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作者:蔡宗成、黃凱、鄧嘉峰、胡正鈺、陳明周(2001-08-29);修改:蔡宗成(2002-05-23)推薦:徐業良(2001-08-30)

無線電收發模組電路製作介紹

市售遙控器有分為紅外線與無線電遙控兩種,紅外線遙控有空間上的限制,一般適用於家電產品控制上,例如電視、冷氣機等;無線電的使用距離較遠,應用範圍較廣,從遊戲用遙控賽車到汽機車遙控、防盜保全等應用。本文介紹如何製作無線收發模組控制電路,並說明如何利用這套無線電收發模組來附加在其它應用電路上,例如無線遙控開關、無線遙控車等。

1. TG-11無線收發模組介紹

TG-11無線收發模組【1】是一組由發射器和接收器所組成的模組,系統特性如下:

(1)   具備UHF發射接收電路,可做無線電傳輸及控制等相關應用。

(2)   搭配編解碼IC,不易受外界雜訊干擾。

(3)   可搭配DIP開關裝置來調整密碼設定。

(4)   頻率範圍從300MHz434MHz

1與圖2TG-11無線收發模組的外觀與相關接腳說明。詳細說明請參閱製造廠商所提供的產品資料手冊。

1. 發射模組外觀與接腳說明

2. 接收模組外觀與接腳說明

2. 收發電路說明

2.1 發射模組電路

3為發射模組電路圖,使用315MHz頻率的發射模組,HT-12E為編碼IC,其Pin1~Pin8連接DIP開關,調整JUMP來設定密碼,當發射模組與接收模組的密碼設定相同時才能進行收發動作;HT-12E編碼ICPin10~Pin13是控制訊號輸入腳位,接收外部ON/OFF訊號。

3. 發射模組電路圖

2.2 接收模組電路圖

4為接收模組電路圖,使用315MHz頻率的接收模組,HT-12D為解碼IC,其Pin1~Pin8連接DIP開關,調整JUMP來設定密碼,當發射模組與接收模組的密碼設定相同時才能進行收發動作;HT-12D解碼ICPin10~Pin13是控制訊號輸出腳位,隨著發射端的訊號產生不同的動作,如高、低電位。

4. 接收模組電路圖

2.3 編解碼IC說明

HT-122】有一系列編解碼IC,其中HT-12DHT-12E的主要特性如下:

(1)   應用CMOS技術,具有省電、防雜訊等優點。

(2)   工作電壓在2V~12V

(3)   內含振盪電路,只需外加一只電阻即可提供工作頻率(OSC1OSC2),如圖3所示之1MΩ電阻與圖4所示之33KΩ。

(4)   HT-12E編碼IC可以有28256組密碼設定,並可傳送4個位元資料。

(5)   HT-12D解碼IC具有4位元資料輸出,8位元密碼設定,輸出資料具有拴鎖功能。

HT-12E編碼IC的接腳說明如圖5A0~A7是密碼的位元設定,總共有256種不同的組合;D0~D3是資料輸入位元;DATA OUT是資料發送端。

5. HT-12E編碼IC接腳圖

HT-12D解碼IC的接腳說明如圖6A0~A7是密碼的位元設定,總共有256種不同的組合;D0~D3是資料輸出位元;DATA IN是資料接收端。當HT-12DHT-12E搭配使用時,使用8DIP開關來設定A0~A7所須輸入的密碼,當兩者密碼一致時,HT-12E所傳送的4位元資料會出現在HT-12DD0~D3接腳上。本文是在HT-12E上裝設4個按鈕開關(Pin10~Pin13),透過無線收發模組來控制HT-12D的腳位(Pin10~Pin13),呈現高∕低電位信號,加上其他應用電路,便可達到無線遙控功能。

6. HT-12D解碼IC接腳圖

DIP開關如圖7所示,其原理就是將switch開關整合成一個,藉由調整JUMP開關來設定密碼。本文使用8組開關,密碼組合可達到28256個,有這密碼設定的功能,可以以一個發射器對多個接收器,或是多個發射器對一個接收器,應用範圍增加。

7. DIP開關外型與電路原理

此無線收發電路的零件數少且線路簡單,全部體積可說精緻小巧,使用距離在加裝天線及空曠處等條件下可達數十公尺以上,應可符合一般使用要求。圖8為接收器與發射器成品圖。

8(a). 接收器

8(b). 發射器

3. 應用範例說明

3.1 電源開關

如前所述,當發射端發射訊號時,接收端的腳位會出現高∕低電位,此高∕低電位為5V0V(與供應電壓有關),但是電流太小,本文利用電晶體9013NPN來進行放大電流作用,來推動繼電器,作為電源開關,便可以以無線方式遙控家電設備,例如日光燈等。無線遙控開關電路圖如圖8所示。

9. 無線遙控開關電路圖

本文以無線方式控制工作電壓110V的投影燈的開關,繼電器的規格必須注意,可以承受110V交流電以上,圖10為無線遙控投影燈範例。

10. 無線遙控投影燈範例

3.2 無線遙控馬達正反轉

上一個範例是應用單軸雙切的繼電器來控制投影燈的開關;同樣運用此電路原理,改用雙軸雙切的繼電器,電路圖如圖11所示,繼電器未作用時,馬達順向旋轉,當無線遙控啟動時,繼電器作用,使得馬達逆向反轉。

11. 無線遙控馬達正反轉

無線收發模組可應用在很多地方,下一階段,介紹如何使用RS-232通訊埠來接收無線收發模組的訊號,成為一組簡易的保全系統,或可應用在老人福祉科技研發中心正在進行的高齡者生活品質之智慧型維護系統【3】;再介紹如何控制一顆IC便能無線遙控一顆馬達正反轉,甚至兩顆馬達,成為無線遙控車,可應用在Telepresence agent遠端代理機器人【4】。

參考資料

【1】    http://www.wenshing.com.tw/chinahome.htm,文星電子。

【2】    http://www.holtek.com.tw,盛群半導體。

【3】    徐業良、鄭智銘,“居家環境下非察覺性自動化健康監測系統之設計”,元智大學最佳化設計實驗室,2001http://designer.mech.yzu.edu.tw/

【4】    徐業良、蔡宗成,“網路代理機器人之設計”,元智大學最佳化設計實驗室,2001http://designer.mech.yzu.edu.tw/