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让报废的遥控电风扇焕然一新

来源:互联网 作者:chenzhi 浏览:15842

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摘要: 让报废的遥控电风扇焕然一新。一台遥控式落地风扇因进水而冒烟,整块电路板烧得一塌糊涂,但是附属设备完好无损。该风扇原来具有负离子功能模块、遥控+手动三档调速、定时开关机,且负离子模块具有过载及短路保护功能,因此萌动了采用常用廉价原件组装电路实现上述功能的念头。

一台遥控式落地风扇因进水而冒烟,整块电路板烧得一塌糊涂,但是附属设备完好无损。该风扇原来具有负离子功能模块、遥控+手动三档调速、定时开关机,且负离子模块具有过载及短路保护功能,因此萌动了采用常用廉价原件组装电路实现上述功能的念头。

一、主控电路

主控电路如下图所示,采用常用的电容降压电路供电,由Cl、C2及Dl~D3提供约12V的低压直流供整个电路使用。因整机工作时可控硅采用电平触发,需要触发电流较大,电容Cl取值稍大,lμF在220AC输入时可提供超过50mA的整机工作电流。另一方面,为了使开机时和待机时整机工作电流不致相差太大,导致Dl上的耗散功率变化范围太大,在整机待机时设置了由Q4、Rl0组成的电流泄放电路,在待机时接通Rl0使之消耗部分功率,不致因待机状态下负载太小而导致Dl的泄放功率超限令Dl损坏。安装时注意电源不要接反。

开关机和档位调整由U2及其附属电路完成。上电时因C5/R4的复位作用使整个电路回复初始状态,即QO引脚输出为高,其它输出为低。这时为待机状态,仅由R6、Q4接通Rl0泄放部分电流,Ql~Q3引脚关闭,风扇和负离子模块均为关闭状态。按一下SW1开关,U2跳转为Ql引脚输出高电平,QO引脚输出跳转为低。

Ql引脚一方面驱动三极管Ql导通,开启可控硅T3,使风扇马达以高速档运转,同时点亮LED1指示档位;另一方面,它还通过D5给Ul和Q6电路提供电源。

CD4017的输出带负载能力在12V供电时可超过3mA,除用于驱动Ql三极管约1.5mA之外,足够给Ul供电(约1.5mA)。其中,在Ul的保护功能未动作的情形下,约有0.4mA消耗在R24-D9-Dl0这一条回路,用于给Ul提供较稳定的参考比较电压;另有约ImA的电流驱动Q6三极管,从而驱动继电器RL1接通负离子模块,使之在风扇运转过程中不断电离空气,源源不断的提供负离子并随风吹出。D8、R5组成功能复位电路,实现顺序第4次按SW1时回复初始状态,即每一次按下SW1转换一个状态,整机不断在“待机→高速→中速→低速→待机”的状态下循环。

遥控电风扇主控电路

二、负离子及保护电路

由R24和D9、Dl0组成比较器参考电压电路,这个回路的电流约为0.3~0.5mA。对照二极管1N4148的规格书,此二极管在0.4mA左右的正向电流下其正向压降约0.55V,而且一致性相当好,电流变化范围在0.3~0.5mA时正向电流无明显变化。因此,D9/Dl0两个二极管叠加可提供1.1V左右的参考比较电压,引入比较器UIA的负输入端和UIB的正输入端作为比较器参考电压,并且比一般稳压管提供的电压精度和稳定性都还要稍高。

另外,由ACL→负离子模块→继电器触头→D4、R19→ACN形成完整而独立的交流回路,正常情况下Ul不动作,由D5、D6、D7→R25→D14→R21→Q4回路使Q4导通、RL1接通、负离子模块得电工作。在AC负半周,电流流向为ACN→D4→RL1触头→负离子模块→ACL,因为D4对R19的短路作用,在R19上形成最多0.7V的反向电压,这个电压不会导致Ul动作。而在AC正半周,电流流经R19产生正向压降,且其压降最高值对应AC电压的正向峰值(约311V),R19上取得的检测电压最高,按R19=lOΩ时、负载峰值电流llOmA(此时平均电流约75-80mA),R19上即产生1.1V的电压。当此电压达到并超过1.1V时,比较器UIA的正向输入端电压(通过R20取自R19上)高于负向输入端,UIA翻转为输出高电平,通过R23→Dll向Cll充电。如果负载电流持续超标,则每个交流周期正向峰值瞬间都要向Cll充电,大约2~3s之后,Cll上的电压超过1.1V(高于⑤脚的正输人参考电压),UIB输出为低,通过D13拉低R25对Q4基极的驱动,继电器断开,实现了对负离子模块过电流的保护。同时,UIB输出另一路经R26开启Q5,Q5又拉高UIA的正向输入端③脚,从而实现保护状态的自锁。保护状态自锁之后,除非整机回到待机状态令Ul失电,否则保护状态不会消除。整机回到待机状态后,D5、D6、D7输出都为低,Ul失电,Cll上的存贮电荷通过D12快速泄放,整个保护电路很快回到初始状态。

R23、Cll组成延时保护电路。每次开机、转换档位、或者因外部原因导致负离子模块高压输出端瞬间短路时,其工作电流都会由正常的60mA左右短时上升至约lOOmA,从而误触发保护电路。为了避免误触发,R23/Cll的延时时间设置为约2~3s,即只有负载电流连续2~ 3s超过80mA,才会触发保护电路。适当调整R23~ Cll的值即可任意设置延时时间,对其它电路性能无影响。而保护电流的阈值可通过更换R19的阻值任意调整,非常方便。实际装机照片见下图。

三、遥控电路

从原机拆下没有损坏的一体式红外线接收头(这种接收头已经普遍应用在红外遥控电路中),工作电压范围2.4~6.5V,工作电流极小(300~500uA),面对接收窗,左起①脚为讯号输出,②脚接地,③脚为电源。遥控电路如下图所示,将SW+连接到主板的SW1正极(Ul的(16)脚),SW-连接到SW1负极(Ul的(14)脚),再连上地线,即可。

对了,没错,没有遥控器!因为这个电路的特色就是不用原配的遥控器,用任何一个电视机或者其它电器的遥控器即可代替,并且不会影响遥控器原来功能。

用任何一个红外线遥控器对准接收电路,按住任何一个按键不放约Is以上,接收模块①脚输出跟随编码的负脉冲,令Q2也随之输出正向编码,通过R5给C2充电,C2上的电压又通过R7向C3充电。C3上电压充至大约1.4~1.5V,使Q3导通、Ql导通,相当于主机上的SW1按下,从而实现遥控功能。遥控器按键一旦放开,C2上的电压通过相对较小的R6快速泄放,而C3上的电压也通过Dll—R6快速泄放,保证遥控单元电路很快回到待机状态。通常看电视遥控换台等操作时按按键都不会超过Is,长按时实现风扇控制,互不干扰。

电风扇遥控电路

四、定时关机电路

在不影响功能的情况下,我们对主控电路作一点修改,如下图所示:将原来的功能复位电路由Q4引脚改接到Q9引脚,这样Q4~Q8引脚就可用于控制5个定时档位了。定时IC采用了近年新出的定时新秀PT8A2513其优点在于读取RC振荡频率后还进行了32768次分频再作为定时时间,不用象LM555等通用定时lC一样采用很大的定时电阻电容才能实现较长时间定时,下图所示RC参数和电路结构最长定时时间可超过120s。增加Rt和Ca的数值还可以成比例增加定时时间,为保证定时效果,定时电容Ca最好采用钽电容。

PT8A2513采用T0-94封装,就像一个三极管,面对有字面,左起①脚接地,②脚接RC振荡电路,③脚接2.0-5.5V电源,④脚输出高电平有效,电源足够的话该引脚高电平输出电流可大于12mA。当U2的Q4~Q8任何一脚输出高电平时,一方面通过D15~D19任一二极管给R5、Zl电路供电,使之输出一个4.3V的电源电压给U3,一上电时U3的④脚输出高电平驱动Ql~Q3的其中一个,以开启风扇马达的低速档;另一方面分别接通Rtl~Rt5,其中一个电阻与Ca组成RC振荡器给U3提供时钟,U3内部进行32768次分频以后计时,当定时时间达到以后,U3关闭④脚输出,从而关闭风扇马达,达到定时关机的目的。

采用这个定时电路不要担心Rtl~Rt5的正端电压高于U3的电源电压而损坏IC,因为只要U3上电,U3内部就不断地对Ca充电放电,其两端电压永远不会高于IC内部电路的翻转阈值,而且IC内部还有一个保护二极管,因此即使在故障状态下③脚的电压也不会高于U3的VCC+0.7V,保护IC不致损坏。

采用PT8A2513实现的是一次性定时关机,而如果将U3换为其姊妹产品PT8A2512,则可以实现循环开机:处于Q4档位时整机低速开20min,关20min循环;而Q5档位则会循环开40min、停40min,特别适合睡眠时使用。Q4~Q8档位不需要连接负离子电路,一方面电路太复杂,担心Ql-Q3引脚输出电流不够同时驱动负离子电路和定时电路这两个模块,另一方面实际上使用时定时状态下通常用于深夜睡眠时,长期开启负离子功能对身体健康不是很好。要说缺点的话,其唯一缺点在于为了简化电路,启动定时关机功能时就只能固定使用某一档风速了(如下图中的D20接在慢速档)。

定时关机电路


型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67