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摘要：根据实践经验，本文对实验室的电源控制提出了改造方案——利用PT2262/2272编解码芯片及单片机制作成一对多的无线遥控。既有工作原理框图，也有详尽的电路图，详细分析了电路的工作原理和控制特点，并对电路的拓展应用提出了自己的见解。
关键词：职业学校；实验室；电源控制；编码；解码；无线遥控
1672-5727（2012）08-0134-02
目前，各类学校的很多实验室要使用220V以上的强电，而现有的实验台大多存在安全隐患，有教师控制不便、操控管理难度大、教学效率低等诸多弊端。
职业学校的电工电子实训室及其他学校的物理、化学、生物实验室，直接将强电引入实验台，以便于学生实践操作。为此，多数学校购写了成套的豪华实验台，教师控制台一般通过五芯线和组合开关来实现学生实验台电源的点对点控制。这种实训实验设备在使用中存在着很大的安全隐患。上课时，教师如果一开始就给学生实验台供电，漏电保护器难以保证安全，使用不当轻则损坏设备，严重的可能危及学生安全。因此，大多数教师在讲授时都切断学生实验台的电源，当学生连好电路经教师检查无误才给学生实验台供电。可是，当教师指导学生人数较多时，则难以全面监管，存在安全隐患；即使学生遵守纪律，教师也不得不频繁往返于学生实验台和总控台之间，增加了教师的工作负担，降低了工作效率。
改造方案
目前，有些学校的电工实验室总控配电柜是多路互锁控制的，利用交流接触器和中间继电器组成12位互锁（控制电路原理如图1），安装在一个加锁的机柜里。每次只接通一座实验台的电源，学生电路连接正常，经教师检查无误后，才给指定的实验台供电测试，其他组就会因互锁而自动切断电源，有效地减少了安全事故的发生。实验结束及时关断电源，防止学生错误操作引发事故。可是教师每检查完一组，就得回到讲台给学生供电，实验完还得回到讲台关断电源，中途出现故障也得去讲台处操作控制，教师必须不停地往来于控制台和学生实验台之间，操作很不方便。而且这种配电柜需要很多的交流接触器和中间继电器，布线复杂，检修困难，总造价在5000元人民币以上。如果实验台数过多，这种方案就会因为电路过于复杂、造价高、维护困难而失去优势，不得不放弃。
笔者对部分学校的设备进行调研，查阅了大量资料，对现有的实验室的强电控制提出合理的改造方案，并组织中职学生动手实践，对学校的实训室进行了无线遥控的改造，采用了利用PT2262/2272实现设备遥控的方案。
PT2262/2272是台湾某公司生产的一种以CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编/解码电路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441组地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码、数据码和同步码从17脚串行输出，信号送至无线发射模块的数据端，以调频信号从天线发射出去。无线接收模块接收到信号后，解调出的数据信号送至解码芯片PT2272M的14引脚（DIN），其地址码与2272M的地址码经过两次比较核对一致后，VT脚（17脚）才输出高电平，与此同时，相应的数据脚（D0—D6）翻转。数据脚输出的电平信号通过三极管控制继电器或可控硅，最终控制交流接触器的动作。电路原理见图2。
发射电路（见图3）用51单片机控制地址码和数据码。遥控器上12个键0～9、power、hold，按下第一个数字键后两秒内再按下第二个数字键，单片机就会从P0口输出这个两位数的二进制代码，该代码被送至PT2262的地址脚（A0～A7）。如果第一个按键按下2秒后没有按下第二个键，就按照一位数输出八位二进制代码。在输出地址码的同时，从P2.0到P2.3输出0011（这四位每次都不变）。如果在2秒内连续两次按下Power键，就会从P0口输出11111111，以便控制实验室的总电源，使整个实验室的电源复位。两秒内连续按两次Hold键，可以锁定键盘。这时候按下任何键都无效，只有再次连按两次Hold才能解锁，可有效防止误操作。
学生实验台接收电路（见图4）的PT2272M芯片的地址脚（A0～A7）在安装前就已经分别设置好，依次为00D—99D，与实验台的十进制编号一致。当遥控器按下某座实验台的编号时，就会发射出对应的编码，所有的实验台接收到信号后，只有地址码与遥控器输出的地址码一致的实验台PT2272M芯片的数据脚D0才会输出信号，并将此信号锁存，从而推动继电器或接触器动作（闭合或者断开），当再次按下遥控器的同一组数字键，D0口信号翻转，继电器动作（断开或闭合），从而实现控制。
第一，安全，操作方便。教师上课辅导时，只需拿着遥控器，根据需要随时随地接通或者切断学生实验台的电源乃至总电源，而不必往返于学生实验台和总控台之间，减轻了教师的工作强度，提高了课堂教学效率。同时，对于突发事件还可以及时遥控关断电源，响应时间在3秒以内，减少了恶性事故的发生。本方案中的控制电路在实验台内部，工作回路线路不长，因此，可以减少路端损失，控制大功率负载。
第二，性能稳定。方案中由于采用了51单片机软件编码、解码锁存电路和接触器控制电路，前级主要部件全部是数字电路，稳定性高，抗干扰能力强，不会产生误动作。而后级则用小型继电器控制交流接触器，用交流接触器控制三相交流电，强电和弱电有很好的隔离，也可避免停电后恢复供电的错误自启动。
第三，造价低廉。这种遥控装置的元器件都是很常见的，遥控器可以利用淘汰的彩电遥控器改造，电路板可用洞洞板自行焊接，程序则可以利用学校的单片机实训室自行编制烧录，遥控器的造价不足30元。而解码接收电路就更为简单，继电器可以使用5V的，也可用可控硅来控制三相交流接触器，制作也很容易。包含交流接触器每座实验台的控制电路也不到50元。而每座实验台可以节省下原有的控制设备及布线，这样，实际上每座实验台的改造费用可以在20元以内。
第四，改造、维护方便。本方案既适用于生产厂家对产品进行升级，又适用于学校自行改造。可以直接在每座学生实验台内部加装遥控接收装置，教室只需安装一个总电源开关，而这个总电源开关也是可以实现遥控的，可实现意外事故发生时立即切断整个教室供电。经过改造，从总电源到学生实验台的布线就变得很简单，只需要一根五芯线从前排走到后排，每个实验台并联就可以了。无论是安装，还是日后的检修都变得简单、明了。
拓展使用
第一，本方案不仅适用于实验室的电源控制，也可以对其他多台使用强电的设备进行有效的控制，如计算机房、路灯、校园播音、抽水、喷灌、浇花、电动门等设备，可提高工作效率。
第二，笔者经过数十次的实验，发现PT2262/2272不仅可以实现无线编/解码，而且可以用于有线控制。于是，笔者将上述方案中的无线发射接收模块去掉，换之以导线直连，实现单键有线控制，以实现对无线信号覆盖不良设备的控制。这样的遥控系统可以实现用两根细导线（如网线）实现多路电器的远距离控制，电流的消耗也是很小的。笔者用300m导线做过实验，无需放大信号，依然可以有效控制远端的电器。经过这样的改造，可实现对大型演播厅的电气设备、整个教学楼的电铃、路灯等电器的点对点控制，提高了工作效率。
第三，本方案通过按键动作，用单片机编码来实现控制信号的发出，若进一步改造，利用办公电脑与相应的并口串口控制软件，从计算机输出高低电平作为控制信号，就可以实现智能化控制。笔者曾经尝试利用下载的一款“家电控制”软件来控制播音设备的定时播音，只花了不到200元钱就把原有的旧设备改造好，其功能并不亚于市场上数万元的校园播音系统。当然，如果擅长计算机编程的话，还可以利用Internet实现远程控制，或者加上传感器，就可在其他领域发挥更大的作用。
参考文献：
门宏.数字信号的发射与接收[J].无线电，2009（5）.
[3]高晓，刘远明.火炬接力遥控车的制作[J].电子制作，2011（2）.
作者简介：
赖珍明（1972—），男，陕西汉阴人，陕西省汉阴县职教中心教师，中学一级教师，中职教学部主任，研究方向为中职教育教学管理及中职电子类专业建设。
关键词：职业学校；实验室；电源控制；编码；解码；无线遥控
1672-5727（2012）08-0134-02
目前，各类学校的很多实验室要使用220V以上的强电，而现有的实验台大多存在安全隐患，有教师控制不便、操控管理难度大、教学效率低等诸多弊端。
职业学校的电工电子实训室及其他学校的物理、化学、生物实验室，直接将强电引入实验台，以便于学生实践操作。为此，多数学校购写了成套的豪华实验台，教师控制台一般通过五芯线和组合开关来实现学生实验台电源的点对点控制。这种实训实验设备在使用中存在着很大的安全隐患。上课时，教师如果一开始就给学生实验台供电，漏电保护器难以保证安全，使用不当轻则损坏设备，严重的可能危及学生安全。因此，大多数教师在讲授时都切断学生实验台的电源，当学生连好电路经教师检查无误才给学生实验台供电。可是，当教师指导学生人数较多时，则难以全面监管，存在安全隐患；即使学生遵守纪律，教师也不得不频繁往返于学生实验台和总控台之间，增加了教师的工作负担，降低了工作效率。
改造方案
目前，有些学校的电工实验室总控配电柜是多路互锁控制的，利用交流接触器和中间继电器组成12位互锁（控制电路原理如图1），安装在一个加锁的机柜里。每次只接通一座实验台的电源，学生电路连接正常，经教师检查无误后，才给指定的实验台供电测试，其他组就会因互锁而自动切断电源，有效地减少了安全事故的发生。实验结束及时关断电源，防止学生错误操作引发事故。可是教师每检查完一组，就得回到讲台给学生供电，实验完还得回到讲台关断电源，中途出现故障也得去讲台处操作控制，教师必须不停地往来于控制台和学生实验台之间，操作很不方便。而且这种配电柜需要很多的交流接触器和中间继电器，布线复杂，检修困难，总造价在5000元人民币以上。如果实验台数过多，这种方案就会因为电路过于复杂、造价高、维护困难而失去优势，不得不放弃。
笔者对部分学校的设备进行调研，查阅了大量资料，对现有的实验室的强电控制提出合理的改造方案，并组织中职学生动手实践，对学校的实训室进行了无线遥控的改造，采用了利用PT2262/2272实现设备遥控的方案。
PT2262/2272是台湾某公司生产的一种以CMOS工艺制造的低功耗、低价位通用编/解码电路，PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441组地址码，PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码、数据码和同步码从17脚串行输出，信号送至无线发射模块的数据端，以调频信号从天线发射出去。无线接收模块接收到信号后，解调出的数据信号送至解码芯片PT2272M的14引脚（DIN），其地址码与2272M的地址码经过两次比较核对一致后，VT脚（17脚）才输出高电平，与此同时，相应的数据脚（D0—D6）翻转。数据脚输出的电平信号通过三极管控制继电器或可控硅，最终控制交流接触器的动作。电路原理见图2。
发射电路（见图3）用51单片机控制地址码和数据码。遥控器上12个键0～9、power、hold，按下第一个数字键后两秒内再按下第二个数字键，单片机就会从P0口输出这个两位数的二进制代码，该代码被送至PT2262的地址脚（A0～A7）。如果第一个按键按下2秒后没有按下第二个键，就按照一位数输出八位二进制代码。在输出地址码的同时，从P2.0到P2.3输出0011（这四位每次都不变）。如果在2秒内连续两次按下Power键，就会从P0口输出11111111，以便控制实验室的总电源，使整个实验室的电源复位。两秒内连续按两次Hold键，可以锁定键盘。这时候按下任何键都无效，只有再次连按两次Hold才能解锁，可有效防止误操作。
学生实验台接收电路（见图4）的PT2272M芯片的地址脚（A0～A7）在安装前就已经分别设置好，依次为00D—99D，与实验台的十进制编号一致。当遥控器按下某座实验台的编号时，就会发射出对应的编码，所有的实验台接收到信号后，只有地址码与遥控器输出的地址码一致的实验台PT2272M芯片的数据脚D0才会输出信号，并将此信号锁存，从而推动继电器或接触器动作（闭合或者断开），当再次按下遥控器的同一组数字键，D0口信号翻转，继电器动作（断开或闭合），从而实现控制。
第一，安全，操作方便。教师上课辅导时，只需拿着遥控器，根据需要随时随地接通或者切断学生实验台的电源乃至总电源，而不必往返于学生实验台和总控台之间，减轻了教师的工作强度，提高了课堂教学效率。同时，对于突发事件还可以及时遥控关断电源，响应时间在3秒以内，减少了恶性事故的发生。本方案中的控制电路在实验台内部，工作回路线路不长，因此，可以减少路端损失，控制大功率负载。
第二，性能稳定。方案中由于采用了51单片机软件编码、解码锁存电路和接触器控制电路，前级主要部件全部是数字电路，稳定性高，抗干扰能力强，不会产生误动作。而后级则用小型继电器控制交流接触器，用交流接触器控制三相交流电，强电和弱电有很好的隔离，也可避免停电后恢复供电的错误自启动。
第三，造价低廉。这种遥控装置的元器件都是很常见的，遥控器可以利用淘汰的彩电遥控器改造，电路板可用洞洞板自行焊接，程序则可以利用学校的单片机实训室自行编制烧录，遥控器的造价不足30元。而解码接收电路就更为简单，继电器可以使用5V的，也可用可控硅来控制三相交流接触器，制作也很容易。包含交流接触器每座实验台的控制电路也不到50元。而每座实验台可以节省下原有的控制设备及布线，这样，实际上每座实验台的改造费用可以在20元以内。
第四，改造、维护方便。本方案既适用于生产厂家对产品进行升级，又适用于学校自行改造。可以直接在每座学生实验台内部加装遥控接收装置，教室只需安装一个总电源开关，而这个总电源开关也是可以实现遥控的，可实现意外事故发生时立即切断整个教室供电。经过改造，从总电源到学生实验台的布线就变得很简单，只需要一根五芯线从前排走到后排，每个实验台并联就可以了。无论是安装，还是日后的检修都变得简单、明了。
拓展使用
第一，本方案不仅适用于实验室的电源控制，也可以对其他多台使用强电的设备进行有效的控制，如计算机房、路灯、校园播音、抽水、喷灌、浇花、电动门等设备，可提高工作效率。
第二，笔者经过数十次的实验，发现PT2262/2272不仅可以实现无线编/解码，而且可以用于有线控制。于是，笔者将上述方案中的无线发射接收模块去掉，换之以导线直连，实现单键有线控制，以实现对无线信号覆盖不良设备的控制。这样的遥控系统可以实现用两根细导线（如网线）实现多路电器的远距离控制，电流的消耗也是很小的。笔者用300m导线做过实验，无需放大信号，依然可以有效控制远端的电器。经过这样的改造，可实现对大型演播厅的电气设备、整个教学楼的电铃、路灯等电器的点对点控制，提高了工作效率。
第三，本方案通过按键动作，用单片机编码来实现控制信号的发出，若进一步改造，利用办公电脑与相应的并口串口控制软件，从计算机输出高低电平作为控制信号，就可以实现智能化控制。笔者曾经尝试利用下载的一款“家电控制”软件来控制播音设备的定时播音，只花了不到200元钱就把原有的旧设备改造好，其功能并不亚于市场上数万元的校园播音系统。当然，如果擅长计算机编程的话，还可以利用Internet实现远程控制，或者加上传感器，就可在其他领域发挥更大的作用。
参考文献：
源于：查抄袭率硕士毕业论文www.udooo.com
宋泽清.无线发射、接收篇[J].无线电，2009（3）.门宏.数字信号的发射与接收[J].无线电，2009（5）.
[3]高晓，刘远明.火炬接力遥控车的制作[J].电子制作，2011（2）.
作者简介：
赖珍明（1972—），男，陕西汉阴人，陕西省汉阴县职教中心教师，中学一级教师，中职教学部主任，研究方向为中职教育教学管理及中职电子类专业建设。