор постоянного тока

Максимальный ток коммутации: 120 А

Максимальное напряжение коммутации: 400 В

Максимальное выходное сопротивление в открытом состоянии: 18 Ом

Тип корпуса: 8LDIP8

Аналог: К294КП10ВП7

Твердотельные реле всех типономиналов серии КР293 унифицированы по входным характеристикам, которые определяются параметрами используемого в приборе светоизлучающего диода инфракрасного диапазона. Зависимость величины прямого входного напряжения Vвх и выходного сопротивления Rвых от уровня входного тока в диапазоне температур приведены на рис. 8 и 9, соответственно.

Рис.8

Рис.9

Следует отметить, что уменьшение входного тока относительно номинального значения кроме непосредственного увеличения выходного сопротивления приводит также к широкому разбросу значений этого параметра, в то время как завышение входных токов практически не дает сколь-нибудь заметного улучшения статических характеристик прибора.

Используя реле для коммутации аналогового сигнала в линейных схемах следует учитывать, что выходная вольт-амперная характеристика прибора нелинейна вне диапазона выходных напряжений -0.7 .0.7 В, как это показано на рис.10. из-за шунтирующего действия встроенного диода сток-исток МОП-транзисторов.

Рис.10

Величина входного тока оказывает заметное влияние на динамические параметры твердотельного реле. Из приведенного рис.11 видно, что не следует работать на входном токе ниже номинального. В тоже время необходимо учитывать, что микросхемы серии КР293 сохраняют высокие показатели надежности, если средний входной ток не будет превышать 20 мА.

Рис.11

3.2 Тепловые характеристики реле

Твердотельное реле является полупроводниковым прибором, который сохраняет свои функциональные возможности и высокий уровень надежности, если рабочая температура p-n перехода, Tп, не превышает 125°С. Тепло к микросхеме может подводиться как из окружающей среды, температура которой Tс, так и в результате тепловыделения в самом приборе в результате резистивного нагрева главным образом в выходных цепях прибора при протекании тока.

Степень перегрева p-n перехода определяется величиной, так называемого, теплового сопротивления кристалл - окружающая среда, Rк-с, которое для всех типономиналов микросхем серии КР293 составляет 60°С/W. Допустимая мощность Po(T), которую может рассеять прибор при данной температуре, определяется следующим соотношением:

Pо(Tс) = ( Tп - Tс ) / Rп-с (1)

Таким образом, используя зависимость выходного сопротивления прибора в открытом состоянии от температуры, можно определить допустимый средний рабочий ток нагрузки при заданной температуре окружающей среды. Так как,

P(Tс) = (Iвых)2 * Rвых(Tп) (2) , то из (1) и(2) получим:

Iвых = ( Tп - Tс ) / Rп-с Rвых(Tп) 1/2 (3)

 Скачать реферат