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電話遠程遙控家用電器電路的工作原理及設計

本文介紹的HT-97lD電器遙控器與普通電話機并聯在同一條市話線上，在任何地方均可用固定電話或手機打通該電話的號碼后對各種電器進行遙控操作，其主要特點為：1、DTMF雙音頻解碼高可靠、抗干擾、不受傳輸距離限制，適應現行電話和手機的工作模式；2．檢測電話機響鈴次數4次以上后密碼識別電路才開始工作，不影響電話機的正常接收通話；3、有限時密碼控制：遙控操作者10s內不能正確輸入密碼，遙控器自動關斷；4、撥錯密碼即時關斷：遙控操作者鍵入非密碼數字，遙控器即時關斷；5、音樂回傳：操作成功，被控繼電器開通或關斷時坶向操作者回傳內容不同的開機或關機音樂，可據此對工作效果進行正確判斷；6、內置交流電源，為解碼和控制電路供電，靜態時不消耗線路電流，不會對電話機的正常使用造成不良影響；7、將本機與農村或校園的擴音系統合理配接，可在任何地方利用電話或手機遙控開啟擴音機進行廣播喊話；8、加接中間繼電器，擴大帶負載能力，可廣泛用于工礦企業對水泵等動力系統的遙控、遙測。 4位二／十進制同步加計數器CD4518功能簡介：CD4518內含2組4位二／十進制同步加計數器，引出腳功能見圖1，計數器輸出狀態見附表。每組計數器有兩個時鐘輸入端CP和EN，如用時鐘的上升沿觸發，則信號由CP端輸入，并使EN為高電位“1”。如用時鐘的下降沿觸發，則信號由EN端輸入，并使CP為低電位“0”。清零端Cr置“1”時，計數器各輸出端均為“0”。整機電路工作原理見圖2：由直流電源、鈴音檢測、雙音頻解碼、密碼檢測、輸出負載控制和音樂回傳等電路組成。電源電路：220V市電經變壓器T次級輸出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穩壓后供給。電話鈴音檢測電路：L1、L2輸入端并聯在電話機的市話輸入線上，無外來電話打進時，開關管VT1、VT2均處于截止狀態。來電時與本機并聯的電話機響鈴音，鈴音取樣電路R9、C9導通，鈴流通過光電耦合器N1控制4位二／十進制同步加計數器N5A（CD4518）進位。按表1所示：CD4518的輸出端Q1～Q4受輸入脈沖控制，當第1個脈沖輸入時，Q1由“0”變“1”；第2個脈沖輸入時，Q1由“1”變“0”，Q2由“0”變“1”；第3個脈沖輸入時，Q1由“0”變“1”，Q2維持為“1”；第4個脈沖輸入時，Q1和Q2均由“1” 變“0”，Q3由“0”變“1”。N5A相關電路配合CD4518的上述功能，針對市話來鈴時響1秒停5秒的特點對鈴音進行計數：第一次響鈴時，光電耦合器N1（4N25）內部的感光三極管導通，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導通，使VT3導通，C10放電，1CP重新置“0”；同理，Nl和R12在第二次和第三次響鈴時，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導通，使VT3導通，C10放電，形成第二次和第三次的CP計數脈沖。第四次響鈴時，1Q3由“0”變“1”，RS觸發器N4D（CD4043）翻轉，其10腳Q由“0”變“1”，VD21使開關三極管VT2，VT1由截止變導通，雙音頻解碼電路N2接通電話線路，操作者可即輸入密碼進行遙控。RS觸發器N4D翻轉后，其輸出端Q的高電平通過定時電阻R29為定時電容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端變為高電平，N4D將自動翻轉，輸出端Q復零，開關三極管VT2、VT1由導通變截止，雙音頻解碼電路關閉。雙音頻解碼和密碼檢測電路：鈴流檢測電路使開關三極管VT2、VT1導通后，N2（MT8870）將輸入的TDMF雙音頻碼解為二進制碼，N3（CD4028）將二進制碼解為十進制碼。 RS觸發器N4A～N4C組成號碼檢測電路：本機的號碼編制為四位，第一位數字為引導碼“J”，后三位為密碼ABE。引導碼為三位密碼以外的任一位“0～9”數字，接于“J1～J7”接點，通過二極管VD7～VD13控制第一組RS觸發器N4A的置“1”輸入端S1。比如本機設定的引導碼為“9”，密碼為“628”，則電路中的“J1”和“A”“B”“C”三個編碼點分別接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字“9”時，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，密碼識別電路處于刷新等待狀態。當操作者依次輸入密碼“628”時，RS觸發器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位二／十進制同步加計數器NSB的計數脈沖輸入端2EN由“1”變“0”，N5B的第3腳2Q1由“0”變“1”，負載控制管VT7導通。如果所按密碼數字或次序不對，識碼電路均不動作。實際應用中可將密碼“625”之外的7個數字不分次序全部作為引導碼接于J1～J7處，當操作者在輸入密碼的過程中錯按“628”之外的任一數字時，N4A的置“1”輸入端S1為“1”，N4A～N4C的輸出端Q1～Q3均為“1”，密碼識別過程立即中斷。此設計與上述的N4D密碼計時電路配合，可有效杜絕惡意的持續輸入和變化號碼以獲取密碼的不良行為。輸出負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R28使VT7導通，繼電器K1吸合，其接點K1-1接通外接負載。電解電容C17輸出的正脈沖VD28和R20使開關管VT5導通，八聲音樂片KD254發出由其6腳控制的“開機音樂”，由VT4放大輸出，經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管VT1、VT2持續導通，避免VT1、VT2因定時電路N4D復零而關斷。C17放電完畢，VT1、VT2關閉，市話線路斷開，但2Q1維持高電平，負載電路繼續處于開啟狀態。其間如有電話打進，只要不撥入正確密碼，2Q1為“1”狀態不變，也不影響并聯的電話機正常工作。遙控操作者欲關斷被控負載，只須重復上述操作過程：依次輸入正確密碼后，密碼識別電路使4Q3由“1”變“0”，C19使N5B再次進位，輸出端“2Q1” 由“1”變“0”，VT7截止，外接負載關斷，“2Q2”由“0”變“1”，經R19使開關管VT6導通，八聲音樂片KD254發出由其7腳控制的“關機音樂”，回傳至電話線路上。設置開機、關機時不同的回傳音樂可使遙控操作者對被控狀態心中有數，杜絕盲目操作。點擊圖片放大在回傳音樂期間，VD32使開關管VT1、VT2維持導通。2Q2導通后，定時電阻R23為定時電容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復零，2Q2由“1”變“0”，電器控制過程結束。 VD1～VD4為極性校正二極管，可使L1、L2在接入過程中不必區分正負極。VD36和R31提供市話線路接通時必需的電流消耗通路（否則電信局內部的計算機檢測到回路電流過小時將自動關閉線路）。C20和VD31等在電源剛開通時強制N5B清零。發光二極管VD37、VD38等指示臨場的工作狀態，VD25、VD26等為N6提供工作電源。選擇繼電器觸點的接點電流，可以控制不同要求的外接負載。欲外接更大負載可駁接中間繼電器以用于工礦企業遙控水泵等大型電器。倘由K1-1接點控制農村、工礦或校園的擴音系統電源，且將圖1電路中的VD22改接N5B輸出端2Q1，則本機在第一次開機后將不再自動關斷電話線路，此時將VT1的輸出信號通過RC網絡合理配接至擴音機的線路輸入端，則遙控操作者可對著自己的電話或手機喊話，實現遙控廣播（注意廣播結束后按密碼及時關機。

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