基于DTMF的家庭自動化系統(tǒng)電路

一般來說，我們家里使用的電器都是借助于開關(guān)來控制的。如今，你可以看到許多技術(shù)被用于家庭自動化項(xiàng)目中。這篇文章介紹了使用DTMF技術(shù)控制家用電器。

DTMF是Dual Tone Multi Frequency的首字母縮寫。所以，想想看，當(dāng)你打電話給客戶服務(wù)時，他們會要求你按1、2或任何其他數(shù)字。當(dāng)你從你的手機(jī)上按下一個數(shù)字時，就會發(fā)生一個特殊的動作。所有這些都是由于DTMF。當(dāng)你的手機(jī)鍵盤上的一個按鈕被按下時，它將產(chǎn)生兩個頻率的音。這些音調(diào)被稱為行頻和列頻。

DTMF

一般來說，行頻是低頻，列頻是高頻。這些用于DTMF的頻率是以這樣的方式選擇的，即它們與其他頻率沒有諧波關(guān)系，所以它們不會產(chǎn)生相同的音調(diào)。柱狀頻率比行狀頻率稍大，以補(bǔ)償語音音頻系統(tǒng)的高頻滾落。

我們已經(jīng)知道，在鍵盤上按下的每個按鈕都會產(chǎn)生與其他按鈕不同的音調(diào)。現(xiàn)在我們應(yīng)該將這些音調(diào)用于我們的電器。所以這個DTMF編碼器就出現(xiàn)在手機(jī)中。鍵盤的輸出可以通過DTMF解碼器IC HT9107B轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。該芯片與MCU的接口顯示如下。

DTMF控制的家用電器電路原理：

該電路的主要原理是利用DTMF技術(shù)控制家電，如電燈和風(fēng)扇。DTMF編碼器存在于你的手機(jī)中，解碼器是HT9107B IC。手機(jī)插孔與1nf電容相連。手機(jī)插孔由兩根線組成（紅色和黑色）。紅線連接到解碼器IC，黑線接地。當(dāng)手機(jī)上的按鈕被按下時，會產(chǎn)生一個音調(diào)，由解碼器IC解碼，并將其發(fā)送到ATMEGA8控制器。然后，控制器檢查輸入，并根據(jù)寫給它的代碼產(chǎn)生輸出。

DTMF控制的家庭自動化系統(tǒng)電路圖：

電路元件：

這個電路主要由以下部分組成。

ATmega8單片機(jī)U1

HT9107B集成電路

繼電器

交流負(fù)載

電阻器 - R1、R2和R3

電容 - C1、C2、C3和C4

水晶振蕩器 X1

DTMF控制的家用電器的電路設(shè)計(jì)：

解碼器IC包括一個內(nèi)置的運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器的輸出被賦予預(yù)濾波器以分離低頻和高頻。然后通過頻率和代碼檢測器電路，這樣4位二進(jìn)制代碼被鎖定。

來自手機(jī)的音調(diào)通過串聯(lián)的電阻（100千歐）和電容（1nf）被送到運(yùn)算放大器。DTMF IC的針腳1，即非反相針腳與針腳4，即Vref相連。3號引腳是運(yùn)算放大器的輸出，通過100千歐的電阻反饋到2號引腳。7號和8號引腳與頻率為3.579545MHz的晶體振蕩器相連。15號引腳是數(shù)據(jù)有效引腳，當(dāng)檢測到DTMF音時，它變成高電平，否則保持低電平。從頻率檢測到信號數(shù)字化的過程是由EST、RT/GT和電阻（10k）、電容組成的轉(zhuǎn)向電路完成的。引腳11至14產(chǎn)生解碼后的輸出。

DTMF IC的輸出引腳（即11-14）與控制器的PB0-PB3引腳相連。控制器的輸出引腳，即PD0和PD1連接到繼電器。繼電器輸出連接到交流源，即燈或風(fēng)扇。

繼電器作為一個開關(guān)。它與電路的不同部分產(chǎn)生隔離。在我們的項(xiàng)目中，它被用來切換交流負(fù)載，使用5v，這是控制器的最大電壓。這里使用的繼電器是磁性繼電器。

如何操作該電路？

當(dāng)電路通電時，控制器不斷檢查輸入。當(dāng)手機(jī)鍵盤上的'1'被按下時，解碼器IC對音調(diào)進(jìn)行解碼并產(chǎn)生1（0001），它被交給微控制器，反過來在PD0引腳產(chǎn)生高輸出。PD0被連接到繼電器。繼電器用于開關(guān)電路，因此風(fēng)扇是打開的。同樣地，如果收到的輸入是2，風(fēng)扇就會關(guān)閉。如果收到的輸入是3，燈被打開，如果是4，燈被關(guān)閉。

DTMF控制的家庭自動化系統(tǒng)電路的優(yōu)點(diǎn)：

人們可以從任何地方控制家用電器。

當(dāng)我們忘記關(guān)閉電燈和風(fēng)扇而外出時，它可以減少電力的浪費(fèi)。

與GSM等其他技術(shù)相比，它的成本非常低。

DTMF控制的家用電器的局限性：

沒有安全性。任何人都可以通過呼叫連接到模塊的手機(jī)來控制家電。

家電的數(shù)量是有限的，因?yàn)槲覀兊氖謾C(jī)只能產(chǎn)生16個音調(diào)。