9 .1 自动门 | ||||
芝麻开门未开口,人到门开等你走
想必大家都听过童话《一千零一夜》里的著名的阿里巴巴和四十大盗的故事吧,里面有个著名的场景就是“芝麻开门”的故事。大盗头目对着那巨大的石门说了句“芝麻开门”,大门就自动打开了,我们当时都惊诧于咒语的魔力,而如今有了自动化技术,这一切都变成了现实,其实这个场景正体现了自动门的思想。
自动门可以有多种控制方式,比如说声控开门、指纹识别开门或者完全自动开门而没有其他的验证机制。这些都是自动感应技术的实际应用。这种感应技术是基于一些感应式的传感器制作而成的,当传感器接收到信息时,相应的执行机构就开始运行,这样就可以完成一些预定的功能。自动感应技术虽然技术简单,但是应用非常广泛。 我们可以拓展我们的思路,把自动感应的技术应用在生活的各个角落中。实际上,类似于声控开门的技术已经非常广泛地应用在生活的方方面面。比如,在很多图书馆的入口处,都采用自动感应门,当读者靠近门的时候,门会自动打开,而当读者走过这个门之后,门自动关闭。其中,自动门的开关速度、感应距离设计和实际的需要相关,自动感应门的出现避免了开关门的噪声和过于频繁开关造成的损坏。 在图书馆的出口处或者图书超市的出口处,就有另外的感应设备把关,这一次是磁设备。当书本进入馆藏的时候,图书管理员要进行“上磁”的工作,而当上过磁的图书被携带出门的时候,感应装置就会发出警告。这样,这个磁感应装置就能够保证图书的安全,避免流失。 自动化技术不仅用在富丽堂皇的大门上,连过去人们认为有伤大雅的厕所也有了自动化感应技术的踪迹。一个典型的应用是自动烘手机,使用了自动烘手机,既可以避免因为多人使用毛巾的不卫生,也可以避免自己的手绢在超市状态下就放到了口袋里。与此类似,自动冲水的厕所也安装了这样的类似装置,该装置能够感应人的靠近,当靠近的时候,装置大开放水阀门;人走开之后,马上关闭之。这样的自动装置也能够为节约用水做出巨大的贡献。 自动烘手机是靠着红外线感知手的靠近过程,所以不需要另外的设置开关;没有人用的时候,只有红外线接收电路工作着,鼓风机和加热电炉丝都自动切断了电源。红外线传感器总是盯着下面,但是这种设备也有缺陷,当手的温度在红外传感器监视范围之外的时候,类似自动烘手机这样的装置就无法启动。 自动感应技术还有很多应用,比如楼道里的自动声控灯。使用这种灯有很多好处,它可以节约能源,还可以减少开关的磨损,并且极大方便了过客。自动感应技术能够应用在生活的方方面面,为生活提供虽然很小,但很实用的方便。相信你只要多留心,一定在生活中看到更多类似的自动化技术,你可以记下来,写成小文章发表一下,岂不挺好? |
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9 .2 电扇遥控器 | ||||
声控喷泉和电扇,唤雨呼风全实现
电扇遥控器早已经进入了千家万户,为我们所熟悉。相比较而言,电扇遥控器没有彩色电视遥控器那么复杂,因为它的功能相对较少。不过随着技术的发展,本来简单的电扇现在已经采用了多种多样的遥控技术,主要的技术包括声波控制、超声波控制。
那么什么是声波控制呢?顾名思义,就是通过声音来控制电扇的运行。内置于电扇里面用于声波控制的器件中,主要的器件是驻极体话筒,这是一种体积很小而相当灵敏的受话器,它将声音信号转变成为电信号。由声波转换过来的电信号,经过专用的集成电路后接到晶体管上就可以控制电扇。集成电路通过不同的声音输入来判断电扇的档位,这样就可以用声音控制电扇的运行了。 声波控制虽然容易,但是也容易受到干扰,而且缺少识别的智能化。这样人们开始寻求更加复杂的遥控手段。这就是超声波控制和红外控制。 超过20KHZ的声波叫做超声波,家用电器的超声控制一般采用频率在40KHZ左右。采用超声控制可以更好地避免环境的干扰,使得控制信号准确无误,被控制电器的动作就更加可靠。
那么超声波的信号如何接收呢?答案是也已经有了相应集成电路来完成这个功能。如图,这个电路核心器件是LT163,它内部包括了放大、检波、振荡器和驱动输出等部分。超声波的接收由换能器来完成,它经过电容C接在LT163下。 |
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9 .3 电视遥控器 | ||||
节目选择换频道,声光色彩随你要
从本质上来看,电视机红外遥控是一种无线数字通讯,这种遥控器的出现极大地方便了我们的生活,使我们生活的更加安逸,我们应该感谢这个小东西。它改变了传统的电视控制方法,那么如何才能实现一个电视的遥控呢?下面主要介绍一下电视遥控器的工作流程。
和类似的电风扇遥控器比起来,彩色电视机的遥控器要复杂得多。这是因为电视机的遥控器的功能比较多,它包括选定频道、依次换频道、调节音量等多种功能。彩色电视遥控器现在使用的是红外光,要实现这个遥控器,需要解决一些技术问题。 因为红外收发的通道只有一个,而我们所要设计的电视机遥控器需要遥控的变量很多。解决的方法是使用一个红外通道分别控制大量的功能电路。下面我们假设需要有16种功能等待我们去实现。我们采用了以下的方案来设计电视遥控器。 首先我们把每个键都用专业的二进制码来代表,好像每个人都有了姓名一样。这个代码永远不变,并且分别存储在遥控器和电视机中。这样,将来遥控器通过红外光传给电视机时,只要告诉它代码就知道遥控想要做什么。 然后,在遥控器中需要有一个电路,它能自动辨认所按的键是什么,并且把辨认的结果自动翻译成为这个键代表的二进制码。 这个代码采用二进制就是为了便于传输,它完全代表0和1。用电平的高低就可以代表这两个信息。为了便于传送,发射出去的电磁波需要预先进行调制。那什么是调制呢?把低频的语音搭载在高频的传送信号上,就是“调制”的概念,比如我们把声音信号通过无线电波反射出去一样,就是一个典型的调制的过程;反之,把携带的信号从载体上分解出来的过程就是所谓的“解调”。通过调制,红外光到达电视机后,首先是被光电三极管接收,然后通过解调的过程,就能够得到遥控器发出的信号。 电视机方面,一个重要的功能是保存遥控器发送过来的信息。正是因为这个信息可以保存,使得用户能够连续地进行同样的控制,比如说把音量能进行依次的下降,也使得电视机能够保持上次开机的状态。 接下来,让我们看看遥控的过程,整个图为遥控器,实线框里为专用于遥控器的集成电路,这里是集成电路M50462AP。其中,CF为480KHZ的是石英晶体振子,经过分频器12次分频后得到40KHZ的信号,此信号一方面送到时钟脉冲发生器,使它产生定时脉冲,给扫描信号发生器,对键盘进行扫描;另一方面送调制解调器供作调制之用。
当有键按下的时候,键控编码器的六条输入线中必有一条得到信号。根据信号脉冲的时间就可以知道哪个键被按下。监控编码器据此向指令编码器送地址码,后者是一个只读存储器,它送出的是事先存入的指令码。 |