感应水龙头(课程设计)分解.doc

感觉水龙头(课程设计)分解传感器课程设计课题： 感觉水龙头的设计学校： 新乡学院院系： 物理与电子工程学院专业： 电子信息科学与技术二班姓名： 薛玉茹学号： 指导老师: 李 栋/目录一、前言 3二、系统的基本构成 42.1“感觉式水龙头”的正视图和侧视图 42.2水龙头的构成及红外传感器控制 52.3系统构成方框图 5三、系统的工作原理 63.1 红外线水龙头控制电路系统的构成 63.2 红外线水龙头控制电路工作原理 6四、单元电路设计 74.1+5V稳压电源的设计 74.2红外接收控制电路的设计 74.3压放大电路的设计 84.4音频译码器的设计 104.5三端稳压器 114.6LM567芯片使用 124.7元件选用 13五、结束语 14参照文件 142一、前言很多人在平时生活中有这样的体验，每当在厨房中做饭，双手总会沾满油脂，想用油油的双手开启水龙头冲刷，又担忧会将油脂留在水龙头的开关上，造成往后的冲洗不便而关于公用处所的水龙头，跟着接触的人多了，上边就会有好多细菌，每次接触就会带上细菌，危害人体健康特别是医用水龙头，在防止细菌交错感染方面更为需要注意而关于一般的水龙头来说，它没法防止这些麻烦，但感觉式节水水龙头就完整能够帮你解决这些问题。

它无需接触龙头任何部位，出水及关水由感觉器自动达成，可有效防止细菌交错感染，同时在感觉范围内自动出水，用完自动关水特色也起到了节俭水资源的作用我们所设计得是一种以红外控制出水关水的水龙头采纳了反射式红外传感器，这类传感器的发射与接收是一体化的当人或事物凑近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合放水的功能它安装方便、敏捷度高、抗扰乱能力强，使用寿命长，发出光平均稳固发出的二极管光为不行见光，当发出光被某一信号调制后，只有特意的解调电路才能收到而且它可在强光下工作，可应用范围极其宽泛，如家庭、车站、工厂、学校、餐厅、医院等场所都可使用它知足了人们对物质的需求，又提升了科学性以适应现在品种多批量小的电子市场的需求，大大提升了产品的市场竞争力3二、系统的基本构成2.1“感觉式水龙头”的正视图和侧视图42.2水龙头的构成及红外传感器控制水龙头采纳了反射式红外传感器红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收二极管来达成当有物体凑近时，一部分成外被发射到接收管反射式红外传感器（见图2-1）物体图2-1反射式红外传感器红外水龙头控制过程是，当人或物体凑近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体发射到红外接收光电管，接收光电管接收到的反射光信号自动变换为电信号，经事后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作翻开水源。

当人手或物体走开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断电电磁阀电源2.3系统构成方框图5红外线自动控制水龙头整个控制过程分 5个模块系统构成方框图（见图2-2）多谐振荡器 红外接收 电压放大调幅红外光 （LM741）电磁阀动作 音频译码（LM567）图2-2系统构成方框图三、系统的工作原理3.1红外线水龙头控制电路系统的构成红外线水龙头控制电路包含发射电路和接收译码控制电路 此中发射电路由多谐振荡器和红外发射二级管；接收电路包含红外接收管 D1和D2，运算放大器（LM741）音频译码器（LM567），继电器K，电源电路等构成3.2红外线水龙头控制电路工作原理工作原理：电路原理如附录所示 220V沟通电路经变压器 T降压，变成9V沟通电，再由～桥式整流， C1滤波，三端稳压集成电路 7806稳压，获得6V直流电供应控制电路工作 LED1为红色发光二极管，用作水龙头的电源指示 A1为红外接收电路 SFH506-38，A2为锁相环音频译码器 LM567，A2与R3、C6构成振荡器，R3、C6决定A2内部压控振荡器的中心频次， LM567的3脚为信号输入端，8脚为逻辑输出端，该输出是一个集电极开路的晶体管输出，最大灌电流为100mA，LM567的工作电压为 4.75V～9V，工作频次可从零点几赫兹到 500kHz，，静态工作电流为 8Ma。

A3为NE555准时器，它与外头元件构成单稳态准时电路，其目的是在人手有时偏离了红外线的探测范围时，能保证水龙头的正常出水LM567芯片5脚输出的振荡信号经三极管功率放大后，推进红外发射二极管VD向外发射红外线没有人洗手时，红外接收电路 A1接收不到VD向外发射的红外线，A2的3脚无信号输入，8脚为高电平，A3的3脚为低电平，三极管截止，继电器K断电处于开释状态，电磁阀 Y不动作，水龙头无自来水放出6当人手放到水龙头下时， A1接收到人手反射的红外线并经 A1放大后，输入到A2的3脚，由A3内部办理后使A3的8脚输出低电平，进而使 A3的低触发端2脚变成低电位，致使 A3的3脚输出高电平，三极管导通，继电器 K吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀 Y的220V沟通电源，Y开始动作，使水龙头放出自来水，供人们清洗之用，同时发光二极管LED2发出绿光，指示洗手器正工作于放水状态清洗完成，人手走开水龙头后，A3延时几秒钟后复位，使水龙头停止放水四、单元电路设计4.1+5V稳压电源的设计电路为输出电压+5V，输出电流1.5A稳压电源它的电压变压 B，桥式整流电路D1～D4，虑泼电容 C1.C3，防备自激电路 C2.C3和一只固定式三端稳压器（7805）极为简捷方便的搭成。

200v沟通电经过电源变压器变换成沟通低压，再经过桥式整流电路 D1～D4和滤泼电容C1的整流和滤泼，在固定式三端稳压器 LM7805的Vin和GND两头形式一个其实不十分稳固的直流电压（该电压常常会因为市电电压的颠簸或负载的变化等原由此发生变化）此直流电压经过 LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生精度高，稳固性好的直流输出电压稳压电源电路（见图 4-1）图4-1稳压电源电路4.2红外接收控制电路的设计采纳1片小型一体化红外接收/解调块接受头SFM506-38和1片锁相环电路7LM567、开关放大电路 LM741、固态继电器 TAC08、电磁阀构成控制电路此中SFM506-38是将红外接受管、前置放大、带通滤波器、解调电路等集成在同一基片上，采纳黑色环氧树脂封装（ SFM506-38的内部框图如图 4-2）它拥有体积小，无需外面元件、抗光电扰乱性能好，接受角度宽、功耗低、敏捷度高等长处输入控制电路VCC解OUT调器GNDACC一般滤波PIN图4-2SFM506-38的内部框图LM567是1片锁相环音频解码电路，采纳8脚双列直插塑封，3脚为信号输入端，其工作频次由 5、6脚上的阻容元件决定，8脚为逻辑输出端。

IC2与R7、C12构成振荡器，R7、C12决定IC2内部压控振荡器的中心频次， LM567的3脚为信号端，8脚为逻辑输出端，该输出是 1个集电极开路的晶体管输出，最大灌电流为100mA，LM567的工作电压为4．75～9V，工作频次0．1Hz～500kHz，静态工作电流为 8mA当无人洗手时，IC1接遇到发射电路的红外脉冲经放大输出到IC2的3脚后，IC2的8脚就会输出低电平，三极管VT1截止，继电器K断电处于开释状态，电磁阀Y不动作，水龙头无自来水放出当手放到水龙头下时，IC1不可以接受红外线，IC2的3脚无信号输入，8脚输出高电平，使得VT1导通，继电器K吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀Y的220VAC，Y开始动作，使水龙头放出自来水，同时LED发出绿光，指示水龙头正工作于放水状态清洗完成，手走开水龙头后，停止放水4.3压放大电路的设计电压放大电路采纳 LM741集成运算放大器LM741是高性能内赔偿运算放大8器，低功耗，无需外面频次赔偿，拥有短路保护和失调电压调零能力 此电路（见图4-3）LM741的管脚功能是：1脚为调零端，2脚为反相输入端，3脚为同相输入端，4脚为负电源端，5脚为调零端，6脚为输出端，7脚为正电源端，8脚为空脚端。

此引脚图（见图4-4），内部原理图（见图4-5）图4-3LM741集成运放大器OFFSETNULL15NCINVCRTINGINPUT26V+NCN_INVCRTINGINPUT37OUTPUTV-48OFFSETNJLL图4-4LM741集成运放大器9。