CN2753096Y - 灯具遥控控制器 - Google Patents

Abstract

一种灯具遥控控制器，属控制技术领域，用于解决多套多灯灯具的控制问题。其技术方案是：它的接收部分包括选频放大电路、振荡混频电路、低频放大电路、整形电路、倒相电路、单片机、光电隔离电路、控制电路、拨码开关和存储器，它们的输入、输出端依次连接，控制电路的输出端接通灯具；它的发射部分包括键盘电路、灯具组别指示灯电路、单片机、DC－DC升压电路和发射电路，由发射电路将灯具的控制数据发射出去。本实用新型利用计算机的BCD码配置原则实现对15个灯具进行任意数目的组合和控制，解决了多套灯具必须配备多个遥控器的问题，可任意进行组合控制。它具有抗干扰能力强、稳定性好、可靠性高的特点。

Description

灯具遥控控制器

技术领域

本实用新型涉及一种灯具遥控器，属于控制技术领域。

背景技术

灯具是居室或公共场合必备的设施，随着科技进步和经济发展，各种新型灯具不断出现，配合多灯照明的多灯控制开关也应运而生。目前市场上的多灯控制开关大致分为两类：一类为配合墙壁开关使用，以双D触发器(如CD4013)为核心，使用触点式继电器驱动，但却标榜为电脑开关；另一类为无线电遥控控制的，以专用编解码电路(如PT2262编码、PT2272解码或其它编解码电路)为核心，使用触点式继电器驱动。这两种开关在宾馆、饭店、商场和家庭中都有普遍使用，以控制这些场所的照明变化，但在使用中发现上述产品存有如下缺点：

1.普通的遥控控制器只能控制一套灯具，如果家庭中的多个房间有多套灯具需要遥控控制就必须配备多个遥控器，它们之间不能通用，因此在使用和保存上都多有不便；

2.一个遥控器对于一套灯具的多灯控制是固定设置的，不能任意数目组合，这样就不能最大限度地发挥灯具多灯组合的潜力，也使照明效果缺乏变化，对于一些价格不菲的多灯灯具是一种隐形浪费；

3.电源部分采用阻容降压方式，不适合像灯具控制这样需要长时间不间断工作的电器，因此存在可靠性差，故障率高的缺点。

4.遥控器采用专用编解码电路，由于编码容量有限，抗干扰能力较差，时常有重码干扰现象发生。

5.采用触点式继电器，经常造成触点烧蚀，产品可靠性和稳定性不高。

6.遥控控制器使用12伏专用电池，电池容量小、使用时间短。

总之，目前市场上的遥控控制器都具有一定缺点，迫切需要改进。

发明内容

本实用新型用于克服已有技术之缺陷而提供一种能够控制多套多灯灯具、多灯可以接任意数目组合变化、具有抗干扰能力强、稳定性好、可靠性高的灯具遥控控制器。

解决上述问题的技术方案是：

一种灯具遥控控制器，它由电源部分、接收部分和发射部分组成，所述接收部分包括选频放大电路、振荡混频电路、低频放大电路、整形电路、倒相电路、单片机、光电隔离电路、控制电路、拨码开关和存储器，所述选频放大电路、振荡混频电路、低频放大电路、整形电路、倒相电路的输入、输出端依次连接，倒相电路的输出端接单片机的输入接口，单片机的输出接口接光电隔离电路的输入端，光电隔离电路的输出端接控制电路的输入端，控制电路再接通灯具D主回路，拨码开关、存储器与单片机的相应接口相连接；所述发射部分包括键盘电路、单片机、DC-DC升压电路和发射电路，键盘电路由开关矩阵组成，其输出端接单片机的输入接口，单片机的一个输出接口接至DC-DC升压电路中控制三极管Q6的基极，发射电路中调制控制开关管Q4的基极接至单片机的一个输出接口，晶振Y1和三极管Q5组成一个高频载波的振荡电路，由开关管Q4控制三极管Q5的启闭。

上述灯具遥控控制器，所述选频放大电路由三极管Q1、电感L1、电容C1、C2、C3、电阻R2组成，其中，电容C3、电感L1并联接成一个选频网络，接收天线经电容C1接于选频网络，C2为三极管Q1的基极耦合电容，电阻R2为三极管Q1的集电极负载电阻，三极管发射极接地，集电极为输出端。

上述灯具遥控控制器，所述振荡混频电路由三极管Q2、电感L2、L3、电阻R1、R3、电容C4、C5、C6、C7、C8组成，其中，三极管Q2为混频振荡管，它与电容C5、C6、C7、C8、电感L2构成一个改进型的电容三点式振荡电路，电容C4为偶合电容，电阻R3为发射极输出电阻，它的输出通过电阻R4接至下一级。

上述灯具遥控控制器，所述低频放大电路由运放器U1、电阻R4、R5、R6、电容C9组成，所述电阻R4、电容C9组成一个RC低通选频网络接在运放器U1的正相输入端与振荡混频电路的输出端之间，运放器U1的输出经耦合电容C10接至下一级。

上述灯具遥控控制器，所述整形电路由运放器U2、电阻R7、R8、电容C10组成，其中，运放器U2接成电压比较器电路，其正相端通过电容C10输入信号，电阻R7、R8组成运放器U2的负相端基准电压电路；

所述倒相电路由三极管Q3、电阻R9组成，其中，三极管Q3的基极接运放器U2的输出端，发射极接地，集电极为输出端，电阻R9为集电极负载。

上述灯具遥控控制器，所述单片机6的RXD端口接倒相电路运放器U2的输出端，单片机6的P1.4-P1.7端口为输出端口，接到光电隔离电路7的输入端，再由光耦电路的输出端连接控制电路8中双向可控硅的触发极，双向可控硅的阳极或阴极串接灯具D，单片机6的P3.2-P3.5端口接拨码开关，单片机6的P1.1、P1.2端口接存储器15。

上述灯具遥控控制器，所述发射电路由三极管Q4、Q5、电感L5、L6、晶振Y1、电阻R18、电容C11、C12组成，其中，三极管Q4的基极接单片机11的P2.2输出端口，发射极接地，集电极接三极管Q5的发射极，三极管Q5的集电极经电容C12接发射天线，电感L5起高频扼流圈的作用，电感L6和电容C11、晶振Y1构成一个振荡电路，接在三极管Q5的基极和发射极之间。

上述灯具遥控控制器，增设灯具组别指示灯电路，所述灯具组别指示灯电路由发光二极管D10、D12、D13、D14、D17组成，它们分别接单片机11的P1.0、P1.2、P1.3、P1.4、P1.7端口。

上述灯具遥控控制器，所述DC-DC升压电路由集成芯片IC8、三极管Q6、二极管D5、电感L4组成，其中，三极管Q6的基极接单片机11的P1.1输出端口，发射极接集成芯片IC8的OUT端口，集电极接D5的负极，电感L4接在集成芯片IC8的LX端口和电源VCC之间，二极管D5接在集成芯片IC8的LX端口和DC-DC升压电路的输出端之间。

采用这种结构的灯具遥控控制器，可以利用计算机的BCD码(即8421码)配置原则实现对15个灯具进行任意数目组合和控制，解决了家庭中多套灯具必须配备多个遥控器的问题；该灯具遥控控制器采用超低功耗的单片机、DC-DC直流升压芯片等器件组成新的改进电路，不但具有抗干扰能力强、稳定性好、可靠性高的特点，还可以采用普通5号电池作为电源，非常方便。

附图说明

图1是灯具遥控控制器的接收部分的电路框图；

图2是灯具遥控控制器的发射部分的电路框图；

图3是接收部分各电路电原理图；

图4是接收部分的光电隔离电路、控制电路的电原理图；

图5是发射部分和升压电路部分电原理图。

图中标记如下：选频放大电路1、振荡混频电路2、低频放大电路3、整形电路4、倒相电路5、单片机6、光电隔离电路7、控制电路8、键盘电路9、灯具组别指示灯电路10、单片机11、DC-DC升压电路12、发射电路13、拨码开关14、存储器15。

具体实施方式

图3～5是本实用新型的一个实施例，采用的部分器件型号为：单片机IC1为89C2051、单片机IC7为430F1121、存储器IC2为AT24CXX、IC8为RH5RH501或RH5RC501芯片。

接收部分由选频放大电路1、振荡混频电路2、低频放大电路3、整形电路4、倒相电路5、单片机6、光电隔离电路7、控制电路8组成。

选频放大电路1由三极管Q1、电感L1、电容C1、C2、C3、电阻R2组成，电容C1、C2是耦合电容，电感L1、电容C3组成LC选频网络，接在三极管Q1的基极。

振荡混频电路2由三极管Q2、电感L2、L3、电阻R1、R3、电容C4、C5、C6、C7、C8组成，三极管Q2即是本机振荡管又是混频管，作为振荡管时，它与电容C4、C5、C6、C7、C8构成一个典型的改进型电容三点式振荡电路，作为混频管时，它工作在三极管的非线性区，利用e、c极间的PN结非线性作用完成混频任务。

低频放大电路3由运放器U1、电阻R4、R5、R6、电容C9组成，其中电阻R4、电容C9组成低通滤波电路，运放器U1将送入的低频信号进行放大。

整形电路4由运放器U2、电阻R7、R8、电容C10组成，运放器U2为限幅器，将输入的正弦波信号变为方波信号。

倒相电路5由三极管Q3、电阻R9组成，三极管Q3的基极为输入端，集电极为输出端，将输入信号的高低电平进行反相变换，然后输入到单片机IC1的RXD端口。

单片机IC1采用89C2051，它的2脚是RXD端口输入，它的16-19脚为I/O输出端口接光电隔离电路7，6-9脚接拨码开关，14，14、15脚接存储器IC2。

光电隔离电路7和控制电路8分别由光耦IC3、IC4、IC5、IC6和双向可控硅SCR400、SCR401、SCR402、SCR403组成，光耦IC3、IC4、IC5、IC6的输入端分别接单片机IC1的16-19脚输出，输出端接双向可控硅SCR400、SCR401、SCR402、SCR403控制极，双向可控硅分别接通外电路的灯具D。灯具D按8421原则配置，即四个可控硅分别按8、4、2、1个灯的数目进行控制。

键盘电路9接成四行三列矩阵电路，其输出端分别接单片机IC7的3、8、9.11、12脚。

灯具组别指示灯电路10由发光二极管D10、D12、D13、D14、D17组成，它们分别接单片机IC7的13、15、16、17、20脚。发光二极管也可以换用一个数码管，用于显示灯具组别。

DC-DC升压电路12由集成芯片IC8、三极管Q6、二极管D5、电感L4组成，可将输入的3V电源电压升高到5-12V，输出到发射电路13。

发射电路13由三极管Q4、Q5、电感L5、L6、晶振Y1、电阻R18、电容C11、C12组成，三极管Q4为开关管，三极管Q5，电感L6、晶振Y1、电阻R18、电容C11组成高频振荡器，生成和发射超高频信号。

接收部分工作原理如下：

天线收到遥控器发出的315MHz断续的电磁波，经电容C1耦合，送入由电感L1、电容C3组成的LC选频网络，经过频率筛选选出315MHz信号后，由电容C2耦合送入三极管Q1进行放大，放大后的高频信号经电容C4藕合送入振荡混频电路2进行混频，混频后的信号包含有两个高频信号和一个低频信号。这些信号经过电阻R4，电容C9组成的RC低通选频网络，两个高频信号被衰减，混频后产生的低频信号则通过低通选频网络进入低频放大电路3的运放器U1的输入端，放大后经电容C10耦合进入整形电路4，由整形电路4完成信号由断续的正弦波到方波(数据波)的变换。然后由倒相电路5将数据信号反相后送入单片机IC1的RXD端口(1NT端口或普通的I/O端口)，单片机IC1将接收到的信号解码后由P1.4-P1.7端口送到光电隔离电路7，经光耦与220伏市电隔离后去驱动大功率可控硅的导通与截止，从而控制灯具的开关。

发射部分原理为：

当没有按键按下时，遥控器处于休眠之中，运行于超低功耗状态。如有任意键按下，单片机即从休眠中被唤醒，进入正常工作状态。如果是第一次按下(任意键)，程序先将组别指示灯打开，如果不是要操作的组别，再重选。然后按下相对应的功能键，主程序既加载发射子程序，它先计算功能键的值，再计算房间的值，然后置升压电路工作(单片机的P1.1端口输出高电平)，最后置发射电路工作(单片机的P2.2端口输出高电平)，将数据发射出去。程序返回休眠状态，结束。

DC-DC升压电路12的工作过程是：当单片机IC7的P1.1端口输出高电平，三极管Q6导通，DC-DC升压芯片IC8得电，芯片内部的震荡电路，比较电路等开始工作，接与芯片Lx端口内部的三极管处与周期性的导通与截止。当三极管导通时接与此脚外部的储能电感储存能量，在三极管截止时储能电感释放所存储的能量，这些能量在接于此脚的二极管D5上经过数次叠加，电压便由3伏升高到5伏或其它数值(电压高低由芯片内部的比较电路决定，不同芯片电压值不同)，这个电压为高频，直流脉动电压。

发射电路13为开关管Q4和高频(315MHz)振荡器，当单片机IC7的P2.2端口输出高电平，开关管Q4打开，振荡器工作，天线向空间辐射不经调制的高频电磁波(纯载波)，开关管Q4关闭，振荡器不工作。

在本实施例中，单片机的RXD端口或中断端口(INT0、INT1、INT2)+程序做信号接收。单片机的普通的I/O端口+拨码开关+程序做灯具的灯泡数目选择。单片机的普通的I/O端口+光电耦合的双向交流可控硅+程序做驱动大功率双向交流可控硅的控制电路。单片机的普通的I/O端口+按键开关+程序做灯具的遥控与非遥控选择。

接收电路一经上电，单片机初始化时，读取接在P3.2-P3.5端口的拨码开关的值，根据拨码开关的值加载相对应的程序，完成灯的数量的选择。通过读取接在单片机P3.7端口按键的值，程序判断灯是由遥控控制还是由墙壁开关(手动)控制。通过读取接在单片机P1.1端口的按键的值，单片机判断是否将接收到的第一组密码存入串行电可擦存储器(AT24CXX)。

光耦实现了强电与弱电的彻底隔离，从而保证了低压器件的安全，同时也为后级的大功率双向交流可控硅提供了足够的电压和电流驱动信号。

本实施例通过单片机的4个I/O端口实现了0-15个灯的任意数量的控制。它利用计算机的BCD码(即8421码)的任意组合从而实现了仅用4个I/O端口就能达到2的4次方(16)的数量控制的目的。还可以选择使用2个I/O端口实现0-3个灯的控制，3个I/O端口实现0-7个灯的控制，或5个I/O端口实现0-31个灯的控制，以及其它数目的控制。这种方法使单片机的I/O利用率达到了最高。配合程序使单片机的4个I/O做类似8421码的跳变，适应了不同灯头的灯具对控制器的不同要求。

末级大功率双向交流可控硅的使用解决了使用触点式继电器为驱动而带来的触点烧蚀问题，从而使产品的可靠性和稳定性得到极大的提高。

Claims (9)

1.灯具遥控控制器，它由电源部分、接收部分和发射部分组成，其特征在于：它的接收部分包括选频放大电路[1]、振荡混频电路[2]、低频放大电路[3]、整形电路[4]、倒相电路[5]、单片机[6]、光电隔离电路[7]、控制电路[8]、拨码开关[14]和存储器[15]，上述选频放大电路[1]、振荡混频电路[2]、低频放大电路[3]、整形电路[4]、倒相电路[5]的输入、输出端依次连接，倒相电路[5]的输出端接单片机[6]的输入接口，单片机[6]的输出接口接光电隔离电路[7]的输入端，光电隔离电路[7]的输出端接控制电路[8]的输入端，控制电路[8]再接通灯具D主回路，拨码开关[14]、存储器[15]与单片机[6]的相应接口相连接；所述发射部分包括键盘电路[9]、单片机[11]、DC-DC升压电路[12]和发射电路[13]，键盘电路由开关矩阵组成，其输出端接单片机[11]的输入接口，单片机[11]的一个输出接口接至DC-DC升压电路[12]中控制三极管Q6的基极，发射电路[13]中调制控制开关管Q4的基极接至单片机的一个输出接口，晶振Y1和三极管Q5组成一个高频载波的振荡电路，由开关管Q4控制三极管Q5的启闭。

2.根据权利要求1所述的灯具遥控控制器，其特征在于：所述选频放大电路[1]由三极管Q1、电感L1、电容C1、C2、C3、电阻R2组成，其中，电容C3、电感L1并联接成一个选频网络，接收天线经电容C1接于选频网络，C2为三极管Q1的基极耦合电容，电阻R2为三极管Q1的集电极负载电阻，三极管发射极接地，集电极为输出端。

3.根据权利要求2所述的灯具遥控控制器，其特征在于：所述振荡混频电路[2]由三极管Q2、电感L2、L3、电阻R1、R3、电容C4、C5、C6、C7、C8组成，其中，三极管Q2为混频振荡管，它与电容C5、C6、C7、C8、电感L2构成一个改进型的电容三点式振荡电路，电容C4为偶合电容，电阻R3为发射极输出电阻，它的输出通过电阻R4接至下一级。

4.根据权利要求3所述的灯具遥控控制器，其特征在于：所述低频放大电路[3]由运放器U1、电阻R4、R5、R6、电容C9组成，所述电阻R4、电容C9组成一个RC低通选频网络接在运放器U1的正相输入端与振荡混频电路的输出端之间，运放器U1的输出经耦合电容C10接至下一级。

5.根据权利要求4所述的灯具遥控控制器，其特征在于：所述整形电路[4]由运放器U2、电阻R7、R8、电容C10组成，其中，运放器U2接成电压比较器电路，其正相端通过电容C10输入信号，电阻R7、R8组成运放器U2的负相端基准电压电路；所述倒相电路[5]由三极管Q3、电阻R9组成，其中，三极管Q3的基极接运放器U2的输出端，发射极接地，集电极为输出端，电阻R9为集电极负载。

6.根据权利要求5所述的灯具遥控控制器，其特征在于：所述单片机[6]的RXD端口接倒相电路[5]的运放器U2的输出端，单片机[6]的P1.4-P1.7端口为输出端口，接到光电隔离电路[7]的输入端，再由光耦电路的输出端连接控制电路[8]中双向可控硅的触发极，双向可控硅的阳极或阴极串接灯具D，单片机[6]的P3.2-P3.5端口接拨码开关，单片机[6]的P1.1、P1.2端口连接存储器[15]。

7.根据权利要求6所述的灯具遥控控制器，其特征在于：所述发射电路[13]由三极管Q4、Q5、电感L5、L6、晶振Y1、电阻R18、电容C11、C12组成，其中，三极管Q4的基极接单片机[11]的P2.2输出端口，发射极接地，集电极接三极管Q5的发射极，三极管Q5的集电极经电容C12接发射天线，电感L5为高频扼流圈，电感L6和电容C11、晶振Y1构成一个振荡电路，接在三极管Q5的基极和发射极之间。

8.根据权利要求7所述的灯具遥控控制器，其特征在于：增设灯具组别指示灯电路[10]，所述灯具组别指示灯电路由发光二极管D10、D12、D13、D14、D17组成，它们分别连接单片机11的P1.0、P1.2、P1.3、P1.4、P1.7端口。

9.根据权利要求8所述的灯具遥控控制器，其特征在于：所述DC-DC升压电路[12]由集成芯片IC8、三极管Q6、二极管D5、电感L4组成，其中，三极管Q6的基极接单片机[11]的P1.1输出端口，发射极接集成芯片IC8的OUT端口，集电极接D5的负极，电感L4接在集成芯片IC8的LX端口和电源VCC之间，二极管D5接在集成芯片IC8的LX端口和DC-DC升压电路[12]的输出端之间。

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