简单无线遥控门铃原理和制作
有的时候总会因为门大院或经常听不到门铃声而不能及时接待来客,让房主很是尴尬。超毅电子介绍如何制作一款无线遥控门铃,方便主人在房内各地使用,将门铃按钮安装在门上,来访者只要按下按钮,放在客厅、厨房或卧室的接收主机就会响起“叮咚”声或乐曲声,宏亮悦耳,告知有客人来了,距离在几米到几十米,一般都有15到20米远的距离。接收机由两节五号电池供电,3V时实际测量待机耗电=0.48mA,延长了电池的使用寿命。实物如下面三幅图,尺寸:发射7.8cmX4.6cmX1.6cm,接收8.8cmX6.1cmX2.4cm,原包装内已带按键上用的12V A23电池,接收盒上部一个开关为乐声选择,接收盒可以挂在墙壁上,也可以竖放在高处,这样的效果会更好,也不易被小孩轻易取下来玩具。
超毅电子就详细介绍如何制作这款门铃。
材料准备:发射端需要的元器件有 CD4069、9018、10微电感一只、32.768kHz晶体、12VA23电池一节、常开按钮一个、部分阻容元件。接收端需要的元器件有CD4069、9018一只和9013两只、32.768kHz晶体、10微电感一只、1X2拨动开关一只、2音调音乐片一块、小型嗽叭一只、阻容元件若干。
要制作好无线遥控门铃,首先就要弄懂其工作原理才行,请看附图。发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。调制级电路由一块廉价的国产CD4069和32.768KHz晶体完成,CD4069是6反相器。所谓反相器,就是么相器都有两端,输入端是高电平时输出端就转为低电平,输入端是低电平时输出端就为高电平,输入和输出端的电平总是相反。如图1脚和2脚为第一个反相器,本文称反相器1,之后称反相器2、3、……,总共CD4069有六个。
发射器开关按下时,反相器1和2及相关元件组成振荡发生器,产生32.768KHz低频信号。过程:反相器1的1脚开始为低电平,2脚就是高电平,4脚也为高电平。2脚的高电平经R2对晶体X1充电,充电电流经R2-X1-反相器2的4脚到负极。充电时间由X1决定,等效电容为200P。由于X1的充电,X1上的电压逐渐上升,左正右负,当升至反相器1的翻转电平时,2脚就由原来的高电平转为低电平,4脚也同时转为低电平。X1开始放电,放电通路为R2-反相器1的2脚-负极。放电后X1上的电位降低,到一定程度时1脚降为低电平了,输出端又翻转成高电平,再次对X1充电,至此已完成一个充放电过程,即一个振荡周期,4脚输出一次低高变化的电平。之后振荡一直持续下去,反相器2的4脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。这个信号的频率由晶体;决定,为32.768kHz。上面解说的过程在电路实际工作时完成得极快。
反相器1和反相器2用于产生振荡信号,反相器3~6并联使用,构成输出控制,能提供20-30mA的灌入电流。反相器3~6的输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅,向外发射电磁波。
Q1、L1、C3和6P电容组成高频振荡器,振荡频率由印刷电感L1和JC3及三极管的集电结电容决定。一般为200-270MHz。Q1的发射极如果直接接在负极时就能产生等幅高频波,再接在反相器的输出端就使输出受32.768KHz振荡信号调制,通过印刷电感发射信号。按键每按一次就发射一次。
Q3、L3、C4、C5为超再生振荡接收器,L3为绕制线圈,在直径5mm的骨架上绕制,用0.51漆包线绕3圈,骨架中间用铜芯调节。当L3的振荡频率与发射端相同时,谐振,Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制,L4为扼流线圈,阻止高频信号通过。超再生振荡电路具有自检波功能,检波后的调制信号在R4上产生压降,经R5、C9送入IC2进行放大,整形再放大,这由三个反相器13和12、11和10、1和2完成,C11滤波滤除检波后的高频杂波,使用检波后的有用信号信噪比最大。经三极放大后的调制信号与发射端(低频32.768KHz)同频, X2在电路中起选频作用,同频率的信号能顺利通过,免除了许多不需要的各种外界信号的干扰,选频后的信号送入Q2放大整形,该信号的幅度还较低,经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。R11限流,C12滤波,对方波进行平滑滤波,并有数十毫秒的延时,也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰,K是乐曲选择开关,音乐信号经Q4放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。
组装 原理清楚后,接下的事就是实际制作了。当然还会遇到一些问题。如果现在只是照图去做,肯定还不能成功,调试也很重要。
把准备好的元器件放好,还要有一块自制的印刷电路板,制电路板的方法很多,自制实验时对电路板的选题要求也不高,这时就不再介绍如何做电路板了。你要保证元器件的质量,要上乘才好。
接收机按较先装高频接收部分Q3及外围电路R3、R4、R5、R6、C4、C5、C6、C7、C8、C9、L3、L4等,接上3伏电源,测b e c三个电极的电压,分别为0.7V-0.8V 、 0.2V、 1.3V-1.5V,以上是实测值,供参考。L3用直径5mm的骨架用0.51线绕3圈,前面已说明。如果你没有合适的调节铜芯时,就把此线圈固定,把C4换成5-20P的可调电容,也是不错的。在Q3发射极串入电流表测I=0.35mA左右。此级工作点已基本正常。接着装好X2和相关所有电阻、电容、IC2(音乐片和Q4不装),在C12两端并接一只发光二极管,注意极性不要接错,用镊子短路一下X2,可以看见发光管亮一下,就说明接收器的后部分正常。发射和接收的电路焊接告于一个段落。C12两端的发光二极管暂时不要焊下,之后还要用到。
将IC1的及外围部分先焊好,X1和高频部分不焊。现在调试一下CD4069是否正常,把X1换成一个1微法左右的无极性电容,临时代替X1,在IC1的6脚和地线之间并接一只红色发光二极管。接通电源,指示灯应该会一闪一闪才对,否则4069坏了。焊下此电容,换回原来的X1焊上,拆下发光二极管,其余的也可以焊好。再接通电源,测试整机电流在4.8-5.5mA之间,这是最首要的指标,相关这个范围0.5mA 以上就要查查是否在其它原因了。其次测b、e、c各极电压值,电路起振时b为5.5V-5.8V,e为5.8V-6V,c为13V左右。b极电压要低于e极电压零点几伏,说明电路已正常了。集电极的电压会超过电源电压值,这是高频电路具有的特性。整个发射电路装好后把它靠近一台开着的短波(不是调频)收音机旁发射,可明显听出发射部分对收音机的干扰影响,至此发射机已接近完成装调工作。
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