【连载】做个电池供电的红外遥控开关
事情的起因是小房间开关设计的不合理，开关与床距离太远了晚上按开关不方便。之所以选择红外的原因是之前在论坛上下载了个红外遥控的代码，做了个红外接收板，控制双刀双掷的继电器用于原来房间的楼梯灯的开关中间，手机自带红外发射功能，这样晚上按个开关还是很方便的，另外红外遥控虽然简单，但是我觉得可靠性一点也不差，也不用匹配等问题，差不多对准位置按下发射按钮就可以了。原来的方案如下：使用变压器供电供电没压力，普通继电器吸合就一直吸合就可以了。但是小房间的开关那里只有2根线火线和接电灯的一根线，用于电灯的开关。论坛上之前也有人专门讨论过单火线取电，但是单火线取电说使用节能灯会导致灯微亮。而且单火线取电这个我之前没接触过，需要时间学习的话周期就比较长，所以还是使用红外遥控，要使用电池供电，就必须要低功耗的做法，另外RF或蓝牙我不熟悉，对于电工来说要写一大段代码还是比较吃力的，那么还是使用老办法，红外遥控，但是控制方式要整个修改下。直接说下最终的手工品，使用300mAh的电池，1s唤醒一次，设计充电一次使用1年。
电池本来打算用1000mAh的，结果找个盒子太小了，只能塞下300mAh的了。加了线圈和肖特基全波整流+HT7150稳压+M7对电池进行无线充电，也是觉得外部放一个充电接头固定是一个问题，一年才充一次，干脆绕个线圈简单。
先分析如何省电的问题。
1：单片机的选择，选择8脚的单片机，体积小点，之前淘宝上买了几片ATTINY13A ，这个是我能找到的8脚的，带ADC，低功耗也可以，带PWM的芯片，之前在WIN8下装了avr studio还能使用dragon下载程序，但是后来不知道怎么的studio根本认不到dragon，没法下载程序就没办法了，本来想在老电脑的xp下下载，后来想想算了，的确AVR以死，在WIN8下下载个程序都这么麻烦，不折腾了，还是使用STC的吧。
继续上淘宝，STC的8脚的STC15W104系列还不错，带了唤醒定时器，虽然没有ADC，但是我这个应用用不上，还有就是DIP8的封装的价格也便宜，做这种飞线调试的DIP封装的还是最适合的。就选它了。
2：先测试下STC15W104的功耗，在完全掉电模式下0.2uA，但是这个只能被中断唤醒，可以用来做发射部分---发射按键按下，单片机唤醒，发射红外信号。开启掉电唤醒定时器时功耗在2uA，也还可以，达到现在单片机的主流的水平。比最早的89系列强多了，那时候只能掉电，没有唤醒定时器，在这种应用上完全不能使用。继续测试：最小5.5M速度跑，需要4.4mA（3.7V），4.7mA(5V)，最大33M跑，5V时21mA。功耗速度可以按照0.7-0.8mA/MHz计算。mA/MHz的效率不算高。
3:接收端使用的红外接收头，HM338大概1mA的功耗，HM638好像省电点0.6mA。基本上这种模拟的传感器要想功耗是几个uA的是没有的。那么就要单片机定时去对接收头供电--延时--读有没有信号--判断--处理--关接收头电源--单片机自己也睡眠处理。换成传感器也是差不过的道理。要想功耗低，就要确定各个时间。
1》多长时间唤醒一次？时间长了固然省电，但是给人的操作感觉就觉得慢了。我按下按键后怎么要等老半天才能开关，等不起。这个我设为了1s的时间唤醒一次。
2》唤醒之后给HM338供电，马上干活，低功耗要求的一点就是干活麻利，慢了都是消耗电池的电。
3》等待HM338稳定，刚上电后338会输出一个时间长度不确定的低电平，观察1ms后稳定了。程序中取了延时时间设为1.5ms。这个延时时间单片机进入掉电来减少这1ms单片机的消耗，是不是很抠门，连这个1ms的5mA左右的功耗都要省。
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3》接收部分重新定义了数据格式，因为我觉得越来的NEC编码模式有点长，完整的读取的话要最长要读2倍正常长度的NEC编码，这样很费电。
采用波特率2000的，因为是0.5ms，比较好计算；还可以更高些，这样更省电，但是需要继续测试下HM338的接收极限。
设0.5ms为一个bit的话，接收部分采用了4个低电平bit作为信号的开头，后面就是1或2个bit，依此为高低高低这样，8个1或2或使用3bit的高做结束。
4》开关器件的选择：原来的继电器是不能用了，因为一直吸合要耗电，选择了磁保持继电器，找到的是单刀双掷的9V继电器，单线圈，需要升压电路和H桥驱动。升压采用IO外加三极管和电感升压。继电器电压低的话，电流大，一般锂电池的输出电流能力较大，直接找3.3V的磁保持也可以尝试下。我手边只有9V的话加了升压电路，好处是可以慢慢升压，使用电容中的电对继电器拉闸，100A的磁保持继电器都可以轻松用高电压，大电容来完成拉闸，对电源的输出能力和输出电压没要求。
5》无线供电采用0.3mm的漆包线绕15T，后面4个肖特基全波整流。简单的加了20uF电容后接了HT7150+M7就对电池充电了，电池自带保护板，应付设计中几次充电没问题。
无线充电的发射器使用淘宝上买的使用STM8003方案的，修改了程序，直接使其一直2对互补的PWM信号输出，不去关协议和握手的问题，这样一直能够充电，比较实用。
6：测试，整个平均功耗大概30uA，主要是唤醒后HM338的1mA+单片机的5mA电流。当接收到有效数据需要充电时需要30mA的电流。然后驱动H桥控制继电器动作。
上新华龙睡蜂系列 定时唤醒功耗很低 简单的测试了下，6.5秒发信号开关，接收端连续工作了五天。继续设计发射端的电路。 有谁知道手机上截图为什么用qq浏览器无法上传图片如何解决？
上代码，代码部分接收数据判断的逻辑是直接用依次判断，而且是依次判断，对攻城狮来说不像程序猿那么轻松的写一个判断函数。 Vmao 发表于 2016-1-17 21:37
上新华龙睡蜂系列 定时唤醒功耗很低
有数据手册能上传下看看吗？淘宝上没找到睡峰是哪个型号的。
hailing 发表于 2016-1-20 09:24
有数据手册能上传下看看吗？淘宝上没找到睡峰是哪个型号的。
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