畢業(yè)設計----紅外線自動水龍頭

1、<p><b>　　畢業(yè)設計論文</b></p><p>　　題 目 紅外線自動水龍頭 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　班 級 </p><p>　　姓 名

2、 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要與方案論證………………………………………………………

3、……3 </p><p>　　設計原理……………………………………………………………………4</p><p>　　電源部分……………………………………………………………………5</p><p>　　紅外發(fā)射電路………………………………………………………………8

4、</p><p>　　接收放大電路……………………………………………………………… 11</p><p>　　控制電路…………………………………………………………………… 15</p><p>　　電磁閥………………………………………………………………………18</p><p>　　紅外線水龍頭原理圖……………………………………………………

5、 20</p><p>　　元器件清單…………………………………………………………………22</p><p>　　心得體會與結………………………………………………………………24</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………25</p><p>　　畢業(yè)設計進度表和平時考核…………………………………………

6、……26</p><p>　　指導教師評語和評分意見………………………………………27</p><p>　　參考文獻……………………………………………………………………28</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　介紹了用紅外發(fā)射與接收電路設計自動水龍頭的原理及設計方案。電路設計簡單，使用方便，同時

7、更利于節(jié)能， “節(jié)本降耗”是每個企業(yè)追求的目標。傳統(tǒng)的水龍頭、衛(wèi)生間供水等設施，使用起來不是特別方便，而且很浪費，在這個基礎上，我響應了國家的號召“節(jié)本降耗”的精神，設計了自動供水電路，不但可以節(jié)約用水，而且還降低了公司內(nèi)部成本，達到了“節(jié)本降耗”的目的。紅外式自動水龍頭由紅外發(fā)射電路、紅外接收放大電路、控制電路，電磁閥，電源組成</p><p>　　220VAC經(jīng)變壓器T降壓，變?yōu)?VAC，再由整流、濾波、穩(wěn)壓

8、，得到9VDC供給控制電路工作。自動水龍頭接通電源，當手伸到水龍頭下時，使水龍頭放出自來水，洗滌完畢，手離開水龍頭后，停止放水。由于知識有限，在文章敘述中肯定有不恰當之處，希望各位老師多提出寶貴意見。</p><p><b>　　紅外線自動水龍頭</b></p><p><b>　　方安論證：</b></p><p>　　

9、1．該方案選用低功耗紅外反射開關（A），功率開關集成電路（Ic）,及電源變換電路組成，紅外反射開關向外發(fā)射調(diào)制紅外線，與其同并排安排光敏晶體管來接收，紅外信號控制功率開關集成電路進而驅動電磁水閥。該紅外反射開關是選用模塊化產(chǎn)品，全部電路焊裝于塑料小盒內(nèi)，該方案特點是制作簡單，安裝可靠。</p><p>　　2．該方案選用多諧振蕩器，由紅外發(fā)射管向外發(fā)射紅外信號，該信號被接收并轉換為電信號，經(jīng)信號放大電路放大送入譯

10、碼器，對其信號進行判斷，來控制集成電路是否工作，進而判斷繼電器是否工作。該方案和方案一比較，方案一由反射開關（A）和功率開關集成電路（Ic）組成，多為成品，水龍頭控制電路與電磁閥一起裝在盒子里，便制作，而方案二多采用集成電路，雖制作復雜，但其穩(wěn)定性能好，遠遠大于方案一，而且抗外界干擾比方案一強，節(jié)水效果也比較好，所以選用方案二。</p><p><b>　　設計原理</b></p>

11、;<p>　　紅外線控制水龍頭由路由紅外線發(fā)射電路，紅外線接受與信號放大電路，鎖相環(huán)頻率解碼電路，單穩(wěn)態(tài)延時控制電路和電源電路等組成。</p><p>　　接通開關SA，由ICO1及其外圍阻容元件構成的多諧振蕩器通電工作，驅動VL工作，將14KHz左右的紅外線調(diào)制信號發(fā)射出去。該紅外線調(diào)制信號被VL接受并轉換成電信號，再經(jīng)IC1運算放大，放大后的信號送入IC2進行選頻。</p><

12、;p>　　當加在IC2 3腳的外來信號頻率與IC2的振蕩頻率相同時，IC2的8腳輸出低電平，使VL截止，IC3的2腳為高電平，3腳輸出低電平，繼電器K不 工作，電磁閥YV關閉。</p><p>　　當洗手或用器皿取水，手或物體將VL發(fā)出的紅外線遮擋住時，IC2的8腳將由低電平變?yōu)楦唠娖?，使晶體管VT導通，IC3的2腳電位降低，3腳輸出高電平，繼電器K吸合，常開觸點接觸，電磁閥YV通電將水龍頭打開。當遮擋物

13、離開后，電磁閥YV延時工作一段時間后自動關閉。</p><p>　　電源變壓器T，整流橋堆UR，三端集成穩(wěn)壓器IC4和濾波電容C8，C9等組成電源電路。</p><p><b>　　一.電源</b></p><p>　　電源功能：為各元器件的正常工作提供直流電源。根據(jù)設計要求組成電路的主要部分有555夠成的多諧振蕩器，其工作電壓為4.5V—18

14、V，放大電路與紅外發(fā)射管相配套光敏二極管PH302接收，其工作電壓為3V—18V，閥門開關控制電路是由NE567音頻譯碼器和晶體管組成，其工作電壓為4.5V—17V，電磁閥9V—12V，由此可知，電源電壓應為9V使電路正常工作。</p><p>　　電源的組成：由變壓器，整流橋，濾波器，穩(wěn)壓器組成。變壓器把220V交流電（市電）變?yōu)榉€(wěn)壓所需的低壓交流電；整流器把低壓交流電變?yōu)橹绷麟?；整流后的直流電中仍會含有交流?/p>

15、分，可以通過濾波電路將交流成分濾除；經(jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。</p><p>　　3.電源變壓器變壓器的作用是將220V 50Hz交流電變成整流濾波所需的交流電壓。本設計需要把220V交流電變?yōu)?V 交流電，變壓器匝數(shù)比 n=原邊匝數(shù)/副邊匝數(shù)≈25.</p><p>　　4.整流濾波電路整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的

16、波紋成分，輸出波紋較小的直流電壓。整流通常有半波整流和全波整流。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。</p><p><b>　　5. 穩(wěn)壓電路 </b></p><p>　　經(jīng)整流濾波輸出的電壓通常是不穩(wěn)定的，不能直接對系統(tǒng)供電，因此需要經(jīng)過穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)定到單片機系統(tǒng)所需的要求。</p><p>　　對任何穩(wěn)壓電路都應從兩個

17、方面考察其穩(wěn)壓特性，一是設電網(wǎng)電壓波動，研究起輸出電壓是否穩(wěn)定；二是設負載變化，研究其輸出電壓是否穩(wěn)定。</p><p>　　直流穩(wěn)壓電路分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和開關型穩(wěn)壓電路，本設計采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓器一般包括單管穩(wěn)壓器和集成穩(wěn)壓器。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器和可調(diào)式三端穩(wěn)壓器</p><p>　　6 穩(wěn)壓電源技術指標</p><p>　　穩(wěn)壓電源的技術

18、指標可以分為兩大類：一類是特性指標，如輸出電壓、輸出電流及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質量指標，反映一個穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、波紋電壓及溫度系數(shù)等。</p><p>　　對穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個方面的要求：</p><p><b>　　穩(wěn)定性好</b></p><p>　　當輸入電壓Usr(整流、濾波輸出電壓)在規(guī)

19、定范圍內(nèi)變動時，輸出電壓Usc的變化一般要求很小。</p><p>　　由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩(wěn)定度指標，長用穩(wěn)壓系數(shù)S來表示：S的大小，反映一個穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變化的能力。在同樣的輸入電壓變化條件下，S越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩(wěn)定度越高。通常S約為10-2～10-4。</p><p><b>　　輸出電阻小</b></p&g

20、t;<p>　　負載變化時（從空載到滿載），輸出電壓Usr應基本保持不變，其這方面的性能可用輸出電阻表征。輸出電阻（又稱等效內(nèi)阻）用rn表示，他等于輸出電壓變化量和負載電流變化量之比</p><p>　　rn反映負載變動時，輸出電壓維持恒定的能力,rn越小，則Ifz變化時輸出電壓的變化也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到1Ω，甚至0.01Ω。 </p><p><

21、b>　　電壓溫度系數(shù)小</b></p><p>　　當環(huán)境溫度變化時，會引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應在環(huán)境溫度變化時，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定，輸出電壓的漂移用溫度系數(shù)KT來表示。 </p><p><b>　　輸出電壓紋波小</b></p><p>　　所謂紋波電壓，是指

22、輸出電壓中50Hz或100Hz的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)S。</p><p><b>　　3.原理圖</b></p><p><b>　　4.電路分析</b></p><p>　　220V的交流電壓經(jīng)過變壓器變壓，整流橋UR整流，及濾波器濾

23、波，輸出給穩(wěn)壓器。穩(wěn)壓器CW317輸出電壓為1.25—37V，輸出電流可達1.5A的可調(diào)集成三端正輸出電壓集成穩(wěn)壓器，基準電壓1.25V在輸出端3和調(diào)整端1之間決定輸出電壓只能從1.25V開始往上調(diào)節(jié)，Uo=1.25（1+RW/R1），取R1=240n，故RW選4.7Kn精密可調(diào)電位器，在空載下，電阻R1不能選過大，R1=100—200n,集成穩(wěn)壓器輸出端可不加電容也可正常工作，但當空載為容性，在500—5000PF，集成穩(wěn)壓內(nèi)部放大器

24、是1：1比例反饋，引起電壓自激振蕩，在輸出端上接電容C8，C9為濾波電容。</p><p>　　整流二極管選用+N4001，參數(shù)為U》50V，I=1A，滿足U》2V2，I》Imax條件。</p><p><b>　　二.紅外發(fā)射電路</b></p><p>　　1.紅外發(fā)射的功能：555組成的多諧振蕩電路驅動紅外發(fā)射管向外發(fā)射紅外線。</

25、p><p>　　2.紅外發(fā)射的組成：由555時基集成電路，SE303A，紅外發(fā)光二極管，電源開關S，電阻器R01—R03和電容器CO1—CO3組成的電路。接通SA，由ICO1及其外圍容阻元件構成的多諧振蕩器通電工作，驅動紅外發(fā)光二極管工作，將紅外信號調(diào)制發(fā)射出去。</p><p><b>　　發(fā)射部分電路圖</b></p><p>　　集成時基電路

26、又稱為集成定時器或555電路，是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，應用十分廣泛。它是一種產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號的電路，由于內(nèi)部電壓標準使用了三個3K電阻，故取名555電路。其電路類型有雙極型和CMOS型兩大類，二者的結構與工作原理類似。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號最后的三位數(shù)碼都是555或556電路；所有的CMOS產(chǎn)品型號最后四位數(shù)碼都是7555或7556，二者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。555和7555是單定時器。55

27、6和7556是雙定時器。雙極型的電源電壓Vtt＝＋5V~15V，輸出的最大電流可達200mA，CMOS型的電源時電壓為＝3~＋18V。</p><p>　　1、555電路的工作原理</p><p>　　555電路的內(nèi)部電路方框圖如圖14－1所示。它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器，一個放電開關管T，比較器的參考電壓由三只5K電阻器構成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器A1的同相輸入

28、和低電平比較器A2的反相呂、、輸入端的參考電平為2/3VCC和1/3VCC。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關狀態(tài)。當輸入信號自6腳，即高電平觸發(fā)輸入并超過參考電平2/3VCC時，觸發(fā)器復位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電開關管導通；當輸入信號自2腳輸入并低于1/3VCC進，觸發(fā)器復位，555的3腳輸出高電平，同時放電開關管截止。</p><p>　　RD是復位端（4腳），當RD＝0,555

29、輸出低電平。平時RD端開路或接VCC?！?lt;/p><p>　　Vc是控制電壓端（5腳），平時輸出2/3VCC作為比較器A1的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接一0.01uF的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。</p><p>　　T為放電管，當T導通時，將給接于腳7的電容器提供低阻放

30、電通路。</p><p>　　555定時器主要是與電阻、電容構成充放電電路，并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開關管的通斷。這就很方便地構成從微秒到數(shù)十分鐘的延時電路，可方便地構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，多諧振蕩器，施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生或波形變換電路。</p><p>　　（1）構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器</p><p>　　圖14－2（a）為由555定時

31、器和外接定時元件R、C構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。觸發(fā)電路由C1、R1、D構成，其中D為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關和T導通，輸出端F輸出低電平，當有一個外部2與腳5與6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過R2向放電端C1放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在1/3VCCt和2/3Vcc之間充電和放電。其波形如圖14－3（b）所示。輸出信號的時間參

32、數(shù)是</p><p>　　T＝tw1+tw2, tw1=0.7(R1+R2)C, tw2=0.7R2C</p><p>　　555電路要求R1與R2均應大于或等于1K,但R1＋R2應小于或等于3.3M歐。</p><p>　　外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時器配以少量的元件即要獲得較高精度的振　蕩頻率和具有較強的功率輸出能力。因此這種形式的多

33、諧振蕩器應用很廣。</p><p><b>　　三．接收和放大電路</b></p><p>　　紅外接收，放大的功能：紅外調(diào)制信號被紅外接收光敏二極管接收并轉換為電信號，在經(jīng)UA741型運算放大集成電路運算放大，放大后的信號送入NE567型音頻鎖相環(huán)譯碼器集成電路進行選頻。</p><p>　　紅外接收，放大的組成是由接收光敏二極管，UA741

34、型運算放大集成電路組成。</p><p><b>　　紅外接收放大電路</b></p><p>　　光電元件特點是其高精度、高分辨率、大動態(tài)范圍，利用光敏元件上的光電流隨光強變動而變化這一現(xiàn)象實現(xiàn)幾何增量，光電傳感器可廣泛地應用于靜態(tài)測量、動態(tài)測量及自動化控制等領域。本設計中接收部分就采用了光敏二極管。</p><p>　　光電傳感器工作原理&

35、#160;</p><p>　　光電傳感器的基本轉換原理是將被測量參數(shù)轉換成光信號的變化，然后將光信號作用于光電元件轉換成電信號的輸出。常用的光電傳感器是采用發(fā)光二極管作為光源，光源經(jīng)過透鏡聚焦于空間某一點。如果在該點有障 礙物，光就照不到光敏二極管上，電路處于偏置狀態(tài)，PN結截止，反向電流很小。當沒有障礙物遮擋時，光照到光敏二極管上時，PN結附近產(chǎn)生電子——空穴對，并在外.電場和內(nèi)電場的共同作用下，漂

36、移過PN結，產(chǎn)生光電流。此時，光電流與光照強度成正比，光敏二極管處于導通狀態(tài)。 </p><p>　　具體方法是在光源側使用發(fā)光二極管，在受光側使用光敏二極管，并將信號處理電路集成制作在一塊芯片上。它的特點是體積小，可靠性高，工作電源電壓范圍寬，接口電路的復雜程度大幅度減少，可直接與TTL，LSTTL和CMLS電路芯片連接。</p><p>　　2．運算放大器主要由輸入級、中間放

37、大級、輸出級和偏置電路等四部分組成，如圖1所示。</p><p>　　運算放大器的偏置電路與分立放大電路的偏置電路設計有很大不同，主要由各種形式的恒流源電路實現(xiàn)，熟悉各種形式的恒流源電路是閱讀運放電路的基礎。</p><p>　　運算放大器的輸入級通常是差分放大電路，其主要功能是抑制共模干擾和溫漂，雙極型運放中差分管通常采用CC-CB復合管，以便拓展通頻帶；</p><

38、p>　　運算放大器的中間級采用共射或共源電路，并采用恒流源負載和復合管以增加電壓放大倍數(shù)。</p><p>　　雙極型運算放大器的輸出級采用互補輸出形式，其主要功能是提高負載能力并增大輸出電壓和電流的動態(tài)范圍。二只輸出管輪流導通，每管工作在乙類狀態(tài)。為消除交越失真，通常會給輸出管提供適當?shù)钠秒娏?，讓其工作在甲乙類狀態(tài)。</p><p>　　由于集成電路工藝的限制，各級之間采用直接耦

39、合。為保證輸入短路時，輸出直流電平為零，有時還需要在級間加入電平移動電路。</p><p>　　圖2是uA741運算放大電路的等效電路圖，對其基本工作原理的分析。</p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　（1） 運放電路的結構分解</p><p>　　輸入級是一個差動放大電路，主要由、（共集-共基組

40、合）和、組成。中間放大級由、、組成共集—共射電路；輸出級由、組成互補輸出電路。</p><p>　?。?） 基準電流分析</p><p>　　、、組成運放的基準電流源，中得到的基準電流為</p><p>　?。?） 靜態(tài)偏置分析</p><p>　　與構成微鏡像電流源，一方面給、的基極提供偏置，另一方面由、構成的鏡像電流源給、、、的集電極提供

41、恒流偏置，同時作為、的恒流負載。</p><p>　　是多集電極管，它與構成鏡像電流源。一方面給提供偏置電流，同時作為的有源負載。則是給提供偏置電流，同時作為的有源負載。</p><p>　　將電路中的鏡像直流電流源用等效恒流源代替，得到等效直流通路如圖3所示。</p><p><b>　　圖3</b></p><p>

42、<b>　?。?） 交流分析</b></p><p>　　差分輸入級中的、、管構成高精度交流鏡像電流源，，因而提供給的電流為，使單端輸出的差分電路達到雙端輸出的效果。、同時分別作為、的有源負載。</p><p>　　電容C的作用是進行相位補償，用于防止該運放可能產(chǎn)生的自激振蕩。</p><p>　　輸出級中的，，給互補輸出管，提供靜態(tài)偏置，以消

43、除交越越失真。</p><p>　　、是輸出限流保護用取樣電阻，當輸出電流過大時，或導通，通過、組成的鏡像電流源，將該電流鏡像至的另一個基極，通過負反饋抑制輸出電流的增大。</p><p><b>　　四．控制電路</b></p><p>　　1．控制電路主要由時基基成電路NE555，LM567型音頻瑣相環(huán)譯碼器基成電路，開關晶體管V，延時電容

44、器C6，繼電器K，二極管VD2，電磁閥YV及有關外圍元件組成。傳輸來的外來頻率信號被LM567接收，比較判斷輸出的信號來驅動晶體管VT，，當加在LM567 3腳的外來信號頻率與LM567相同時，IC2的8腳輸出低電平，使VL截止，IC3的2腳為高電平，3腳輸出低電平，繼電器K不 工作，電磁閥YV關閉。當洗手或用器皿取水，手或物體將VL發(fā)出的紅外線遮擋住時，IC2的8腳將由低電平變?yōu)楦唠娖?，使晶體管VT導通，IC3的2腳電位降低，3腳輸出

45、高電平，繼電器K吸合，常開觸點接觸，電磁閥YV通電將水龍頭打開。當遮擋物離開后，電磁閥YV延時工作一段時間后自動關閉。其電路圖下圖所示。</p><p><b>　　控制電路</b></p><p>　　NE555功能和原理如上（略），控制水龍頭能夠出水。</p><p>　　LM567為通用音調(diào)譯碼器，當輸入信號于通帶內(nèi)時提供飽和晶體管對地開

46、關，電路由I與Q檢波器構成，由電壓控制振蕩器驅動振蕩器確定譯碼器中心頻率。</p><p>　　用外接電阻20比1頻率范圍</p><p>　　邏輯兼容輸出具有吸收100mA電流吸收能力。</p><p>　　寬信號輸出與噪聲的高抑制</p><p><b>　　對假信號抗干擾</b></p><p&

47、gt;<b>　　高穩(wěn)定的中心頻率</b></p><p>　　中心頻率調(diào)節(jié)從0.01Hz到500kHz</p><p>　　電源電壓5V--15V，推薦使用9V。</p><p>　　應用舉例：輸入端接104電容，輸出端接上拉電阻10K，C1、C2為1uF。R1、C1決定振蕩頻率，一般C1為104電容，R1為10K--200K。電源電壓為&l

48、t;/p><p><b>　　9V。</b></p><p>　　LM567是一片鎖相環(huán)電路，采用8腳雙列直插塑封。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，f2≈1/1.1RC。其①、②腳通常分別通過一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡和環(huán)路單級低通濾波網(wǎng)絡。②腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應至少是②腳電容的

49、2倍。③腳是輸入端，要求輸入信號≥25mV。⑧腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個集電極開路的三極管，允許最大灌電流為100mA。LM567的工作電壓為4.75～9V，工作頻率從直流到500kHz，靜態(tài)工作電流約8mA。LM567的內(nèi)部電路及詳細工作過程非常復雜，這里僅將其基本功能概述如下：當LM567的③腳輸入幅度≥25mV、頻率在其帶寬內(nèi)的信號時，⑧腳由高電平變成低電平，②腳輸出經(jīng)頻率/電壓變換的調(diào)制信號；如果在器件的②腳輸入音頻信號，則在

50、⑤腳輸出受②腳輸入調(diào)制信號調(diào)制的調(diào)頻方波信號。在圖4的電路中我們僅利用了LM567接收到相同頻率的載波信號后⑧腳電壓由高變低這一特性，來形成對控制對象的選頻。</p><p>　　繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項技術參數(shù)。在使用繼電器時，應該首先考慮所在電路(即繼電器線圈所在的電路)的工作電壓，繼電器的額定工作電壓應等于所在電路的工作電壓。一般所在電路的工作電壓是繼電器額定工作電壓的0.86。注意所在電路的

51、工件電壓千萬不能超過繼電器額定工作電壓，否則繼電器線圈容易燒毀。NE555電路是可以直接驅動繼電器工作的，而有些集成電路，例如COMS電路輸出電流小，需要加一級晶體管放大電路方可驅動繼電器，這就應考慮晶體管輸出電流應大于繼電器的額定工作電流。根據(jù)本設計繼電器應選9V直流電壓繼電器。</p><p><b>　　五．電磁閥</b></p><p>　　追朔電磁閥的發(fā)展史

52、，到目前為止，國內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類(即直動式、分步童先導式)，而從閥瓣結構和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分支小類(直動膜片結構、分步重片結構、先導膜式結構、直動活塞結構、分步直動活塞結構、先導活塞結構)。</p><p><b>　　直動式電磁閥： </b></p><p>　　原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時

53、，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。 　　特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。 分布直動式電磁閥：</p><p>　　原理： 它是一種直動和先導式相結合的原理，當入口與出口沒有壓差時，通電后，電磁力直接把先導小閥和主閥關閉件依次向上提起，閥門打開。當入口與出口達到啟動壓差時，通電后，電磁力先導小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時，先導

54、閥利用彈簧力或介質壓力推動關閉件，向下移動，使閥門關閉。　　特點： 在零壓差或真空、高壓時亦能可靠動作，但功率較大，要求必須水平安裝。 </p><p><b>　　先導式電磁閥： </b></p><p>　　原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓

55、力通過旁通孔迅速腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推</p><p><b>　　1.適用性 </b></p><p>　　管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質一致。 </p><p>　　流體的溫度必須小于選用電磁閥的標定溫度。 </p><p>　　電磁閥允許液體粘度一般在20CST以下，大于

56、20CST應注明。</p><p>　　工作壓差，管路最高壓差在小于0.04MPa時應選用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直動式和分步直動式；最低工作壓差大于0.04MPa時可選用先導式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應小于電磁閥的最大標定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。 </p><p>　　流體清潔度不高時應在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質

57、要求清潔度要好。 </p><p>　　注意流量孔徑和接管口徑；電磁閥一般只有開關兩位控制；條件允許請安裝旁路管，便于維修；有水錘現(xiàn)象時要定制電磁閥的開閉時間調(diào)節(jié)。 </p><p>　　注意環(huán)境溫度對電磁閥的影響 </p><p>　　電源電流和消耗功率應根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許±10%左右，必須注意交流起動時VA值較高。 </p>

58、<p><b>　　2、可靠性 </b></p><p>　　電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關閉；但在開啟時間很長關閉時很短時要選用常開型了。 </p><p>　　壽命試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說我國還沒有電磁閥的專業(yè)標準，因此選用電磁閥廠家時慎重。 </p><p>　　動作時間很短頻率較

59、高時一般選取直動式，大口徑選用快速系列。 </p><p><b>　　3、安全性 </b></p><p>　　一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。</p><p>　　電磁閥的最高標定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會縮短或產(chǎn)生其它意外情況。 </p><p>　　有腐蝕性液體

60、的應選用全不銹鋼型，強腐蝕性流體宜選用塑料王（SLF）電磁閥。 </p><p>　　爆炸性環(huán)境必須選用相應的防爆產(chǎn)品。 </p><p><b>　　4、經(jīng)濟性 </b></p><p>　　有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎上應選用最經(jīng)濟的產(chǎn)品。 </p><p>　　六．紅外線水龍頭原理圖</p&

61、gt;<p>　　紅外線控制水龍頭由路由紅外線發(fā)射電路，紅外線接受與信號放大電路，鎖相環(huán)頻率解碼電路，單穩(wěn)態(tài)延時控制電路和電源電路等組成，如圖：</p><p><b>　　（a）</b></p><p><b>　　(b)</b></p><p>　　紅外線控制自動水龍頭電路原理圖</p>&

62、lt;p>　?。╝）發(fā)射電路 （b）接受控制電路</p><p><b>　　生成PCB板</b></p><p>　　接通開關SA，由ICO1及其外圍阻容元件構成的多諧振蕩器通電工作，驅動VL工作，將14KHz左右的紅外線調(diào)制信號發(fā)射出去。該紅外線調(diào)制信號被VL接受并轉換成電信號，再經(jīng)IC1運算放大，放大后的信號送入IC2進行選頻。</p>

63、<p>　　當加在IC2 3腳的外來信號頻率與IC2的振蕩頻率相同時，IC2的8腳輸出低電平，使VL截止，IC3的2腳為高電平，3腳輸出低電平，繼電器K不 工作，電磁閥YV關閉。</p><p>　　當洗手或用器皿取水，手或物體將VL發(fā)出的紅外線遮擋住時，IC2的8腳將由低電平變?yōu)楦唠娖?，使晶體管VT導通，IC3的2腳電位降低，3腳輸出高電平，繼電器K吸合，常開觸點接觸，電磁閥YV通電將水龍頭打開。當

64、遮擋物離開后，電磁閥YV延時工作一段時間后自動關閉。</p><p>　　電源變壓器T，整流橋堆UR，三端集成穩(wěn)壓器IC4和濾波電容C8，C9等組成電源電路。</p><p><b>　　七． 元器件清單</b></p><p><b>　　心得體會與總結</b></p><p>　　通過本次畢業(yè)設

65、計，使我感受到過程是艱辛同時又充滿樂趣的。時至今日，幾個禮拜的畢業(yè)設計終于可以畫上一個句號了，但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，不過樂趣盡在其中呀！沒有接受任務以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面、太偏激了。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。下面我對整個畢業(yè)設計的過程做一下簡單的總結。 第一，接到任務以

66、后進行選題。選題是畢業(yè)設計的開端，選擇恰當?shù)摹⒏信d趣的題目，這對于整個畢業(yè)設計是否能夠順利進行關系極大。好比走路，這開始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至南轅北轍，難以到達目的地；因此選題時一定要考慮好了。 第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設計的前期準備工作，好的開端就相當于成功了一半，到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊?/p>

67、，不管通過哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。 第三，通過上面的過程，已經(jīng)</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　八周的時間雖說不是很長，但卻獲益良多。這要歸功陜西國防學院xx老師及我院老師的輔導。在此特別感謝xx老師在百忙中抽出時間為我們輔導，從選題到內(nèi)容章節(jié)的安排都傾注了他大量的心血，如果沒有他的耐心指導和精

68、心點撥，是不可能順利完成這篇論文的。在此，謹祝xx老師身體健康，萬事順意！</p><p>　　同時，我還要感謝我校論文輔導老師，他在論文寫作期間給予我許多的建議和幫助。此外，在學習和論文寫作期間，以及我周圍的同學、朋友，都給予我許多的關心與幫助、理解與支持，在此一并致謝！</p><p>　　同時，我還要感謝我校論文輔導老師，他在論文寫作期間給予我許多的建議和幫助。此外，在學習和論文寫作

69、期間，以及我周圍的同學、朋友，都給予我許多的關心與幫助、理解與支持，在此一并致謝</p><p>　　經(jīng)過了兩個多月的學習和工作，我終于完成了《紅外線自動水龍頭》的論文。從開始接到論文題目，到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受，從對紅外線自動水龍頭一無所知，對紅外接收放大，譯碼器等相關技術很不了解的狀態(tài)，我開始了獨

70、立的學習，查看相關的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好一段時間。從中我也充分認識到了紅外線水龍頭這一新興的事物給我們生活帶來的方便。</p><p>　　雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一內(nèi)容，都有我的勞動。當看著自己的論文，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終

71、都會化為甜美的甘泉。</p><p>　　這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。</p><p>　　畢業(yè)設計進度表和平時考核</p><p>　　學生簽名:

72、 班級: </p><p>　　平時成績: </p><p>　　指導教師評語和評分意見</p><p><b>　　學生姓名: </b></p><p><b>　　評語: </b></p><p>　　評分:

73、</p><p><b>　　指導教師簽名: </b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　郭維芹主編：《模擬電子技術》，北京，科學出版社，1993</p><p>

74、;　　童詩白、何金茂主編：《電子技術基礎試題匯編（數(shù)字部分）》，北京，高等教育出版社，1992</p><p>　　方佩敏編著：《新編傳感器原理·應用·電路詳解》，北京，電子工業(yè)出版社，1994</p><p>　　4.吳潤宇、軒蔭華、苗銀梅、周功楷編著：《實用穩(wěn)定電源》，北京，人民郵電出版社， 1994</p><p>　　何希才、伊兵、杜煜

75、：《實用電子電路設計》，北京，電子工業(yè)出版社，1998</p><p>　　劉潤華等編著：《現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計》，山東東營，石油大學出版社，1998</p><p>　　李素珍、丁辛芳編：《半導體物理基礎》，北京，高等教育出版社，1984</p><p>　　衣承斌、劉金南編：《數(shù)字集成電子技術基礎》，南京，東南大學出版社，1994</p><p&

76、gt;　　西安交通大學電子學教研室主編，沈尚賢主編：《集成技術導論》，北京，高等教育出版社，1985</p><p>　　謝嘉奎主編：《電子線路》（第四版），北京，高等教育出版社，1999</p><p>　　10.謝沅清、解月珍：《電子電路基礎》，北京，人民郵電出版社，1999</p><p>　　11.席德勛編著：《現(xiàn)代電子技術》，北京，高等教育出版社，1999

77、</p><p>　　12.北方交通大學，馮民昌主編：《數(shù)字集成電路系統(tǒng)》（第二版），北京，中國鐵道出版社，1985</p><p>　　13.莊效桓，李燕民：《模擬電子技術》，北京，機械工業(yè)出版社，1998</p><p>　　14.何希才、伊兵、杜煜：《實用電子電路設計》，北京，電子工業(yè)出版社，1998</p><p>　　15.劉潤華等