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電話遠(yuǎn)程遙控家用電器電路的工作原理及設(shè)計(jì)

本文介紹的HT-97lD電器遙控器與普通電話機(jī)并聯(lián)在同一條市話線上，在任何地方均可用固定電話或手機(jī)打通該電話的號(hào)碼后對(duì)各種電器進(jìn)行遙控操作，其主要特點(diǎn)為：1、DTMF雙音頻解碼高可靠、抗干擾、不受傳輸距離限制，適應(yīng)現(xiàn)行電話和手機(jī)的工作模式；2．檢測(cè)電話機(jī)響鈴次數(shù)4次以上后密碼識(shí)別電路才開始工作，不影響電話機(jī)的正常接收通話；3、有限時(shí)密碼控制：遙控操作者10s內(nèi)不能正確輸入密碼，遙控器自動(dòng)關(guān)斷；4、撥錯(cuò)密碼即時(shí)關(guān)斷：遙控操作者鍵入非密碼數(shù)字，遙控器即時(shí)關(guān)斷；5、音樂回傳：操作成功，被控繼電器開通或關(guān)斷時(shí)坶向操作者回傳內(nèi)容不同的開機(jī)或關(guān)機(jī)音樂，可據(jù)此對(duì)工作效果進(jìn)行正確判斷；6、內(nèi)置交流電源，為解碼和控制電路供電，靜態(tài)時(shí)不消耗線路電流，不會(huì)對(duì)電話機(jī)的正常使用造成不良影響；7、將本機(jī)與農(nóng)村或校園的擴(kuò)音系統(tǒng)合理配接，可在任何地方利用電話或手機(jī)遙控開啟擴(kuò)音機(jī)進(jìn)行廣播喊話；8、加接中間繼電器，擴(kuò)大帶負(fù)載能力，可廣泛用于工礦企業(yè)對(duì)水泵等動(dòng)力系統(tǒng)的遙控、遙測(cè)。 4位二／十進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器CD4518功能簡(jiǎn)介：CD4518內(nèi)含2組4位二／十進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器，引出腳功能見圖1，計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)見附表。每組計(jì)數(shù)器有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端CP和EN，如用時(shí)鐘的上升沿觸發(fā)，則信號(hào)由CP端輸入，并使EN為高電位“1”。如用時(shí)鐘的下降沿觸發(fā)，則信號(hào)由EN端輸入，并使CP為低電位“0”。清零端Cr置“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器各輸出端均為“0”。整機(jī)電路工作原理見圖2：由直流電源、鈴音檢測(cè)、雙音頻解碼、密碼檢測(cè)、輸出負(fù)載控制和音樂回傳等電路組成。電源電路：220V市電經(jīng)變壓器T次級(jí)輸出13V交流低壓，VD15～VD18橋式整流，C8濾波，為繼電器K1和光電耦合器N1提供直流電源；解碼電路N2等集成電路的電源則由R8限流，VD14穩(wěn)壓后供給。電話鈴音檢測(cè)電路：L1、L2輸入端并聯(lián)在電話機(jī)的市話輸入線上，無外來電話打進(jìn)時(shí)，開關(guān)管VT1、VT2均處于截止?fàn)顟B(tài)。來電時(shí)與本機(jī)并聯(lián)的電話機(jī)響鈴音，鈴音取樣電路R9、C9導(dǎo)通，鈴流通過光電耦合器N1控制4位二／十進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器N5A（CD4518）進(jìn)位。按表1所示：CD4518的輸出端Q1～Q4受輸入脈沖控制，當(dāng)?shù)?個(gè)脈沖輸入時(shí)，Q1由“0”變“1”；第2個(gè)脈沖輸入時(shí)，Q1由“1”變“0”，Q2由“0”變“1”；第3個(gè)脈沖輸入時(shí)，Q1由“0”變“1”，Q2維持為“1”；第4個(gè)脈沖輸入時(shí)，Q1和Q2均由“1” 變“0”，Q3由“0”變“1”。N5A相關(guān)電路配合CD4518的上述功能，針對(duì)市話來鈴時(shí)響1秒停5秒的特點(diǎn)對(duì)鈴音進(jìn)行計(jì)數(shù)：第一次響鈴時(shí)，光電耦合器N1（4N25）內(nèi)部的感光三極管導(dǎo)通，第4腳輸出的正電壓由R12、C10積分并控制N5A的1CP端，使N5A的輸出端1Q1由“0”變“1”，1Q1的高電平跳變由C11耦合，VD24導(dǎo)通，使VT3導(dǎo)通，C10放電，1CP重新置“0”；同理，Nl和R12在第二次和第三次響鈴時(shí)，再次為C10充電并配合N5A的1Q2和1Q1的電平跳變分別由C12和C11耦合，VD23和VD24導(dǎo)通，使VT3導(dǎo)通，C10放電，形成第二次和第三次的CP計(jì)數(shù)脈沖。第四次響鈴時(shí)，1Q3由“0”變“1”，RS觸發(fā)器N4D（CD4043）翻轉(zhuǎn)，其10腳Q由“0”變“1”，VD21使開關(guān)三極管VT2，VT1由截止變導(dǎo)通，雙音頻解碼電路N2接通電話線路，操作者可即輸入密碼進(jìn)行遙控。RS觸發(fā)器N4D翻轉(zhuǎn)后，其輸出端Q的高電平通過定時(shí)電阻R29為定時(shí)電容C13充電，如果操作者10s左右不能正確輸入密碼，C13上的電壓使N4D的R端變?yōu)楦唠娖?，N4D將自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，輸出端Q復(fù)零，開關(guān)三極管VT2、VT1由導(dǎo)通變截止，雙音頻解碼電路關(guān)閉。雙音頻解碼和密碼檢測(cè)電路：鈴流檢測(cè)電路使開關(guān)三極管VT2、VT1導(dǎo)通后，N2（MT8870）將輸入的TDMF雙音頻碼解為二進(jìn)制碼，N3（CD4028）將二進(jìn)制碼解為十進(jìn)制碼。 RS觸發(fā)器N4A～N4C組成號(hào)碼檢測(cè)電路：本機(jī)的號(hào)碼編制為四位，第一位數(shù)字為引導(dǎo)碼“J”，后三位為密碼ABE。引導(dǎo)碼為三位密碼以外的任一位“0～9”數(shù)字，接于“J1～J7”接點(diǎn)，通過二極管VD7～VD13控制第一組RS觸發(fā)器N4A的置“1”輸入端S1。比如本機(jī)設(shè)定的引導(dǎo)碼為“9”，密碼為“628”，則電路中的“J1”和“A”“B”“C”三個(gè)編碼點(diǎn)分別接N3的第5腳“9”，第7腳“6”、第2腳“2”和第9腳“8”，遙控操作者按第一位數(shù)字“9”時(shí)，N3的第5腳變高電平“1”，VD7使N4A的S1為“1”，4Q1為“1”，N4B和N4C的輸出4Q2和4Q3受S2和S3的控制依次為“1”，電容C19兩端均為高電平，密碼識(shí)別電路處于刷新等待狀態(tài)。當(dāng)操作者依次輸入密碼“628”時(shí)，RS觸發(fā)器N4A～N4C的置“0”輸入端R1～R3依次為“1”，輸出端4Q1～4Q3依次為“0”，電容C19的電位跳變使4位二／十進(jìn)制同步加計(jì)數(shù)器NSB的計(jì)數(shù)脈沖輸入端2EN由“1”變“0”，N5B的第3腳2Q1由“0”變“1”，負(fù)載控制管VT7導(dǎo)通。如果所按密碼數(shù)字或次序不對(duì)，識(shí)碼電路均不動(dòng)作。實(shí)際應(yīng)用中可將密碼“625”之外的7個(gè)數(shù)字不分次序全部作為引導(dǎo)碼接于J1～J7處，當(dāng)操作者在輸入密碼的過程中錯(cuò)按“628”之外的任一數(shù)字時(shí)，N4A的置“1”輸入端S1為“1”，N4A～N4C的輸出端Q1～Q3均為“1”，密碼識(shí)別過程立即中斷。此設(shè)計(jì)與上述的N4D密碼計(jì)時(shí)電路配合，可有效杜絕惡意的持續(xù)輸入和變化號(hào)碼以獲取密碼的不良行為。輸出負(fù)載控制和音樂回傳電路操作者輸入正確密碼，N5B輸出端2Q1變“1”，經(jīng)R28使VT7導(dǎo)通，繼電器K1吸合，其接點(diǎn)K1-1接通外接負(fù)載。電解電容C17輸出的正脈沖VD28和R20使開關(guān)管VT5導(dǎo)通，八聲音樂片KD254發(fā)出由其6腳控制的“開機(jī)音樂”，由VT4放大輸出，經(jīng)R36和VT1回傳至電話線路上，操作者可聽到清晰的回傳音樂。音樂回傳期間，VD22取自C17的放電電荷維持開關(guān)管VT1、VT2持續(xù)導(dǎo)通，避免VT1、VT2因定時(shí)電路N4D復(fù)零而關(guān)斷。C17放電完畢，VT1、VT2關(guān)閉，市話線路斷開，但2Q1維持高電平，負(fù)載電路繼續(xù)處于開啟狀態(tài)。其間如有電話打進(jìn)，只要不撥入正確密碼，2Q1為“1”狀態(tài)不變，也不影響并聯(lián)的電話機(jī)正常工作。遙控操作者欲關(guān)斷被控負(fù)載，只須重復(fù)上述操作過程：依次輸入正確密碼后，密碼識(shí)別電路使4Q3由“1”變“0”，C19使N5B再次進(jìn)位，輸出端“2Q1” 由“1”變“0”，VT7截止，外接負(fù)載關(guān)斷，“2Q2”由“0”變“1”，經(jīng)R19使開關(guān)管VT6導(dǎo)通，八聲音樂片KD254發(fā)出由其7腳控制的“關(guān)機(jī)音樂”，回傳至電話線路上。設(shè)置開機(jī)、關(guān)機(jī)時(shí)不同的回傳音樂可使遙控操作者對(duì)被控狀態(tài)心中有數(shù)，杜絕盲目操作。點(diǎn)擊圖片放大在回傳音樂期間，VD32使開關(guān)管VT1、VT2維持導(dǎo)通。2Q2導(dǎo)通后，定時(shí)電阻R23為定時(shí)電容C18充電，回傳音樂播放完畢后，C18上充得的電平通過R24使N5B清零端2Cr的電平由“0”升為“1”，N5B復(fù)零，2Q2由“1”變“0”，電器控制過程結(jié)束。 VD1～VD4為極性校正二極管，可使L1、L2在接入過程中不必區(qū)分正負(fù)極。VD36和R31提供市話線路接通時(shí)必需的電流消耗通路（否則電信局內(nèi)部的計(jì)算機(jī)檢測(cè)到回路電流過小時(shí)將自動(dòng)關(guān)閉線路）。C20和VD31等在電源剛開通時(shí)強(qiáng)制N5B清零。發(fā)光二極管VD37、VD38等指示臨場(chǎng)的工作狀態(tài)，VD25、VD26等為N6提供工作電源。選擇繼電器觸點(diǎn)的接點(diǎn)電流，可以控制不同要求的外接負(fù)載。欲外接更大負(fù)載可駁接中間繼電器以用于工礦企業(yè)遙控水泵等大型電器。倘由K1-1接點(diǎn)控制農(nóng)村、工礦或校園的擴(kuò)音系統(tǒng)電源，且將圖1電路中的VD22改接N5B輸出端2Q1，則本機(jī)在第一次開機(jī)后將不再自動(dòng)關(guān)斷電話線路，此時(shí)將VT1的輸出信號(hào)通過RC網(wǎng)絡(luò)合理配接至擴(kuò)音機(jī)的線路輸入端，則遙控操作者可對(duì)著自己的電話或手機(jī)喊話，實(shí)現(xiàn)遙控廣播（注意廣播結(jié)束后按密碼及時(shí)關(guān)機(jī)。

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