畢業(yè)論文--亞超聲遙控開關的設計

1、<p>　　畢業(yè)設計（論文）報告</p><p>　　題 目 亞超聲遙控開關的設計</p><p>　　系 別 電子工程系 .</p><p>　　專 業(yè) 計算機控制技術 </p><p><b>　　2009年 4 月</b></p><p>　　

2、亞超聲遙控開關的設計</p><p>　　摘要：亞超聲遙控開關分為遙控發(fā)射頭和接收電路兩部分，亞超聲遙控開關電路由亞超聲發(fā)射器、亞超聲接收放大器、通道譯碼器、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和繼電器驅動電路組成。亞超聲遙控開關是一種介于普通的聲控制開關和超聲遙控開關兩者之間的聲控制開關，亞超聲遙控開關可以應用在樓梯走道燈、臺燈、收錄機、電視機等家用電器設備上，它采用的聲控頻率為18一20，而且可利用廉價的壓電陶瓷片作為發(fā)射、接收聲傳

3、感器，可靠性高、輻射干擾小、操作便捷，是一種經(jīng)濟、實用的聲控制開關。 </p><p>　　關鍵詞：亞超聲聲控制原理 應用 實用</p><p>　　Asia ultrasonic remote control switch design</p><p>　　Abstract: Sub-divided into ultrasonic remote control s

4、witch remote control to launch and receive the first two parts of the circuit, sub-ultrasonic remote control switching circuit ultrasonic transmitter from Asia, sub-ultrasonic receiver amplifiers, channel decoder, bistab

5、le flip-flop and relay drive circuit composition. Asia ultrasonic remote control switch is a sound between an ordinary ultrasonic remote control switch and switch the sound between the control switch, sub-ultrasonic remo

6、te con</p><p>　　Key words: Asian supersonic sound control principle Using Practical</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第1章 超聲的

7、發(fā)展及應用2</p><p>　　1.1 超聲波的發(fā)展2</p><p>　　1.2 超聲波的特點2</p><p>　　1.3 超聲的應用4</p><p>　　1.3.1 超聲波的應用具有以下的特點4</p><p>　　1.3.2 超聲效應4</p><p>　　1.3.3 超

8、聲效應的應用5</p><p>　　1.3.4 超聲波在醫(yī)療方面的應用6</p><p>　　第2章 亞超聲遙控開關的概述7</p><p>　　2.1 亞超聲的起源及其國內(nèi)外的發(fā)展7</p><p>　　2.2 亞超聲遙控開關的技術發(fā)展9</p><p>　　第3章 亞超聲遙控開關的工作原理10</

9、p><p>　　第4章 亞超聲遙控開關的制作13</p><p>　　4.1 亞超聲遙控開關的安裝13</p><p>　　4.1.1 元器件選擇13</p><p>　　4.1.2 安裝制作13</p><p>　　4.1.3 調試14</p><p>　　4.2 亞超聲遙控開關的實體制

10、作14</p><p>　　第5章 亞超聲遙控開關電路的檢測與維修16</p><p>　　5.1 檢修實例一16</p><p>　　5.2 檢修實例二16</p><p><b>　　總 結18</b></p><p><b>　　謝 辭19</b><

11、;/p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　聲音控制電源,可以控制電視機,電風扇等200W以內(nèi)的家用電器,插入插頭后,再將電器插頭插入聲控開關,200㎡的房子都可以控制,非常方便,該遙控器根據(jù)國際先進的聲光控制原理,在60平方米的房間內(nèi)可隨意（無線）遙控電

12、視機,影碟機,電燈等一切家用電器開關,會給你的生活帶來極大方便,不起床、不動步,輕輕一按,開關一切。不需要拉線開關，只要用手捏一下“帶嘴”的橡皮球(氣囊)，就可控制家用電器的“開”與“關”，達到家用電器的聲控化目的。</p><p>　　目前，市場上具有遙控功能的開關種類有聲控，光控，紅外控制等。其中，亞超聲遙控開關具有控制可靠性高、輻射干擾小、操作便捷等優(yōu)點。本文所介紹的亞超聲遙控電路設計簡潔、工作穩(wěn)定、等機功

13、耗低、制作成本低。</p><p>　　組裝時要注意：由于本電路工作頻率低，總增益又不是太大，不易發(fā)生自激或其他異?，F(xiàn)象。對元件要求不高，比如二極管選用較為常見的IN4001，PNP三極管可以選用9012，NPN三極管可以選用9013等。只要元件性能良好，安裝無誤，基本上一裝即可。</p><p>　　第1章 超聲的發(fā)展及應用</p><p>　　1.1 超聲波的發(fā)

14、展</p><p>　　聲波是物體機械振動狀態(tài)（或能量）的傳播形式。所謂振動是指物質的質點在其平衡位置附近進行的往返運動。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動，這種振動狀態(tài)通過空氣媒質向四面八方傳播，這便是聲波。超聲波是指振動頻率大于20KHz以上的，人在自然環(huán)境下無法聽到和感受到的聲波。聲波是屬于聲音的類別之一，屬于機械波，聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻率低于16Hz時

15、就叫做次聲波，高于20KHz則稱為超聲波聲波。研究超聲波的產(chǎn)生、傳播、接收，以及各種超聲效應和應用的聲學分支叫超聲學。產(chǎn)生超聲波的裝置有機械型超聲發(fā)生器（例如氣哨、汽笛和液哨等）、利用電磁感應和電磁作用原理制成的電動超聲發(fā)生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應和鐵磁物質的磁致伸縮效應制成的電聲換能器等。</p><p>　　雖然說人類聽不出超聲波，但不少動物卻有此本領。它們可以利用超聲波“導航”、追捕食物，或避開危

16、險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來回飛翔，它們?yōu)槭裁丛跊]有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢？原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的“雷達站”。蝙蝠正是利用這種“聲吶”判斷飛行前方是昆蟲，或是障礙物的。而雷達的質量有幾十、幾百、幾千千克，而在一些重要性能上的精確度、抗干擾能力等,蝙蝠遠優(yōu)于這些現(xiàn)代無線電定位器。深入研究動物身上各種器官的功能和構造,將獲得的知識用來改進現(xiàn)有的設備,這是近幾十年來發(fā)展起來

17、的一門新學科,叫做仿生學。</p><p>　　我們?nèi)祟愔钡降谝淮问澜绱髴?zhàn)才學會利用超聲波，這就是利用“聲吶”的原理來探測水中目標及其狀態(tài)，如潛艇的位置等。此時人們向水中發(fā)出一系列不同頻率的超聲波，然后記錄與處理反射回聲，從回聲的特征我們便可以估計出探測物的距離、形態(tài)及其動態(tài)改變。醫(yī)學上最早利用超聲波是在1942年，奧地利醫(yī)生杜西克首次用超聲技術掃描腦部結構；以后到了60年代醫(yī)生們開始將超聲波應用于腹部器官的探測

18、。如今超聲波掃描技術已成為現(xiàn)代醫(yī)學診斷不可缺少的工具。</p><p>　　1.2 超聲波的特點</p><p><b>　?、偈涮匦?lt;/b></p><p>　　由于超聲波的波長短，超聲波射線可以和光線一樣，能夠反射、折射，也能聚焦，而且．遵守幾何光學上的定律。即超聲波射線從一種物質表面反射時，入射角等于反射角，當射線透過一種物質進入另一種

19、密度不同的物質時就會產(chǎn)生折射，也就是要改變它的傳插方向，兩種物質的密度差別愈大，則折射也愈大。</p><p><b>　　②吸收特性</b></p><p>　　聲波在各種物質中傳播時，隨著傳播距離的增加，強度會漸進減弱，這是因為物質要吸收掉它的能量。對于同一物質，聲波的頻率越高，吸收越強。對于一個頻率一定的聲波，在氣體中傳播時吸收最歷害，在液體中傳播時吸收比較弱，

20、在固體中傳播時吸收最小。</p><p>　?、鄢暡ǖ哪芰總鬟f特性</p><p>　　超聲波所以往各個工業(yè)部門中有廣泛的應用，主要之點 還在于比聲波具有強大得多的功率。為什么有強大的功率呢?因為當聲波到達某一物資中時，由于聲波的作用使物質中的分子也跟著振動，振動的頻率和聲波頻率―樣，分子振動的頻率決定了分子振動的速度。頻率愈高速度愈大。物資分子由于振動所獲得的能量除了與分子的質量有關外

21、，是由分子的振動速度的平方?jīng)Q定的,所以如果聲波的頻率愈高，也就是物質分子愈能得到更高的能量、超聲波的頻率比聲波可以高很多，所以它可以使物資分子獲得很大的能量；換句話說，超聲波本身可以供給物質足夠大的功率。</p><p><b>　?、艹暡ǖ穆晧禾匦?lt;/b></p><p>　　當聲波通入某物體時,由于聲波振動使物質分子產(chǎn)生壓縮和稀疏的作用，將使物質所受的壓力產(chǎn)生變

22、化。由于聲波振動引起附加壓力現(xiàn)象叫聲壓作用。</p><p>　　由于超聲波所具有的能量很大，就有可能使物質分子產(chǎn)生顯諸的聲壓作用、例如當水中通過一般強度的超聲波時，產(chǎn)生的附加壓力可以達到好幾個大氣壓力。液體中存起著如此巨大的聲壓作用，就 會引起值得注意的現(xiàn)象。當超聲波振動使液體分子壓縮時，好象分子受到來直四面八方的壓力；當超聲波振動使液體分子稀疏時，好象受到向外散開的拉力，對于液體，它們比較受得住附加壓力的作用

23、，所以在受到壓縮力的時候；不大會產(chǎn)生反常情形。但是在拉力的作用下，液體就會支持不了,在拉力集中的 地方，液體就會斷裂開來，這種斷裂作用特別容易發(fā)生在液體中存在雜質或氣泡的地方，因為這些地方液體的強度特別 低，也就特別經(jīng)受不起幾倍于大氣壓力的拉力作用。由于發(fā)生斷裂的結果，液體中會產(chǎn)生許多氣泡狀的小空腔，這種空泡存在的時間很短，一瞬時就會閉合起來?？涨婚]合的時候會 產(chǎn)生很大的瞬時壓力，一般可以達到幾千甚至幾萬個大氣壓力。液體在這種強大的瞬時

24、壓力作用下，溫度會驟然增高。 斷裂作用所引起的互大瞬時壓力，可以使浮懸在液體中 的固體表面受到急劇破壞。我們常稱之為空化現(xiàn)象。</p><p><b>　　1.3 超聲的應用</b></p><p>　　1.3.1 超聲波的應用具有以下的特點：</p><p>　　超聲波具有較好的指向性――頻率越高，指向性越強。這在諸如探傷和水下聲通訊等應用場

25、合是主要的考慮因素。</p><p>　　頻率高時，相應地波長將變短，因而波長可與傳播超聲波的試樣材料的尺寸相比擬，甚至波長可遠小于試樣材料的尺寸．這在厚度尺寸很小的測量應用中以及在高分辨率的探傷應用中是非常重要的。</p><p>　　超聲波用起來很安靜，人們聽不到它。這一點在高強度工作場合尤為重要。這些高強度的工作用可聞頻率的聲波來完成時往往更有效，然而遺憾的是，可聞聲波工作時所產(chǎn)生的

26、噪聲令人難以忍受，有時甚至是對人體有害的。</p><p>　　1.3.2 超聲效應</p><p>　　當超聲波在介質中傳播時，由于超聲波與介質的相互作用，使介質發(fā)生物理的和化學的變化，從而產(chǎn)生一系列力學的、熱的、電磁的和化學的超聲效應，包括以下4種效應：</p><p>　?、贆C械效應。超聲波的機械作用可促成液體的乳化、凝膠的液化和固體的分散。當超聲波流體介質中

27、形成駐波時 ,懸浮在流體中的微小顆粒因受機械力的作用而凝聚在波節(jié)處，在空間形成周期性的堆積。超聲波在壓電材料和磁致伸縮材料中傳播時，由于超聲波的機械作用而引起的感生電極化和感生磁化（見電介質物理學和磁致伸縮）。</p><p>　　②空化作用。超聲波作用于液體時可產(chǎn)生大量小氣泡 。一個原因是液體內(nèi)局部出現(xiàn)拉應力而形成負壓，壓強的降低使原來溶于液體的氣體過飽和，而從液體逸出，成為小氣泡。另一原因是強大的拉應力把液體

28、“撕開”成一空洞，稱為空化?？斩磧?nèi)為液體蒸氣或溶于液體的另一種氣體，甚至可能是真空。因空化作用形成的小氣泡會隨周圍介質的振動而不斷運動、長大或突然破滅。破滅時周圍液體突然沖入氣泡而產(chǎn)生高溫、高壓，同時產(chǎn)生激波。與空化作用相伴隨的內(nèi)摩擦可形成電荷，并在氣泡內(nèi)因放電而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。在液體中進行超聲處理的技術大多與空化作用有關。</p><p>　　③熱效應。由于超聲波頻率高，能量大，被介質吸收時能產(chǎn)生顯著的熱效應。&

29、lt;/p><p>　　④化學效應。超聲波的作用可促使發(fā)生或加速某些化學反應。例如純的蒸餾水經(jīng)超聲處理后產(chǎn)生過氧化氫；溶有氮氣的水經(jīng)超聲處理后產(chǎn)生亞硝酸；染料的水溶液經(jīng)超聲處理后會變色或退色。這些現(xiàn)象的發(fā)生總與空化作用相伴隨。超聲波還可加速許多化學物質的水解、分解和聚合過程。超聲波對光化學和電化學過程也有明顯影響。各種氨基酸和其他有機物質的水溶液經(jīng)超聲處理后，特征吸收光譜帶消失而呈均勻的一般吸收，這表明空化作用使分子

30、結構發(fā)生了改變 。</p><p>　　1.3.3 超聲效應的應用</p><p>　　超聲效應已廣泛用于實際，主要有如下幾方面：</p><p>　?、俪暀z驗。超聲波的波長比一般聲波要短，具有較好的方向性，而且能透過不透明物質，這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成所得電信號輸入放大器，利用掃描系統(tǒng)可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。像技術。超

31、聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內(nèi)部形象的技術 。把從換能器發(fā)出的超聲波經(jīng)聲透鏡聚焦在不透明試樣上，從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息（如對聲波的反射、吸收和散射的能力），經(jīng)聲透鏡匯聚在壓電接收器上，所得電信號輸入放大器，利用掃描系統(tǒng)可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術已在醫(yī)療檢查方面獲得普遍應用，在微電子器件制造業(yè)中用來對大規(guī)模集成電路進行檢查，在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等

32、。聲全息術是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術，其原理與光波的全息術基本相同，只是記錄手段不同而已（見全息術）。用同一超聲信號源激勵兩個放置在液體中的換能器，它們分別發(fā)射兩束相干的超聲波：一束透過被研究的物體后成為物波，另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖，用激光束照射聲全息圖，利用激光在聲全息</p><p>　?、诔曁幚?。利用超聲的機械作用、空化作用、熱效應和

33、化學效應，可進行超聲焊接、鉆孔、固體的粉碎、乳化 、脫氣、除塵、去鍋垢、清洗、滅菌、促進化學反應和進行生物學研究等，在工礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等各個部門獲得了廣泛應用。</p><p>　?、刍A研究。超聲波作用于介質后，在介質中產(chǎn)生聲弛豫過程，聲弛豫過程伴隨著能量在分子各自電度間的輸運過程，并在宏觀上表現(xiàn)出對聲波的吸收（見聲波）。通過物質對超聲的吸收規(guī)律可探索物質的特性和結構，這方面的研究構成了分子聲學這一聲學分支。

34、普通聲波的波長遠大于固體中的原子間距，在此條件下固體可當作連續(xù)介質 。但對頻率在1012赫以上的 特超聲波 ，波長可與固體中的原子間距相比擬，此時必須把固體當作是具有空間周期性的點陣結構。點陣振動的能量是量子化的 ，稱為聲子（見固體物理學）。特超聲對固體的作用可歸結為特超聲與熱聲子、電子、光子和各種準粒子的相互作用。對固體中特超聲的產(chǎn)生、檢測和傳播規(guī)律的研究，以及量子液體——液態(tài)氦中聲現(xiàn)象的研究構成了近代聲學的新領域——量子聲學。<

35、;/p><p>　　1.3.4 超聲波在醫(yī)療方面的應用</p><p><b>　　超聲波治療的概念：</b></p><p>　　超聲治療學是超聲醫(yī)學的重要組成部分。超聲治療時將超聲波能量作用于人體病變部位，以達到治療疾患和促進機體康復的目的。</p><p>　　在全球，超聲波廣泛運用于診斷學、治療學、工程學、生物學等領

36、域。賽福瑞家用超聲治療機屬于超聲波治療學的運用范疇。</p><p>　?。ㄒ唬┕こ虒W方面的應用：水下定位與通訊、地下資源勘查等；</p><p>　　（二）生物學方面的應用：剪切大分子、生物工程及處理種子等；</p><p>　　（三）診斷學方面的應用：A型、B型、M型、D型、雙功及彩超等；</p><p>　?。ㄋ模┲委煂W方面的應用：理療

37、、治癌、外科、體外碎石、牙科等。</p><p>　　超聲波是聲波大家族中的一員，亞超聲則屬于超聲波的一種。</p><p>　　第2章 亞超聲遙控開關的概述</p><p>　　2.1 亞超聲的起源及其國內(nèi)外的發(fā)展</p><p>　　自從愛迪生發(fā)明了電燈以來，電燈成為現(xiàn)代人們生活中不可缺少的照明用具。隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，家

38、居照明的燈具品種越來越多樣化，為了適應家居不同場合的需求，大多都裝飾有多種不同光源、不同顏色、不同亮度的各類新穎燈飾。如何能方便地、便隨心所欲地調控每盞燈，成為當今的熱門話題。</p><p>　　燈具的控制，離不開“開關”。開關由單刀開關到雙刀開關，從單聯(lián)到多聯(lián)，從拉線開關到觸摸式延時開關，從紅外感應到調光開關，均沒有能改變傳統(tǒng)的接線方式和使用上的缺撼。大多墻壁開關只是在外觀上不斷翻新，難道沒有人想過各類智能型

39、的開關嗎？想過！早在幾十年前就有人搞過，比如各類方式遙控的、無級調光的，光控的和最近幾年出現(xiàn)的(電腦)集中控制等。但大多數(shù)沒有興起來，為什么？難道人們不需要嗎？答案是否定的。具我個人觀點：一是人們物質生活水平發(fā)展的制約。二是有些發(fā)明的實用性差，比如電腦(單板機)集中控制，很難想象誰能去打開電腦后去調度每盞燈。三是這類產(chǎn)品的性能質量還不完善，不能適應批量生產(chǎn)。四是傳統(tǒng)的用電布線，本人認為是最主要的因素，它制約了這些技術的發(fā)。隨著人類科學技

40、術的發(fā)展而產(chǎn)生了另一種更優(yōu)越的開關，遙控開關。</p><p>　　至少目前聲控和紅外線遙控產(chǎn)品還是很不成熟的產(chǎn)品，如果在短期之內(nèi)在技術上解決不了，將是個淘汰產(chǎn)品。但是介于兩者之間的一種叫亞超聲遙控開關可以大幅度克服這樣的缺點，亞超聲遙控它采用的聲控頻率為18一20kHz，而且可利用廉價的壓電陶瓷片作為發(fā)射、接收聲傳感器，它具有控制可靠性高、輻射干擾小、操作便捷等優(yōu)點，是一種經(jīng)濟、實用的聲控制開關。因此從遙控形式

41、上說，亞超聲遙控開關將可能會是是發(fā)展的主流和必然趨勢。</p><p>　　現(xiàn)今的市場中，開關插座和從前相比，已經(jīng)大不一樣了。在追求個性的時代。開關產(chǎn)品也和手機一樣，在獨具匠心的創(chuàng)意、風格各異的設計、精美絕倫的款式上展示著自己安全開關功效之外的獨特魅力。到燈飾城逛逛，我們就會發(fā)現(xiàn)今年的開關有了更多的變化：一改以往經(jīng)久不變的模樣，從白色到銀色、黑色；從方型到菱形、長方型；從普通的材料到皮質材料等等，小小的開關也被賦

42、予了藝術化的身份，每一個細節(jié)的變化都使它的品質更完美。</p><p>　　在這種背景下，產(chǎn)生了一種叫做亞超聲遙控的開關，具有控制可靠性高、輻射干擾小、操作便捷等優(yōu)點。</p><p>　　目前，市場的開關品種多樣，價位不一，低至幾元，高到上百元，雖然技術和選材可能有天壤之別，但產(chǎn)品往往初看上去并沒有什么差別。更有某些國內(nèi)的開關插座生產(chǎn)廠家在銷售過程中夸大技術數(shù)據(jù)，欺騙消費者，也使消費者在

43、選擇時無所適從。</p><p>　　而在當今電氣化時代的家居生活中，電器被廣泛應用在各個方面，用電安全問題極為突出。 開關的核心技術和所選用的材質對應用的安全十分重要。例如插座中的銅片，普通的黃銅由于抗疲勞性差而在插拔多次后容易變形，變形后的插座則會產(chǎn)生電火花而危及安全，更不必說短路的風險了。而一些知名品牌如西蒙開關等則采用彈性和韌性都非常好的磷青銅，雖然成本有所增加，但避免了此類電氣風險。</

44、p><p>　　再如面板的內(nèi)外部材料，進口的PC料不僅不易老化，而且抗沖擊，更可阻燃，顯然可以大大增加面板的安全性。在走訪低壓配電領導品牌梅蘭日蘭時，其產(chǎn)品負責人表示：“以企業(yè)的專業(yè)性保障產(chǎn)品的設計和選料，以嚴格的生產(chǎn)管理保障產(chǎn)品的高質量，以誠信的營銷塑造企業(yè)品牌形象，是一個對社會負責任的電氣元件生產(chǎn)企業(yè)的根本原則?！?#160;</p><p>　　目前國內(nèi)的普通開關品牌質優(yōu)價平，不過在視覺

45、美感上，稍遜風騷，但因較為實用，還是深受廣大老百姓的喜愛。 毋庸置疑，在挑選開關插座的時候，可靠性總是第一重要的，一定要熟記于胸的就是產(chǎn)品質量的要求，最好挑選過硬的品牌。</p><p>　　以西蒙為例，西蒙歐式60系列 其產(chǎn)品60質感系列面板開關精工鍛造的內(nèi)部構架和專業(yè)研發(fā)的安全技術讓人稱嘆。西蒙歐式60系列面板開關堅持采用銀鎳合金觸點，導電橋則采用銀鎳銅復合材料。銀材料的導電性能優(yōu)良，而銀

46、鎳合金抑制電弧的能力非常強，這樣就保證了西蒙歐式60系列的開關可開閉80000次以上，遠遠超過了國際規(guī)定的40000次的標準?！懊姘彘_關是家庭用電一體化系統(tǒng)重要的一環(huán)，所有的設計必須以安全為基礎，這是一 個電氣配件生產(chǎn)企業(yè)的根本責任?！蔽髅傻挠嘘P負責人華北區(qū)總監(jiān)李揚如是說。而集這些普通開關大部分的優(yōu)點于一身的亞超聲遙控開關，卻有著很大的優(yōu)勢，它操作簡便，設計簡單，抗干擾性較好，工作穩(wěn)定、等機功耗低、制作成本低。</p&g

47、t;<p>　　在國外，美國美國愛特梅爾（Atmel）發(fā)布了面向遙控車門開關的、基于微控制器“AVR”的RF發(fā)射器“ATA577x”系列(英文發(fā)布資料)。該系列分SiP和MCM兩種，在愛特梅爾的“ATtyny44V”微控制器上組合使用了RF發(fā)射器“T5750/53/54”。覆蓋全球所有可利用的頻率（ATA5773為315MHz，ATA5774為433MHz，ATA5771為868～928MHz），使用5mm見方的小型QFN

48、24封裝，以低成本實現(xiàn)了極小的車門開關系統(tǒng)。</p><p>　　2.2 亞超聲遙控開關的技術發(fā)展</p><p>　　目前市場上遙控開關發(fā)展很快。隨著技術的完善，成品價格的下降，越來越被廣大群眾所接受，這種新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，勢必在家居生活中產(chǎn)生深遠的影響。其主要技術特點和發(fā)展趨勢有以下幾點：</p><p>　　(1)環(huán)保。綠色理念是遙控開關發(fā)展總趨勢。有專家預言“

49、誰最先推出綠色產(chǎn)品并搶占市場，誰就掌握市場競爭主動權”。發(fā)展趨勢主要是：不斷改進產(chǎn)品的設計，利用無污染，低干擾的聲源控制開關的，從而控制電器的正常運行。</p><p>　　(2)待機電流越來越小。多數(shù)采用了以下幾種技術：</p><p>　　a、在電源供電方面，采用開關電源技術。</p><p><b>　　b、斬波技術。</b></p

50、><p><b>　　c、恒流恒壓技術。</b></p><p>　　第3章 亞超聲遙控開關的工作原理</p><p>　　亞超聲遙控開關電路由亞超聲發(fā)射器、亞超聲接收放大器、通道譯碼器、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和繼電器驅動電路組成。</p><p>　　亞超聲發(fā)射器電路如圖3-1(a)所示，它是一個由555時基集成電路組成的雙通道發(fā)射

51、器。電路中，R1、RP1、C1與NE555組成一個振蕩頻率為18kHz的多諧振蕩器，作為第一通道的控制頻率，由RP1將振蕩頻率校準。R1、RP2, C1與NE555組成振蕩頻率為20kHz的多諧振蕩器，作為第二通道的控制頻率，由RP2將振蕩頻率校準。</p><p>　　遙控發(fā)射器通過兩個按鍵開關SA1、SA2分別控制2通道遙控信號的發(fā)射，由NE555輸出的振蕩脈沖，經(jīng)VT1放大后由壓電陶瓷片向外發(fā)射。</

52、p><p>　　亞超聲接收放大器電路如圖3-1(b)所示，該電路由壓電陶瓷片組成亞超聲接收頭，它能將接收到的亞超聲信號轉換為脈沖電信號，經(jīng)過電壓放大器放大后向外輸出。</p><p>　　VT1、VT2組成兩級電壓放大器，仍采用電壓并聯(lián)負反饋式放大電路，該電路有較高的放大倍數(shù)。經(jīng)電壓放大后的信號，由C4和C5分別禍合至通道譯碼器IC2和IC3。</p><p>　　通道

53、譯碼器IC2、IC3采用LM567。在IC2中，由R7和C8組成壓控振蕩器的外接阻容元件，將振蕩頻率調節(jié)在18kHz。在IC3中，由R9和Cn組成壓控振蕩器的外接阻容元件，將振蕩頻率調節(jié)在20kHz。當接收器接收到第一通道的18kHz的發(fā)射信號后，譯碼器IC2的8腳輸出低電平；當接收器收到第二通道的20kHz的發(fā)射信號后，譯碼器IC3的8腳輸出低電平。</p><p>　　C12與R10, C13與R11組成兩個

54、微分電路，將IC2、IC3輸出的譯碼信號變?yōu)橛|發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉的脈沖信號。由于在遙控發(fā)射器的操作中，按下發(fā)射鍵的時間很短，因此譯碼器的8腳輸出的譯碼信號一般為寬度不同的負向脈沖，通過微分電路處理后，就可變?yōu)橛|發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉的尖脈沖。</p><p>　　兩個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器由CD4013雙D觸發(fā)器組成。由D觸發(fā)器組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是這樣連接的：將心端與數(shù)據(jù)端D相連，置1端S接地，置0端R可接阻容復位電路。2個雙穩(wěn)態(tài)觸

55、發(fā)器分別受譯碼器IC2和10的控制，當IC2輸出的譯碼信號經(jīng)微分電路微分后加至第一雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的Cpl端后，觸發(fā)器發(fā)生翻轉；在觸發(fā)器翻轉，使1腳輸出高電平時，通過R14使繼電器驅動管VT3導通，繼電器K1通電吸合，接通第一被控電路電源；當觸發(fā)器翻轉，使1腳輸出低電平時，VT3截止，繼電器K1釋放，斷開被控電路電源。</p><p>　　IC3輸出的譯碼信號經(jīng)微分電路微分后加至第二雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的CP2端，觸發(fā)器同樣

56、翻轉，通過VT4和繼電器K2接通或斷開被控電路的電源。</p><p>　　在接通各路繼電器時，通過發(fā)光管VL1和VL2分別發(fā)出接通指示信號。</p><p>　　本機電源電路直接由交流220V電源通過電容降壓、橋式整流后提供。直流電源分兩級：第一級由橋式整流后經(jīng)限流電阻器R16限流、穩(wěn)壓管VS2穩(wěn)壓，變?yōu)?2V電源．供繼電器及驅動電路用；第二級由12V電源經(jīng)限流電阻器R15限流、穩(wěn)壓管V

57、S1穩(wěn)壓，變?yōu)?V電源，供前級電路使用。</p><p>　　第4章 亞超聲遙控開關的制作</p><p>　　4.1 亞超聲遙控開關的安裝</p><p>　　4.1.1 元器件選擇</p><p>　　二極管VD1～VD7選用1000v的IN4007型二極管，特別是VD1～VD4，要保證其耐壓不低于4000V。VT2選用PNP型三極管90

58、12，其余選用NPN型三極管9014。</p><p>　　降壓電容器C1的容量是0.47uf，耐壓400V，應選用優(yōu)質的滌綸電容器，其余阻容元件按元件清單上參數(shù)即可。繼電器J選用工作電壓為12V的單觸點的小型繼電器，型號是4098。電感器的電感量是6.8mH。</p><p>　　4.1.2 安裝制作</p><p>　　圖4-1是亞超聲遙控開關的電原理圖。首先對

59、照元件清單（表4-2），認真查對元件及配件的數(shù)量，并用萬用電表檢測阻容元件、二極管、三極管等元件的質量。然后看懂原理圖，熟悉印刷電路圖。除了二極管VD1～VD7采用臥式安裝外，其余阻容元件、三極管等元件采用立式安裝，并緊靠電路板，安裝電解電容器、發(fā)光二極管、整流二極管、三極管等有極性元件時注意方向，千萬不要插反裝錯。繼電器J的焊接時間不要過長，否則會損壞開關觸點，2個銅件(插座)要求焊接要牢固，不能有松動，另二個銅件(插頭)用“十字’’

60、起子固定在印刷電路板上。蜂鳴器裝在前機殼的蜂鳴腔內(nèi)，用烙鐵將周邊的塑料熔化固定蜂鳴器，再用熱熔膠固定其二根引出線直接焊在電路板相應處。</p><p><b>　　4-2 元件清單</b></p><p><b>　　4.1.3 調試</b></p><p>　　在通電測試前，首先把焊好的電路板認真對照印板圖檢查有無漏焊、

61、錯焊、虛焊、短路等現(xiàn)象。然后為了人身安全，先在C2的兩端接人20V直流電源，檢測用氣囊能否使繼電器J動作，如能正常開與關，即可裝好外殼，進行交流調試，將遙控開關插入220V的交流電源上，把需要遙控的負載電器插到遙控開關的插頭中，這時捏動超聲氣囊即可在10米距離內(nèi)有效控制電器的開和關。</p><p>　　在某些農(nóng)村地區(qū)晚間電壓低于160V以下，導致繼電器J不能吸合，這時可將C1的容量加大至0.68uf即可正常工作

62、。按圖1所示的電路可控制200VA左右的電器，如果被控電路功率較大或是電感性負載，那么可選用觸點功率較大的繼電器即可。</p><p>　　4.2 亞超聲遙控開關的實體制作</p><p><b>　　元器件安裝步驟:</b></p><p>　　(1) 我們首先安裝電感，電感安裝時要注意工藝成形，因為電感是很細的銅絲焊接到引腳上的，所以管腳打

63、折時不要將電感線圈弄斷。</p><p>　　(2) 在安裝二極管時，注意正負極性。裝反可能成為以后電路不正常工作的原因。</p><p>　　(3) 安裝4只10K電阻，色環(huán)顏色為“棕—黑—橙—金”。</p><p>　　安裝其他電阻，2K和2.2K在這個電路里一樣工作。</p><p>　　(4)下面安裝電解電容，注意正負極，裝反了會“爆

64、炸”的。</p><p>　　(5) 安裝瓷片電容，剛開始說的，瓷片電容C和電感L構成振蕩電路，成本電路里只有一個瓷片電容103。</p><p>　　(6) 安裝三極管，這里要重點強調，9014為NPN型，9015為PNP型，在這個電路里9015可以用8550代替。很多人在這里把管腳裝反了，電路當然不工作了，所以在這里出現(xiàn)的問題最多。請大家裝的時候要對照著電路裝。</p>

65、<p>　　(7) 安裝繼電器。</p><p>　　(8) 安裝插座彈片。</p><p>　　(9) 安裝發(fā)光二極管，這個發(fā)光二極管和繼電器是串聯(lián)的，然后由三極管驅動，如果裝反了，繼電器就不動作了，燈也不亮了。</p><p>　　(10) 安裝插頭觸片。裝在電路板反面，自己找合適的平口螺絲，不能太長，這種螺絲好找，一般電腦里的螺絲就可以。</p

66、><p>　　(11) 現(xiàn)在我才安裝這個龐然大物的電容，因為我們要安排好位置，管腳要工藝調整。這個電容和680K電阻組成降壓電路，代替價格昂貴和體積笨重的變壓器，當然沒有變壓器安全和耐用，不過在這里已經(jīng)夠用了。</p><p>　　(12) 安裝傳感器——壓電陶瓷片，紅線是正極，黑線是負極。白色部分為助聲腔，在這里提高接受傳感器的靈敏度。大家在音樂賀卡里見過，他發(fā)出清脆悅耳的聲音，在這里不是發(fā)

67、聲音的，是接收聲音的，這個壓電陶瓷片可以反向使</p><p>　　用，不僅可以發(fā)出聲音，也可以接收聲音，產(chǎn)生電壓。如果聲音在LC震蕩頻率上，那么信號經(jīng)過放大，控制后面的觸發(fā)器翻轉工作。所以一般的聲音不會觸發(fā)本次電路工作。</p><p>　　(13) 用烙鐵將傳感器固定在外殼上。</p><p>　　第5章 亞超聲遙控開關電路的檢測與維修</p>&

68、lt;p>　　5.1 檢修實例一</p><p>　　在接收到發(fā)射器的遙控指令后，指示燈VD7和受控燈泡同時快速連續(xù)閃爍，并能聽到繼電器銜鐵顫抖時產(chǎn)生的機械噪音，1秒鐘之后，顫聲停止，受控燈泡和VD7同時熄滅。</p><p>　　這種故障常常發(fā)生在遙控開關的電源電路中，當市電電壓低于180V或降壓電容器C1的容量不足時，均會因直流電源不足以向整機提供所需的工作電流，而造成驅動電路

69、和繼電器難以順利進入正常的吸合狀態(tài)，表現(xiàn)為吸持不牢、似吸非吸等。</p><p>　　經(jīng)測市電正常，于是將C1拆下，測得其容量為0.32uf，電容量已明顯減小。換上一只0.47uf／400V的滌綸電容器，故障排除。</p><p>　　此外，如果C2失效（無容量）也會導致與本例相同的故障現(xiàn)象。</p><p>　　5.2 檢修實例二</p><

70、p>　　在每次遙控開燈時，指示燈VD7和受控燈泡都要閃爍數(shù)次之后方能進入穩(wěn)定的發(fā)光狀態(tài)。</p><p>　　在觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路中，R3為VT2的集電極負載電阻，從R3輸出觸發(fā)信號；C5為防止誤解發(fā)。</p><p>　　本例為C5失效，用一只2.2uf／16V的電解電容器代換后，故障消除。實踐證明，C5的取值范圍一般在0.47～3.3uf之間比較得當。一般來說，容量選得較大時，遙控

71、開關的響應時間比較長些，反之較短。</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　通過我和各位老師同學的努力，我的畢業(yè)設計論文終于完成了。在此我要感謝給我鼓勵和知道的老師，還有幫助我的同學們。</p><p>　　通過這次的畢業(yè)設計論文的寫作，還有實體的制作，我從中學到了很多有用的東西。早期的資料的搜集，是我通過網(wǎng)絡和書籍搜尋

72、的，有些知識是我們已經(jīng)學過的，這使我更加深了對我們專業(yè)知識的印象，也提高了我的專業(yè)素養(yǎng)；但是在我尋求資料的過程中，我也發(fā)現(xiàn)有些知識是我從未接觸過的，比如亞超聲這個名詞，這對我來說很陌生，甚至讓我不知道該怎么做，同時也給了我很大的挑戰(zhàn)，讓我有機會可以拓寬自己的知識面。</p><p>　　我現(xiàn)在了解了亞超聲的制作原理，制作過程，還有與亞超聲有關的超聲方面的知識。也知道了亞超聲在國內(nèi)外的發(fā)展，以及在未來的發(fā)展趨勢。&

73、lt;/p><p>　　在論文的寫作過程中，我懂得了耐心的重要性，還有要循序漸進，要有條理性，這樣才能把事情做好。我也懂得了在做一件事情之前要做好充分的準備，這樣也才能把事情做得更完美。在實體的制作過程中，我體會到了團體合作的必要性，一個人不可能脫離社會而生活，只要我們身處在社會中，我們就得學會與他人合作。</p><p>　　這些體會將會給我以后的生活和工作很大的幫助。</p>

74、<p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　三年的大學生活已經(jīng)快結束，在本專業(yè)的學習中使我掌握了不少專業(yè)知識，鍛煉了自己。畢業(yè)設計可以說是三年學習的總結和體現(xiàn)，在指導老師的指導和幫助下，我完成了這篇畢業(yè)設計。他熱心的幫助和循循善誘的指導深深感動了我。</p><p>　　這篇設計和三年中所有教育過我的老師也是分不開的，沒有他們的傳授的知識我也不

75、可能完成這個的課題。我無論是在課程學習階段，還是在論文的選題，資料查詢和撰寫的每一個環(huán)節(jié)，無不得到指導教師的悉心指導和幫助。</p><p>　　我為我?guī)讉€月來靜心學習，并取得較好成績而感到欣慰，欣慰之余，我要感謝母校，向關心和支持我學習的所有老師和同學們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關心和支持！</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&

76、lt;p>　　[1]吳 項,電工電子技術,高等教育出版社,1990年 </p><p>　　[2]胡學林,可編程控制器原理及應用,電子工業(yè)出版社,2007年,第1期</p><p>　　[3]林平勇,電工電子技術,高等教育出版社,2004年,第5期</p><p>　　[4]徐佩安,電子測量技術,機械工業(yè)出版社,2002年,第7期</p>&