本文介绍的遥控开关是利用18kHz声波作为遥控信号。人耳的听觉范围虽然是从20Hz~20kHz,但18kHz声波已在可闻声波高端边缘,人耳对此声波已不很敏感,因此不会影响别人。18kHz声波遥控开关可以用来遥控电视机、照明灯具及电风扇等各种家用电器的电源开关。它的最大特点发射器是无源式,使用时只要用手捏一下发射气囊,便可控制室内电器的开或关。与一般的无线电、红外线等遥控方式相比,具有制作简单、调试方便、成本低、性能可靠、对其它电器无干扰等优点。
原理简介
18kHz声波接收机电路见图①。变压器B、D\(_{1}\)和C1组成简单的低压半波整流电路,输出约10伏左右的直流电压,主要为继电器J供电。R\(_{1}\)、C2和DW组成稳压电路,输出3伏直流电压为IC供电。

IC本是音乐集成电路,这里巧妙地利用了它内部的双稳触发器来实现声波控制。我们知道音乐IC是用外接电阻产生振荡以获得基准信号。本电路在IC的振荡端OSC\(_{2}\)即10脚与地之间接一个压电换能器HT。由于HT呈容性,迫使音乐IC内部的振荡器停振,且IC维持停振前一瞬间的状态不变。当发射器发一个18kHz声波信号时,HT即输出一个电脉冲给IC进行计数。由于IC内部双稳态触发器的作用,在电脉冲消失后能维持新状态不变,通过三极管BG放大输出,使J状态变化一次。发射器再发一个信号,HT又输出一个电脉冲,继电器J的状态又变化一次,其接点j就接通或切断插座CZ上的电源,从而对家用电器实现遥控“开”和“关”。
元器件选择
18kHz声波发射器是一个橡胶球(压气式舌形声笛),其结构示意图见图②。当手捏橡胶气囊时,一定压力的脉动气流通过气口输入笛身,气流通过狭缝时被加速迅速射出,冲击刀口,同时产生空腔谐振,并从楔形口向外辐射声波去控制接收装置,辐射声波频率为18kHz。

接收换能器HT是一个半球形膜片,结构如图③所示。它由镀铝涤纶膜、压电元件及外壳等组成。压电元件的谐振频率为18kHz,当它接收到发射器发出的声波信号后,能产生几毫伏的电脉冲信号,已足够控制音乐IC工作。

音乐IC最好采用塑封双列直插式音乐集成电路,如HY-2851或HY-2853型等音乐集成块。DW可用稳压值在3~5伏间的稳压二极管,如2CW10等。
J最好采用JZC-22F、DC12V、触点容量为5A的超小型中功率继电器,它一共有5个引出脚,可以直接插焊在自制的印板上。
BG为9013型联NPN三极管,要求β≥100。B可用市售220V/9V、8VA收录机电源变压器。CZ为两眼电源插座。
安装与使用
图④是本机印制板图,印制板尺寸60×45mm\(^{2}\)。此机只要元器件良好,接线无误,一般不需要作任何调试就能正常工作。如不能正常工作应检查DW两端电压是否在3~5伏之间。音乐IC最高工作电压一般不宜超过5伏,否则易损坏。

被控家用电器的电源插头应插在本机的插座CZ里。打开被控家用电器的电源开关,手捏发射器气囊就能控制家电的开关。在无信号时,接收机耗电很小,仅相当于变压器B的空载电流,因此接收机可长时间通电工作。
该遥控开关的灵敏度主要取决于换能器HT的质量,一般情况下,遥控距离可达8米左右。(陈有卿)