CN103699005A

CN103699005A - 一种红外手势开关控制器

Info

Publication number: CN103699005A
Application number: CN201310729862.3A
Authority: CN
Inventors: 李喜通; 于济锋
Original assignee: HENAN DONGJUN INTELLIGENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HENAN DONGJUN INTELLIGENT TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2014-04-02

Abstract

本发明涉及一种开关控制电路。一种红外手势开关控制器，包括PWM发生器，工作代码发生器，调制单元，解调单元，数据分析单元，执行单元，其中PWM发生器、工作代码发生器、数据分析单元利用单片机实现，单片机内部时钟产生PWM方波信号作为调制单元的载波源；单片机内部时钟产生工作代码编码信号通过三极管反相器接入调制单元；所述调制单元的输出回路中连接有一红外发射二极管，解调单元采用红外接收解调电路，所述红外发射二极管和解调单元的红外检测二极管组成红外手势感应单元，解调单元的输出端与单片机相连，单片机设有控制输出端连接执行单元。本发明红外手势开关控制器，设计科学合理，电路结构简单，采用手势来控制电灯的点亮和熄灭，给生活带来极大方便。

Description

一种红外手势开关控制器

技术领域

本发明涉及一种开关控制电路，尤其是涉及一种红外手势开关控制器。

背景技术

目前采用市电电灯开关的控制，最常用的是跷跷板墙壁开关。但对于晚上起夜来说，需要摸黑凭个人感觉或摸索找出开关并按键操作，使用不方便。为了能够满足在夜里方便的找到开关位置，后来有厂家在开关上设置了发光二极管，还有一种技术就是采用声控开关。采用声控开关的缺点是，如果在夜里，睡眼朦胧中，为了夜起照明，拍上一巴掌或是喊一嗓子，总感觉不是那回事，不在状态不说，关键还是影响他人睡眠，自己恐怕也睡意全无。而且声控开关受噪音干扰严重。再者，机械开关的使用寿命有限，便宜的质量较差，质量稍好点的成本较高。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种红外手势开关控制器，结构简单，使用方便。

本发明所采用的技术方案是：

一种红外手势开关控制器，包括PWM发生器，工作代码发生器，调制单元，解调单元，数据分析单元，执行单元，所述PWM发生器、工作代码发生器、数据分析单元利用采用纳瓦技术的PIC16F系列的任意一种CMOS闪存单片机实现，所述单片机的内部时钟产生PWM方波信号，并由其RC5脚连接调制单元的一个输入端，作为调制单元的载波源；所述单片机的内部时钟产生由引导码、地址码、数据码、奇偶校验码组成的工作代码编码，并由RB7/TX脚输出，通过三极管反相器接在调制单元的另一个输入端；所述调制单元的输出回路中连接有一红外发射二极管，解调单元采用红外接收解调电路，所述红外发射二极管和解调单元的红外检测二极管组成红外手势感应单元，解调单元的输出端与所述单片机的RB5/RX脚相连，所述单片机的输出端与执行单元的输入端相连。

所述的红外手势开关控制器，所述调制单元主要由双输入正与门电路及三极管组成，所述正与门电路的输出信号经耦合电阻连接三极管的控制基极，所述三极管的集电极与电源之间连接红外手势感应单元的红外发射二极管，所述解调单元可采用集成电路IRM-3638T-X或类似功能的集成电路芯片，也可以用分立元件搭建。

所述的红外手势开关控制器，执行单元采用三极管驱动继电器来组成，所述三极管控制基极连接单片机控制输出端，三极管控制输出回路连接继电器线圈，从所述继电器引出开关节点。

所述的红外手势开关控制器，所述执行单元采用可控硅来组成，所述可控硅控制输入端连接单片机控制输出端，从所述可控硅引出开关节点。

所述执行单元可以采用IGBT元件来组成，所述IGBT元件的控制输入端连接单片机控制输出端，从所述IGBT引出开关节点。

所述执行单元也可以采用功率场效应MOS管来组成，所述功率场效应MOS管控制输入端连接单片机控制输出端，从所述功率场效应MOS管引出开关节点。

发明有益效果：

1、本发明红外手势开关控制器，采用手势来控制电灯的点亮和熄灭，给生活带来极大方便。开关面板上有LED指示用来显示开关位置，晚上能轻易的找到开关，只要在开关面板前挥一下手，电灯即点亮，再挥一下手即熄灭，使用方便。

2、本发明红外手势开关控制器，设计科学合理，电路结构简单，使用寿命长。其使用方便性能和安全性能的提升，是对市电电灯开关的一场革命，同时，还可广泛用于电机、继电器、接触器的控制领域，实现免接触开关操控，必将给机电控制带来深远的影响。

3、本发明红外手势开关控制器，使用元器件少，制作成本低，PWM发生器、工作代码发生器、数据分析单元均利用单片机PIC16F690实现；调制单元的输出搭载了工作代码的负载波，显著的提高了电路的抗干扰能力，可避免非工作代码之外的其他红外光的干扰。

附图说明

图1是本发明的红外手势电灯开关控制器电路示意框图。

图2是调制单元原理图。

图3是解调单元原理图。

图4是综合控制单元原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

参见图1～图4，本发明红外手势开关控制器，包括PWM发生器，工作代码发生器，调制单元，解调单元，数据分析单元，执行单元，所述PWM发生器、工作代码发生器、数据分析单元利用采用纳瓦技术的PIC16F系列的任意一种CMOS闪存单片机实现，所述单片机的内部时钟产生PWM方波信号，并由其RC5脚连接调制单元的输入端，作为调制单元的载波源；所述单片机的内部时钟产生由引导码、地址码、数据码、奇偶校验码组成的工作代码编码，并由RB7/TX脚输出，通过三极管反相器Q2接在调制单元的另一个输入端；所述调制单元的输出回路中连接红外发射二极管，解调单元采用红外接收解调电路，所述红外发射二极管和解调单元的红外检测二极管组成红外手势感应单元，解调单元的输出端与所述单片机的RB5/RX脚相连，所述单片机的输出端与执行单元的输入端相连。

实施例2

参见图1～图4，本实施例的红外手势开关控制器，其与实施例1的不同之处在于：所述调制单元主要由双输入正与门电路及三极管Q1组成，所述正与门电路的输出信号经耦合电阻连接三极管Q1的控制基极，所述三极管Q1的集电极与电源之间连接红外手势感应单元的红外发射二极管，所述解调单元采用集成电路芯片IRM-3638T-X或其它类似功能的红外接收头电路，其中红外检测二极管和红外发射二极管组成红外手势感应单元。

实施例3

参见图1～图4。图1为本发明红外手势开关控制器组成方框图，其中PWM发生器11的输出端与调制单元13的输入端相连，工作代码发生器12的输出端也与调制单元13的输入端相连，调制单元13的输出端与红外手势感应单元14的输入端相连，红外手势感应单元14的输出端与解调单元15的输入端相连，解调单元15的输出端与数据分析单元16的输入端相连，数据分析单元16的输出端与执行单元17的输入端相连。

图2、图3为调制单元、红外手势感应单元、解调单元电路原理图；PWM发生器、工作代码发生器、数据分析单元均利用图4所示的单片机PIC16F690实现。PWM发生器11用于产生频率为38KH的方波，由PIC16F690内部时钟产生，并由RC5脚接在调制单元的一个输入端，作为调制单元的载波源；工作代码发生器是产生由引导码、地址码、数据码、奇偶校验码等组成的编码，也是由PIC16F690内部时钟产生，并由RB7/TX脚输出，通过三极管反相器Q2接在调制单元的另一个输入端。

调制单元输出的是搭载了工作代码的38KH的负载波，其目的是为了提高电路的抗干扰能力，避免非工作代码之外的其他红外光的干扰。调制单元由双输入正与门SN74AHC1G08或其它具有类似功能的集成电路芯片及三极管Q1等组成。接入Q2反相器是保证在双输入正与门中叠加的是正向工作代码，反向波形则被抑制。Q1、Q2可以是9014、9013或小功率场效应三极管。

红外发射二极管D2和U3（红外接收头）的前置部分（红外检测二极管）组成红外手势感应单元。其工作原理是，D2一直处于发送38KH负载波的状态，在未挥手时，U3处于静止待机状态，当挥手时，U3的红外检测二极管接收D2的38KH负载波，然后送入解调单元。这就完成了一次挥手指令的检测。U3采用集成电路芯片IRM-3638T-X，也可采用其它具有类似功能的集成电路芯片。

图3中，由U3、C10、R9、R10等组成解调单元。U3采用集成电路芯片IRM-3638T-X（红外接收头），该集成电路集成了红外检测二极管、放大器、限幅器、带通滤波器、积分电路、比较器等。当红外检测二极管检测到D2发射的红外信号后，立即把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，保证了不论红外发射器和接收器的距离远近都能可靠的接收。带通滤波器保证使380KHZ的负载波顺利通过而滤除其他的负载波，然后副载波进入解调电路、积分电路和比较器，最终还原出红外发射二极管D2发射的信号波形。

单片机PIC16F690内部储存了工作代码的波形，当收到解调单元发送的解调波形后，通过对两个波形进行比对，两个波形符合时输出控制信号到执行单元，不符合时则无输出信号，执行单元不工作。

本发明红外手势开关控制器，执行单元可以采用三极管驱动继电器来实现。所述三极管控制基极连接单片机控制输出端，三极管控制输出回路连接继电器线圈，从所述继电器引出开关节点。当收到PIC69F160输出的高电平时，执行单元动作（三极管导通，驱动继电器触点闭合），使电灯点亮，否则熄灭。

本发明红外手势开关控制器，执行单元也可以采用可控硅来组成，所述可控硅控制输入端连接单片机控制输出端，从所述可控硅引出开关节点。

Claims

1.一种红外手势开关控制器，包括PWM发生器，工作代码发生器，调制单元，解调单元，数据分析单元，执行单元，其特征在于：所述PWM发生器、工作代码发生器、数据分析单元利用采用纳瓦技术的PIC16F系列的任意一种CMOS闪存单片机实现，所述单片机的内部时钟产生PWM方波信号，并由其RC5脚连接调制单元的一个输入端，作为调制单元的载波源；所述单片机的内部时钟产生由引导码、地址码、数据码、奇偶校验码组成的工作代码编码，并由RB7/TX脚输出，通过三极管反相器接在调制单元的另一个输入端；所述调制单元的输出回路中连接有一红外发射二极管，所述解调单元采用红外接收解调电路，所述红外发射二极管和解调单元的红外检测二极管组成红外手势感应单元，解调单元的输出端与所述单片机的RB5/RX脚相连，所述单片机设有控制输出端连接执行单元。

2.根据权利要求1所述的红外手势开关控制器，其特征在于：所述调制单元主要由双输入正与门电路及三极管组成，所述正与门电路的输出信号经耦合电阻连接三极管的控制基极，所述三极管的集电极与电源之间连接红外手势感应单元的红外发射二极管。

3.根据权利要求1或2所述的红外手势开关控制器，其特征在于：执行单元采用三极管驱动继电器来组成，所述三极管控制基极连接单片机控制输出端，三极管控制输出回路连接继电器线圈，从所述继电器引出开关节点。

4.根据权利要求1或2所述的红外手势开关控制器，其特征在于：所述执行单元采用可控硅或IGBT元件来组成，所述可控硅或IGBT元件的控制输入端连接单片机控制输出端，从所述可控硅或IGBT元件引出开关节点。

5.根据权利要求1或2所述的红外手势开关控制器，其特征在于：所述执行单元采用功率场效应MOS管来组成，所述功率场效应MOS管控制输入端连接单片机控制输出端，从所述功率场效应MOS管引出开关节点。