无线电行车实训报告.docx
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无线电行车实训报告
目录
一、题目的功能及要求：
1
二、设计思路及方案设计分析、论证：
1
三、系统框图：
10
四、单元电路图：
10
五、整体电路图：
12
六、整体电路的制作、调试：
13
七、结果：
15
八、心得体会：
15
九、参考文献及资料：
16
无线电遥控行车电路
一、题目的功能及要求：
以实验室提供的行车实验平台为对象，实现行车的无线电遥控。
要求无线电发射和接收可以采用专用的模块，实现远距离控制行车的上、下和东、西、南、北六个方向的运动，要求编码、发射、接收和译码都采用市场上常用的专用模块或集成模块来实现各项功能。
二、设计思路及方案设计分析、论证：
无线电遥控器（RFRemoteControl）是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。
这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。
作为一种与红外遥控器相补充的遥控器种类，在车库门、电动门、道闸遥控控制，防盗报警器，工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛的应用。
1、常用的无线电遥控系统一般分发射和接收两个部分。
发射部分一般分为两种类型，即遥控器与发射模块，遥控器和遥控模块是对于使用方式来说的，遥控器可以当一个整机来独立使用，对外引出线有接线桩头；而遥控模块在电路中当一个元件来使用，根据其引脚定义进行应用，使用遥控模块的优势在于可以和应用电路天衣无缝的连接、体积小、价格低、物尽其用，但使用者必须真正懂得电路原理，否则还是用遥控器来的方便。
接收部分一般来说也分为两种类型，即超外差与超再生接收方式，超再生解调电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇振荡状态下的再生检波电路。
超外差式解调电路与超外差收音机相同，它是设置一本机振荡电路产生振荡信号，与接收到的载频信号混频后，得到中频（一般为465kHz）信号，经中频放大和检波，解调出数据信号。
由于载频频率是固定的，所以其电路要比收音机简单一些。
超外差式的接收器稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好；超再生式的接收器体积小、价格便宜。
无线电遥控常用的载波频率为315mHz或者433mHz，遥控器使用的是国家规定的开放频段，在这一频段内，发射功率小于10mW、覆盖范围小于100m或不超过本单位范围的，可以不必经过“无线电管理委员会”审批而自由使用。
我国的开放频段规定为315mHz，而欧美等国家规定为433mHz，所以出口到上述国家的产品应使用433mHz的遥控器。
无线电遥控常用的编码方式有两种类型，即固定码与滚动码两种，滚动码是固定码的升级换代产品，目前凡有保密性要求的场合，都使用滚动编码方式。
滚动码编码方式有如下优点，保密型强，每次发射后自动更换编码，别人不能用“侦码器”获得地址码；编码容量大，地址码数量大于10万组，使用中“重码”的概率极小；对码容易，滚动码具有学习存储功能，不需动用烙铁，可以在用户现场对码，而且一个接收器可以学入多达14个不同的发射器，在使用上具有高度的灵活性；误码小，由于编码上的优势，使得接收器在没有收到本机码时的误动作几乎为0。
固定码的编码容量仅为6561个，重码概率极大，其编码值可以通过焊点连接方式被看出，或是在使用现场用“侦码器”来获取，所以不具有保密性，主要应用于保密性要求较低的场合，因为其价格较低所以也得到了大量的应用。
影响无线电遥控距离的因素主要有如下几点：
发射功率：
发射功率大则距离远，但耗电大，容易产生干扰；接收灵敏度：
接收器的接收灵敏度提高，遥控距离增大，但容易受干扰造成误动或失控；天线：
采用直线型天线，并且相互平行，遥控距离远，但占据空间大，在使用中把天线拉长、拉直可增加遥控距离；高度：
天线越高，遥控距离越远，但受客观条件限制；阻挡：
目前使用的无线遥控器使用国家规定的UHF频段，其传播特性和光近似，直线传播，绕射较小，发射器和接收器之间如有墙壁阻挡将大大打折遥控距离，如果是钢筋混泥土的墙壁，由于导体对电波的吸收作用，影响更甚。
2、常用的无线电接收发射芯片有CHJ-9912和CHJ-9921，下面介绍一下两种芯片相关参数和使用方：
无线电发射模块CHJ-9912
无线电发射原理是由电子震荡电路产生高频信号，经天线形成电波（电磁波）向空间发射，通过调制的方法可将音频、视频和数字信号加载于无线电波上送出去，接收机收到信号进行放大、解调，即可还原所加载的音频、视频和数字信号，实现无线电通信。
本次行车试验要采用CHJ-9912无线电发射模块，发射的载频频率为315M。
该模块用318M声表面波谐振器进行稳频，频率稳定性较好，保证了遥控的可靠性。
该模块体积小，工作电压范围宽（3V-12V），工作电流2ma-30ma，发射功率打（50Mw），功耗低，广泛应用在低速率数字信号无线传输（不能传送模拟量信号）。
无线电发射模块CHJ-9921
无线电接收机的任务是通过天线将发射机发射的无线电波接收，经选频、放大、解调，将需要的信号取送给其他电路处理，完成无线电通信和无线电遥控。
无线电接收机一般有直接放大式、超再生式和超外差。
上面已做讲解。
3、常用的编码译码模块有pt2262和pt2272，下面介绍一下两种模块的相关参数和使用方法：
PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。
其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。
发射机电路采用pt2262串行编码芯片进行编码，它属于脉冲宽度编码，即它以不同宽度的脉冲或不同宽度的脉冲组合来代表不同指令，其他地址码和数据码都用宽度不同的脉冲表示，两个窄脉冲表示“0”，两个宽脉冲表示“1”，一个窄脉冲和一个宽脉冲表示“F”，也就是地址码悬空，pt2262发出的编码信号由：
地址码、控制数据码、同步码组成一个完整的码字一串行码方式输出。
接收芯片PT2272的数据输出位根据其后缀不同而不同，数据输出具有“暂存”和“锁存”两种方式，方便用户使用。
后缀为“M”为“暂存型”，后缀为“L”为“锁存型”，其数据输出又分为0、2、4、6不同的输出，例如：
PT2272-M4则表示数据输出为4位的暂存型红外遥控接收芯片。
接收机收到的信号必须经过解码才能输出所需的控制数据码，该芯片有8为地址码，4为控制数据码，接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，17脚才输出高电平，表示收到有效信号。
与此同时相应的数据脚也输出高电平，与编码芯片pt2262震荡电阻1.2M相对应的解码芯片pt2272震荡电阻为200k。
PT2262-IR引脚功能说明：
A0-A5:
地址输入端，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。
A6/D0-A11/D5:
地址或数据输入 端，地址输入时用A1-A6，做数据输入时只可编成“1”、“0”两种状态。
TE:
发射使能端，低电平有效。
OSC1、OSC2:
外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。
Dout:
数据输出端，编码由此脚串行输出。
VDD，Vss:
电源+，-输入端。
PT2272引脚功能说明：
A0-A5:
地址输入端，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。
要求与PT2262设定的状态一致。
D0-D5:
数据输出端，分暂存和锁存两种状态。
DI:
脉冲编码信号输入端。
OSC1、OSC2:
外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。
VT:
输出端，接收有效信号时，VT端由低电平变为高电平。
VDD，Vss:
电源+，-输入端。
PT2262/PT2272电气参数
PT2262/PT2272电气参数
参数名称
符号
工作条件
最小值
典型值
最大值
单位
工作电压
VDD
-
3
-
15
V
工作电流
IDD
VDD=12V停振A0-A11开路
-
0.02
0.03
uA
输出驱动电流（Dout）
IOH
VDD=5V，VOH=3VVDD=8V，VOH=4V
VDD=12V,VOH=6V
3
6
10
-
-
mA
输出驱（Dout）
IOL
VDD=5V，VOL=3VVDD=8VVOL=4V
VDD=12V,VOL=6V
2
5
9
-
-
mA
注意：
只有编码和译码芯片的地址码一致才能实现发射和接收。
PT2262/PT2272极限参数
参数名称
符号
极限值
单位
工作电压
VDD
-0.3-+16V
V
输入电压
VI
-0.3-VDD+0.3V
V
输出电压
VO
-0.3-VDD+0.3V
V
功耗
PD
300（VDD=12V）
mW
工作温度
TOPT
-20-+70
℃
存储温度
Tstg
-40-+125
℃
PT2262/PT2272工作原理：
PT2262-IR发射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路”三种状态，数据输入有“1”和“0”两种状态。
由各地址、数据的不同接脚状态决定，编码从输出端Dout输出，通过红外发射管发射出去。
其编码时序波形如图2所示。
Dout输出的编码信号是调制在38kHz载波上的，OSC1、OSC2外接的电阻决定载频频率，一般电阻可在430k—470k之间选择即可。
PT2272的暂存功能是指当发射信号消失时，PT2272的对应数据输出位即变为低电平。
而锁存功能是指，当发射信号消失时，PT2272的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新的信号输入。
4、电源的选取与制作：
变压器：
由于实验室的小电机不需要稳定电压，也就是说上下几伏对其正常工作没有太大的影响，所以没必要采用稳压管来制作电源，正常工作时测量得到其电压为12V，电流为1A左右，所以其功率P=I*V=12W,据此可选取大于12W的变压器来完成。
整流二极管的选取：
变压后需要整流，由于是交流电，所以采用6A10二极管，6A10是一种用于将交流电转变为直流电的半导体器件。
通常它包含一个PN结，有阳极和阴极两个端子。
P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。
外加使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V）,称为正向导通状态。
若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。
整流二极管具有明显的单向导电性。
能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。
整流二极管主要用于各种低频半波整流电路，如需达到全波整流需连成整流桥使用。
主要参数
最大平均整流电流IF:
6A
最高反向工作电压VR:
1000V
电容的选取：
由于变压后没有稳压管对其进行稳压，所以输出的直流电不稳定，会产生抖动，因此要并联上一个很大的电容，而电容和负载有关，所以选1000uf/25v的电容。
三、系统框图：
四、单元电路图：
1、行车限位开关及电机电路图：
上图各限位开关已经连接好，电机正反转带动各方向运动。
2、电源电路图：
变压器的选取应根据电机的功率来适当选取，通过稳压电源可测得电机功率为12w，所以变压器应大于12w。
二极管采用6A10整流二极管，最大平均整流电流IF为6A，最高反向工作电压VR为1000V，其内置PN结使得该二极管可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），整流二极管具有明显的单向导电性。
点解电容可根据整流后的直流电稳定性和负载来选取，试验后可知选取1000u/25v的合适。
3、地址码焊接：
编码和译码芯片的地址码必须一致才能实现控制。
五、整体电路图：
1、发射电路图
2、接收电路图
3、集成芯片发射接收电路：
六、整体电路的制作、调试：
经过一个星期查找无线电相关书籍、资料和网上准备元器件的购买，之后按照上述电路图焊接完成了部分发射和接收电路，为了试验其效果和节约时间采用了一路输入和一路输出来调试，第一次调试发射电路能工作，但是接收电路出现了继电器不能闭合的问题，经检查发现接收电路的电压是6v，不足以供给继电器工作，需达到9v以上，一般采用12v，但是pt2272的工作电压是5v，这样就只能用7805稳压管来稳压，经改动电路后一路发射接收能实现。
由于这次实训所用的pt2262/pt2272是六路数据输出，但是行车却又六个动作，所以需要完成接下来的四路，然后验证其能否实现控制四个动作，最关键的要试验能否同时控制两个或以上的动作，因为只有能同时控制两个以上的动作才能用74ls138来扩展输入输出口。
焊接完成后试验发现第二个输出口（A1）始终有信号，指示led灯一直亮着，换了几块接收芯片和pt2272也没能发现问题所在，并且同时按下多个按键没有效果，只有一路能输出数据，所以不能串行扩展按键和输出。
这样就只能重新买六路输出的元器件来做，而不能用扩展输入输出来完成六路控制，因此买了发射和编码集成在一块的模块来完成，当重新买好元件焊接完成后发现第四个输出仅仅是灯亮，而继电器不能闭合，经测量电压后发现其他五个输出的电压均达到11.8v左右，而第四个输出却只有9v，分析电路发现应该是三极管放大倍数不够，当重新换了一个新的9013后解决了这个问题。
在稳压电源下一切工作顺利，当自己制作了一个电源后发现继电器一直在抖动而不能持续闭合，再老师的指点下发现并非电压达到12v继电器就能闭合使得电机转动，应该是功率因素，只有提供的功率大于电机正常工作的功率下电路才能正常运转。
解决了这个问题后用稳压电源测得电压12v下电流为1A，那么P=12W，这样就找到了大于12w的变压器，但是连接好后测量发现没有电压，经万用表检测后发现是连接保险丝的一根线断路了，重新更换后直流电能达到18v左右，但是新的问题又来了，每次发射信号后继电器总是闪两三次才能稳定，有时候一直闪，询问老师后知道是滤波效果不好造成电压不稳定，并联了一个相同大小的电容后电压稳定了。
七、结果：
经过六个周的制作和调试，最后顺利完成了项目预期的功能，实现了无线电控制行车运行。
成功完成了该项目。
八、心得体会：
从实训开始到结束用了六个周的时间，才开始利用老师给的行车电机控制电路图完成了六个继电器的连接，并验证了其运动效果，之后根据老师给的相关资料和网上查阅的资料开始分析电路图并网上购买元器件，第一次按照预定方案焊接完成电路图并开始调试，通过一次次的调试发现总有一个灯是亮着的，也就是说有一路输出总是有信号，再更换了个块芯片后仍不能解决这个问题，然后了能扩展多路输入输出验证了同时按下多个按钮能否同时操作多个方向的运动，试验结果证明pt2262/pt2272不能串行输入输出。
这样的话就不能实现扩展输入输出口来控制六个动作，认真考虑并询问了老师后决定放弃预期设计，重新购买六路引脚输出的集成芯片。
重新购买了芯片后顺利完成了相关电路的焊接和调试，最后成功实现了无线电控制六路行车的运行，老师检查后让我制作一个电源，由于自身专业知识不好，在制作中遇到了很多问题，每每这个时候内心才觉得学的东西太少了，好多知识本该知道的，但是我却挠头抓耳不知所措，好多部分都是在老师的指点下才顺利完成的，就比如这个电源，我以为是电压达到继电器驱动电压就可以工作，但是浪费了时间焊接完成后却发现根本不能工作，在老师的耐心教导下才知道要功率相当才能驱动，而非电压相当。
通过这次实训，让我复习了好多之前学过的但是忘了的知识，不仅进一步加强了我的亲自动手能力，还综合提升了我的专业知识。
九、参考文献及资料：
《数字电子技术》《无线电发射接收例讲》
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