红外线控制自动水龙头的设计

毕业设计（论文）红外线控制自动水龙头的设计

院系电子信息工程

专业电子信息工程技术

年级 2 0 0 7 级

学号751860130102033

学生姓名张福丽

指导老师张乐涛

2010年3月

四川科技职业学院毕业论文（设计）鉴定

院系电子信息工程专业电子信息工程技术

年级2007级姓名张福丽

题目红外线控制自动水龙头的设计

指导教师

评语

指导教师(签章) 评阅人评语

评阅人(签章) 成绩

答辩委员会主任(签章)

年月日

毕业论文（设计）任务书

班级2007 级学生姓名张福丽学号751860130102033

发题日期：2009年12月30日完成日期：2010月3日

题目红外线控制自动水龙头的设计

1.本论文（设计）的目标实现水龙头的自动控制

2.毕业论文（设计）工作内容红外线控制自动水龙头的设计，搜集了关于红外线的相关知识，以及红外线控制的原理，加上水龙头自身的结构，多种方案论证帮助我选择更加适合自己设计的方案。

3.论文（设计）各部分内容及时间分配：（共18 周）

第一部分摘要以及绪论(1-2周) 第二部分元器件方案(3-5周) 第三部分红外线控制自动水龙头设计(6-9周) 第四部分结论以及致谢(10周) 第五部分细节修改最终定稿(11-13周) 评阅及答辩(14-18周)

备注

指导教师：年月日

审批人：年月日

摘要

本论文介绍了利用红外发射与接收电路设计自动水龙头的原理及设计方案。电路设计简单，使用方便，同时更利于节能，“节能降耗”是我们追求的目标。传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费水资源。在这个基础上，我设计了自动供水电路。不仅可以节约用水，而且外形美观，使用起来也很方便。红外线控制自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。

【关键词】传感器；红外线；自动控制

Abstract

This paper describes the use of infrared transmitter and receiver circuit design theory and automatic faucet design. Circuit design simple, easy to use, but also conducive to energy, "energy saving" is our goal. Traditional taps, toilet water and other facilities, is not particularly easy to use, but also a waste of water resources. On this basis, I have devised an automatic water supply circuitry. Can not only save water, but also pleasing in appearance, is also very easy to use. Infrared control Automatic faucets from the infrared transmitter, infrared receiver amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power supply etc.When people or things around, the Automatically generated control signal, relay, so that was electric solenoid valve to automatically open the pull-water; Otherwise it would automatically shut down water supply. [Key words] sensor, infrared,automatic control

目录

第一章绪论 (6)

1.1 引言 (6)

1.2 国内外发展方向及现状 (6)

第二章元器件方案 (8)

2.1 传感器 (8)

2.1.1 CCD图像传感器 (8)

2.1.2 电容式传感器 (8)

2.1.3 超声波传感器 (9)

2.1.4 光电传感器 (9)

2.2 发光二极管（LED） (10)

2.3 接收管 (11)

第三章红外线控制自动水龙头设计 (13)

3.1 水龙头的构成及传感器控制 (13)

3.2 系统组成方框图 (13)

3.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 (14)

3.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 (15)

3.4.1 红外线水龙头控制电路系统的组成 (15)

3.4.2 红外线水龙头控制电路的原理图 (15)

3.4.3 红外线水龙头控制电路工作原理 (15)

3.5 单元电路的设计 (15)

3.5.1 +5v的稳压电源的设计 (15)

3.5.2 振荡器电路的设计 (16)

3.5.3 红外接受控制电路的设计 (16)

3.5.4电压放大电路的设计 (18)

3.5.5音调译码器的设计 (19)

3.5.6 三端稳压器 (21)

3.5.7 LM567调制传感器 (21)

3.5.8 元件选取 (23)

结论 (24)

致谢 (25)

参考文献 (26)

附录一 (27)

附录二 (28)

第一章绪论

1.1 引言

随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。

它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、商场、工厂、学校、餐厅等场所。而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外线控制自动水龙头及其应用，有着非常重要的意义。

本论文设计的是一种以红外线自动控制的水龙头。采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。当人或事物靠近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动放水。

本设计满足了人们对物质的需求，又提高了科学性。以适应当今品种多批量小的电子市场的需求，大大提高了产品的市场竞争力。

1.2 国内外发展方向及现状

随着红外技术的高速发展，红外焦平面阵列技术出现了，并且迅速得到发展。美、英、法、德、日、加拿大、以色列等西方发达国家都在竞相研制和生产先进的红外焦平面阵列摄像仪，其中美国在红外焦平面阵列传感器的发展水平方面处于遥遥领先地位，其焦平面阵列规模已达2048×2048元，已接近与可见光硅CCD 摄像阵列的水平。日本在世界上最先实现了100万像元集成度的单片式红外焦平面阵列等种类产品推向市场，抢占商机，法国、荷兰、瑞典、英国、德国和意大利等在非制冷红外热摄像仪技术的发展方面，已显示出其处于前沿的竞争地位。

此外，加拿大、以色列、韩国、澳大利亚、波兰、新加坡的一些公司和机构都在尽力发展先进红外焦平面阵列热摄像仪技术，竞争已遍及全球几大洲。

近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性也同西方同步。如目前已能生产面积小于30um21000

×1000像素的探测器阵列，由于采用了基于锑化铟的新器件，目前已达到了分辨率小于0.01℃的温差，使对目标的识别达到更高的水平。

第二章元器件方案

2.1 传感器

根据我对市场的调查了解，目前传感器有CCD图像传感器、电容式传感器、超声波传感器、光电传感器四种。

2.1.1 CCD图像传感器

这种传感器可直接将光学信号转换为数字电信号，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。其显著特点是：1.体积小重量轻；2.功耗小，工作电压低，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；3.灵敏度高，噪声低，动态范围大；4.响应速度快，有自扫描功能，图像畸变小，无残像；5.应用超大规模集成电路工艺技术生产，像素集成度高，尺寸精确，商品化生产成本低。因此，许多采用光学方法测量外径的仪器，把CCD器件作为光电接收器。

CCD从功能上可分为线阵CCD和面阵CCD两大类。线阵CCD通常将CCD 内部电极分成数组，每组称为一相，并施加同样的时钟脉冲。所需相数由CCD 芯片内部结构决定，结构相异的CCD可满足不同场合的使用要求。线阵CCD有单沟道和双沟道之分，其光敏区是MOS电容或光敏二极管结构，生产工艺相对较简单。它由光敏区阵列与移位寄存器扫描电路组成，特点是处理信息速度快，外围电路简单，易实现实时控制，但获取信息量小，不能处理复杂的图像。面阵CCD的结构要复杂得多，它由很多光敏区排列成一个方阵，并以一定的形式连接成一个器件，获取信息量大，能处理复杂的图像。

2.1.2 电容式传感器

它是一种把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εA／δ，式中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。δ、A、ε 三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。电容器传感器的优点是结构简单,价格便宜，灵敏度高,过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应

性强等。缺点是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，以及联接电路较复杂等。70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小，使其固有的缺点得到克服。电容式传感器是一种用途极广，很有发展潜力的传感器。

2.1.3 超声波传感器

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波距离传感器可以广泛应用在物位（液位）监测，机器人防撞，各种超声波接近开关，以及防盗报警等相关领域，工作可靠，安装方便，防水型，发射夹角较小，灵敏度高，方便与工业显示仪表连接，也提供发射夹角较大的探头。

2.1.4 光电传感器

光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。它包括一个可以发射红外光的固态发光二极管和一个用作接收器的固态光敏二极管（或光敏三极管）。

标准的光电传感器可以分为漫反射型、反射型、对射型、槽型、光纤传感器、色标传感器、光通讯、激光测距、光栅、防爆/隔爆型等十种。它的特长有以下七点：

（1）检测距离长

如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等）无法离检测。

（2）对检测物体的限制少

由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。

（3）响应时间短

光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。

（4）分辨率高

能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和高精度的位置检测。

（5）可实现非接触的检测

可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此，传感器能长期使用。

（6）可实现颜色判别

通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。（7）便于调整

在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。

因此,光电式传感器在检测和控制中得到广泛的应用。通过几种传感器的辩证比较，我选择了第四种——光电传感器，并采用其中的反射式光电传感器来作为我设计的核心元件。

2.2 发光二极管（LED）

做传感器的LED要求亮度高，颜色合适，光斑形状合适。为了防止LED损坏，应该注意：（1）LED的伏安特性曲线很陡，测试和使用时一定要串联电阻限制电流。（2）氮化镓材料的高亮度LED容易被反向电压、静电或电源尖峰击穿损坏，电源电压较高时不可反馈。

不同的管子允许的工作电流不同，红外的平均电流最大可以用到100毫安，用作调制时几十微妙的窄脉冲峰值甚至可以接近1安。3毫米的白色高亮度管子持续最大电流20毫安，一般低亮度的管子要小一些，工作电流的限制一是发热限制平均电流，二是高电流下亮度饱和限制峰值电流，有些管子电流大了之后还

会变色。

常用的LED有红外，红，橙，黄，黄绿，纯绿，蓝，紫，白等颜色，作为成品销售的“变色LED”是在一个管壳里封装了多个不同颜色的LED，红，绿，蓝三色的LED非常适合作颜色传感器的照明。红外线LED配合红外接收管抗干扰能力强，但是不适合用于识别颜色，因为物体在可见光下的颜色不能很好的代表它对于红外线的反射率。

LED发光的原理是半导体PN结中的电子与空穴复合时产生光子，不同的材料由于能带宽度不同，导致发光颜色和导通电压不同。另外，不同材料的发光效率（一般以量子效率衡量，量子效率=发射的光子数/流过的电子数）也有较大的差别（见表2-1）。

表2-1 常用LED的参数比较

2.3 接收管

常用的接收管有硅光电二极管，硅光电三极管，光敏电阻三种。光电二极管产生的电流小，需要高倍放大，但是速度很高，可以高频调制，在遮光状态下的特性类似普通二极管，使用时加反向电压，输出与光照强度近似成正比的光电流。光电三极管一般基极不引出，只有两根管脚，购买的时候叫作光敏管。光电三极

管产生的电流较大，无需前置高倍放大，但是速度较低，调制频率低于100KHz。遮光状态下正反向电阻都很大，用强光照射，可以测出一个方向的电阻明显变小，这个方向是正向，使用时加正向电压＞1V，输出与光照强度近似成正比的光电流。

这些光电接收管的外壳有无色透明和黑色两种，黑色管壳几乎只透过红外光，与红外发光管配套使用。

光敏电阻的电特性是电阻而不是恒流，受到光照后电阻值大幅度减小，输出电流也较大，数量级类似光电三极管。工作频率一般较低，但也有高的。在使用上最重要的区别于光敏电阻接收光照的是一个平面，没有管壳聚光，方向性差，一般用在不区分光照方向或者要降低成本的电路里。

接收管的光谱特性：

光电二极管，光电三极管都是半导体PN结光电元件，靠内光电效应接收光线，因此入射光子能量超过材料能带宽度才能接收，表现在它的光谱。灵敏度特性在长波方向有一个陡的截止。在短波方向如果波长太短，灵敏度也会下降。一般的硅管最适合用在红外到红黄光范围内，但是可以一直用到近紫外。

另类的应用，用发光二极管当充电二极管，它的材料能带较宽，只接收短波的可见光。理论上可以用于识别颜色。

某些光敏电阻对于可见光中间部分的灵敏度较高。加装滤色片可以方便的改变管子的光谱特性，以制造各种颜色传感器。

第三章红外线控制自动水龙头设计

3.1 水龙头的构成及传感器控制

水龙头采用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管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（如图3-1所示）。

图3-1 反射式红外传感器

反射式光电传感器可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。我设计的红外线控制自动水龙头就运用了它这个特点。光谱范围，灵敏度，抗干扰能力，输出特性等都是反射式光电传感器的重要参数。这种光电传感器的基本原理是，当人或有物体接近时，遮挡了红外光，光敏元件接收到光信号，从而进行光电转换，电磁阀作用，使水源打开。红外线控制自动水龙头的控制过程是：当人或物体靠近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体反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转换为电信号，经过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打开水源。当人手或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。

3.2 系统组成方框图

红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个部分。系统组成方框图如图3-2所示。

图3-2 系统组成方框图

3.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理

反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图3-3所示）。

反射光强度的输出信号电压（Vout ）是反射面与传感器之间的距离（X ）的函数，设反射面物质为同种物质时，X 与Vout 的响应曲线是非线性的（如图3-4所示）。设定出电压达到某一阀值时作为目标，不同的目标距离阀值，电压是不同的。

图3-3 红外发射接收原理图 图3-4 光强度相应曲线图

4

Vout

3.4 红外线控制自动水龙头的工作原理

3.4.1 红外线水龙头控制电路系统的组成

红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器和红外发射二极管；接收电路包括红外接收管D1和D2、运算放大器（LM741）、音频译码器（LM567）、继电器K、电源电路等组成。

3.4.2 红外线水龙头控制电路的原理图

见附录一

3.4.3 红外线水龙头控制电路工作原理

工作原理：发射电路中，多谐振荡器由IC（555）和R0.R1和C7等组成。其振荡频率为f=1.44/（R0+2R1）C7，振荡输出信号驱动TLN104型的LED1~LED3工作，从而产生红外脉冲调制波。接收电路中红外接受头D1.D2与发射中的发射管相匹配，采用TLN104型。红外脉冲调制经D1.D2接收管转换成电信号，经C1藕合至LM741，再经C2输入到LM567的第3管脚，经识别译码，使得中心频率f=1/1.1R6C3与红外调制频率40KHZ一致，使第8管脚输出为低电平，又经反相后，驱动VT2导通，继电器因控制有信号触发而有交流输出。当有人洗手将红外光束遮挡时，相应的D1.D2因接收到光信号而进行光电转换，从而使LM567因有信号输入而在第8脚输出为低点平，经反相VT2导通，继电器吸合，交流电压被接通，从而使水龙头的电池阀动作，水源打开。

3.5 单元电路的设计

3.5.1 +5v的稳压电源的设计

电路为输出电压+5V，输出电流1.5A稳压电源。它的电压变压器B，桥式整流电路D1~D4，滤波电容C1.C3，防止自激电路C2、C3和一只固定式三端稳压器（7805）极为简捷方便的搭成。

200v交流电通过电源变压器变换成交流低压，再经过桥式整流电路D1~D4 和滤波电容C1的整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND两端形式一个并不十分稳定的直流电压（该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化）。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，稳定性好的直流输出电压。稳压电源电路（如图3-5所示）。

图3-5 稳压电源电路

3.5.2 振荡器电路的设计

振荡电路是一种不需要外接输入信号就能将直流能源转换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出的电路（如图3-6所示）。

（a）电路图(b)工作波形

图3-6 由定时器构成的多谐振荡器

由于555内部比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这时振荡频率受电源的温度变化的影响较小。故只需通过调节R1的阻值来改变f来使其为1Hz 的秒脉冲信号，作为闸门信号。

3.5.3 红外接受控制电路的设计

本电路是用小型一体化红外接收/解调块接受头SFM506-38和锁相环电路。它具有体积小，无需外部元件、抗光电干扰性能好，接受角度宽、功耗低、灵敏

度高等优点。LM567、开关放大电路VT9013、固态继电器TAC08、电磁阀构成控制电路（如图3-7所示）。

图3-7 接收解调控制电路

LM567是1片锁相环音频解码电路，采用8脚双列直插塑封，3脚为信号输入端，其工作频率由5、6脚上的阻容元件决定，8脚为逻辑输出端。IC2与R7、C12组成振荡器，R7、C12决定IC2内部压控振荡器的中心频率，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，工作频率0．1Hz～500kHz，静态工作电流为8mA。当无人洗手时，IC1接受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 断电处于释放状态，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不能接受红外线，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。洗涤完毕，手离开水龙头后，停止放水。SFM506-38地内部原理图（如图3-8所示）。

图3-8 SFM506-38的内部原理图

3.5.4电压放大电路的设计

电压放大电路采用LM741集成运算放大器，（如图3-9所示）。LM741是高性能内补偿运算放大器，功耗低，无需外部频率补偿，具有短路保护和失调电压调零能力。

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（如图3-10所示）。内部原理图（如图3-11所示）。

图3-9 LM741集成运算放大器

图3-10 LM741引脚功能图

图3-11 内部原理图

3.5.5音调译码器的设计

音调译码器采用LM567锁相环电路，锁相环内则包含一个电流控制振荡器（CC0）、一个鉴相器和一个反馈滤波器。此音调解码块包含一个稳定的锁相环路和一个晶体管开关，当在此集成块的输入端加上所先定的音频时，即可产生一个接地方波。当输入信号于通带内时提供饱和晶体管对地开关，电路由I与Q检波器构成，由电压控制振荡器驱动振荡器确定译码器中心频率。用外接元件独立设定中心频率带宽和输出延迟。

主要用于振荡、调制、解调和遥控编、译码电路。如电力线载波通信，对讲机亚音频译码，遥控等。

《基于单片机红外线自动控制水龙头的设计与实现》

毕业设计（论文） 《基于单片机红外线自动控制水龙头的设计与实 现》 专业（系）电气工程系 班级车辆电子111班 学生姓名钟宇轩 指导老师谢永超 完成日期2013年11月

毕业设计任务书 一、设计课题：红外线控制自动水龙头的设计与制作 设计并制作一个红外线控制自动水龙头，实现对水龙头的自动控制。 二、指导老师：谢永超 三、要求 1．基本要求 （1）用红外线检测，当有人靠近（10CM）水龙头时，自动出水； （2）人远离水龙头时，停在出水； （3）水龙头采用电子阀门控制的水龙头； （4）画出完整的电路原理图并制作实物。 2、设计内容与要求 ⑴绘制系统组成框图，确定设计方案； ⑵了解电路所需集成芯片的功能，参数和工作原理； ⑶绘制整机电路图； ⑷制作实物并完成软、硬件调试； ⑸提交毕业设计论文。 四、设计参考书 《模拟电子技术》、《高频电子技术》、《电子设计自动化技术》、《数字电路设计方法》、《电子装置的设计》、《单片机原理及应用》、《传感器与检测技术》五、设计说明书要求 封面：包括设计题目，班级，姓名，指导老师，完成时间 目录：根据说明书的内容决定，一般采用2~3级。 设计任务书：包括课题名称、目的、用途、主要技术性能指标(参照教材目录编排)。 中文题目、摘要、关键词；英文题目、摘要、关键词。 正文：设计方案框图及电路工作原理：包括系统方框图，电气原理图，各单元电路的设计，简述主要部件（包括主要集成电路）的工作原理、工作条件、给定参数、理论公式及详细的计算步骤、计算结果。这是说明书的主要部分。 元件参数表：包括所选用的元器件名称、参数、型号。 调试方案：包括调试的条件、方法、使用仪器设备的型号，并对测试数据进行分析。 设计心得：包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意见等。

模拟电子课程设计-红外线控制自动水龙头的设计

********大学*******学院模拟电子课程设计 红外线控制自动水龙头的设计 指导老师：****** 学生姓名：****** 系别：****************** 专业：************ 班级：**************—*班 学号：**********

摘要 本课程设计介绍了利用红外发射与接收电路设计自动水龙头的原理及设计方案。电路设计简单，使用方便，同时更利于节能，“节能降耗”是我们追求的目标。传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费水资源。在这个基础上，我设计了自动供水电路。不仅可以节约用水，而且外形美观，使用起来也很方便。红外线控制自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。

目录 第一章绪论 (1) 第二章元器件方案 (2) 2.1 传感器 (2) 2.1.1 CCD图像传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (2) 2.1.3 超声波传感器 (3) 2.1.4 光电传感器 (3) 2.2 发光二极管（LED） (4) 2.3 接收管 (5) 第三章红外线控制自动水龙头设计 (7) 3.1 水龙头的构成及传感器控制 (7) 3.2 系统组成方框图 (7) 3.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 (8) 3.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 (9) 3.4.1 红外线水龙头控制电路系统的组成 (9) 3.4.2 红外线水龙头控制电路的原理图 (9) 3.4.3 红外线水龙头控制电路工作原理 (9) 3.5 单元电路的设计 (9) 3.5.1 +5v的稳压电源的设计 (9) 3.5.2 振荡器电路的设计 (10) 3.5.3 红外接受控制电路的设计 (10) 3.5.4电压放大电路的设计 (12) 3.5.5音调译码器的设计 (13) 3.5.6 三端稳压器 (15) 3.5.7 LM567调制传感器 (15) 元器件清单 (18) 心得体会 (19) 参考文献 (20) 附录 (21)

红外线控制自动水龙头系统设计

毕业设计（论文） 课题: 红外线控制自动水龙头系统设计 学生:颜肖系部: 通信工程系班级:通信092 学号:2009006228 指导教师:吴世富 装订交卷日期: 2012-01-06

注：1.此表适用于参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占20%、卷面评阅成绩占50%、答辩成绩占30%，在上面的评分表中，可分别按20分、50分、30分来量化评分，三项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。 教务处制

注：1.此表适用于不参加毕业答辩学生的毕业设计（论文）成绩评定； 2.平时成绩占40%、卷面评阅成绩占60%，在上面的评分表中，可分别按40分、60分来量化评分，二项相加所得总分即为总评成绩，总评成绩请转换为优秀、良好、中等、及格、不及格五等级计分。 教务处制

摘要 (1) 1 、红外线控制自动水龙头系统设计 (2) 1.1 水龙头的构成及传感器控制 (2) 1.2 系统组成方框图 (3) 1.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 (4) 1.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 (5) 2、单元电路的设计 (6) 2.1 稳压电源的设计 (6) 2.2 振荡器电路的设计 (7) 2.3 红外接受控制电路的设计 (7) 2.4电压放大电路的设计 (8) 2.5音调译码器的设计 (9) 2.6 三端稳压器 (11) 2.7 LM567调制传感器 (12) 参考文献 (13) 附录 (14) 元件列表 (19)

随着经济的不断发展，人们对淡水的需求不断增加，不久的将来，淡水资源紧缺将成为世界各国普遍面临的严峻问题。据报道我国是一个水资源短缺的国家，若按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的四分之一，世界排110位。 由于全自动感应水龙头有自动控制水龙头开闭的效果，它杜绝了水资源的浪费，避免了人们因为忘记关水龙头致使水白白流走的问题，伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所。 在公共场所，由于人员流动性比较大，公共设施的卫生情况普遍比较恶劣，传统水龙头必须通过人手操作，很容易造成病菌的大规模传播，而它就避免了洗手后，再次触摸水龙头造成的细菌污染，开关水完全由感应器自动完成，无需接触水龙头，有效避免细菌及交叉感染。 全自动感应水龙头安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可

基于51单片机感应水龙头毕业设计论文

毕业设计论文（黑体一号）基于51单片机感应水龙头

目录 摘要………………………………………………… 1、红外线控制自动水龙头纯硬件系统设计 1.1水龙头的构成及传感器控制 1.2 系统组成方框图 1.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 1.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 2、单元电路的设计 2.1 稳压电源的设计 2.2 光电对管电路设计 2.3 红外接受控制电路的设计 2.4电压比较器电路的设计 2.5继电器电路的设计 2.6 三端稳压器 参考文献 附录 元件列表 摘要 随着经济的不断发展，人们对淡水的需求不断增加，不久的将来，淡水资源紧缺将成为世界各国普遍面临的严峻问题。据报道我国是一个水资源短缺的国家，若按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的四分之一，世界排110位。由于全自动感应水龙头有自动控制水龙头开闭的效果，它杜绝了水资源的浪费，避免了人们因为忘记关水龙头致使水白白流走的问题，伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感

应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所。在公共场所，由于人员流动性比较大，公共设施的卫生情况普遍比较恶劣，传统水龙头必须通过人手操作，很容易造成病菌的大规模传播，而它就避免了洗手后，再次触摸水龙头造成的细菌污染，开关水完全由感应器自动完成，无需接触水龙头，有效避免细菌及交叉感染。全自动感应水龙头安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外线控制自动水龙头及其应用，有着非常重要意义。本文介绍的全自动感应水龙头基于红外线反射原理，由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比，能够提高水资源的使用效率。使用方便，且由于不需要用手接触水龙头，避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用，可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。 【关键词】传感器；红外线 第一章红外线控制自动水龙头纯硬件系统设计 1.1水龙头的构成及传感器控制 水龙头采用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管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（如图1-1所示）。

毕业论文-红外线控制自动水龙头

红外线控制自动水龙头 系 别电气电子工程系 学生姓名: 专业班级：应用电子技术2班 学号: 指导教师： 2012年1月30日 独创性声明 本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及

取得的成果。尽我所知，除文中已经标明引用的容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名： 日期：2012年1月30日 毕业论文使用授权书 本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定，即：学校有权保留并向有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权职业技术学院要以将本论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 保密□，在 ______ 年解密后适用本授权书. 本论文属于 不保密口。 （请在以上方框打“"”）

毕业论文作者签名: 指导教师签名: 日期：年月日日期: 本文主要介绍用红外发射与接收电路设计自动水龙头的原理及方案。 “节本降耗”是每个企业追求的目标。传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费，在这个基础上，本设计方案响应号召“节本降耗”的精神，设计了自动供水电路，电路设计简单，使用方便，同时更利于节能，不但可以节约用水，而且还降低了公司部成本，达到了“节本降耗”的目的。 红外式自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路，电磁阀，电源组成，220VAC经变压器T降压，变为9VAC，再由整流、滤波、稳压，得到9VDC供给控制电路工作。自动水龙头接通电源，当手伸到水龙头下时，使水龙头放出自来水，洗涤完毕，手离开水龙头后，停止放水。 关键词：传感器；红外线；自动控制

红外线控制自动水龙头的设计

哈尔滨德强商务学院 实验设计 课程名称：自动检测技术及应用 系别：计算机与信息工程系 专业：应用电子技术(专) 班级：10-1 学号：2010520292 学生姓名：翟宏刚 11年12月20日

实验室名称：工业工程专业实验室实验机器号：实验分组：7 实验时间：11年12月20 指导教师签字：姚健成绩： 一. 水龙头的构成及传感器控制概述 水龙头采用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管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（如图3-1所示）。 图3-1 反射式红外传感器 反射式光电传感器可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。我设计的红外线控制自动水龙头就运用了它这个特点。光谱范围，灵敏度，抗干扰能力，输出特性等都是反射式光电传感器的重要参数。这种光电传感器的基本原理是，当人或有物体接近时，遮挡了红外光，光敏元件接收到光信号，从而进行光电转换，电磁阀作用，使水源打开。红外线控制自动水龙头的控制过程是：当人或物体靠近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体反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转换为电信号，经过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打开水源。当人手或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。 二．结构成方框图 红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个部分。系统组成方框图如图1所示。

图1 系统组成方框图 三. 红外反射式光电传感器特性与工作原理 反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、 日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图3-3所示） 。 反射光强度的输出信号电压（V out ）是反射面与传感器之间的距离（X ）的函数，设反射面物质为同种物质时，X 与V out 的响应曲线是非线性的（如图 3-4所示）。设定出电压达到某一阀值时作为目标，不同的目标距离阀值，电压是不同的。 四. 红外线水龙头控制电路系统的组成 红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器 4 V out

红外线自动控制水龙头课程设计

数字电子技术课程设计说明书 目录 1综述-------------------------------------------------------------------------- 2原理框图-------------------------------------------------------------------- 3工作原理功能―――――――――――――――――――――――― 4主要元器件工作原理――――――――――――――――――――― 5主要环节，输出信号的分析及波形图------------------------------------------ 6元器件清单---------------------------------------------------------------------------- 7总结与体会----------------------------------------------------------------------------- 综述 随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。水资源是不可缺少的，没有水不管人或事物都不能存活。节约用水是一种美德。普通水龙头当然也是一种选择，但是如果人们有急事却忘了关水会使水一直流，从而会浪费很多水。要是在干旱的地区水就犹如他们的生命。所以本设计一种可以不会浪费水，专门为那些容易忘记关水的人使用。本论文设计一种以红外自动控制水龙头。 红外线自动水龙头是根据红外线反射的原理，当手放在水龙头的感应区域内，红外线发射管发出的红外光经过人体的手反射到红外接收管，将处理后的信号发送到脉冲电磁阀来控制出水系统。当手离开水龙头的感应区域内，红外光就没有反射，电磁阀自动关闭，水也就自动关闭，它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。可在强光下工作，给人们生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、车站、工厂、学校、餐厅等场所。而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外自动水龙头及扩大其应用，有着非常现实的意义。本设计满足了人们对物质的需求，又提高了科学性。以适应当今品种多批量小的电子市场的需求，大大提高了产品的市场竞争力。 原理框图 工作原理 红外线发射器是由NE555电路组成的多谐振荡器，其振荡频率由R1, R2,Cl决定，约为1.4kHz。由多谐振荡器产生的脉冲信号由3脚输出，通过红外线发射管SE303（VL）向外发射。 红外线接收放大器由红外线接收器PH302（VDL)和由晶体管VT1, VT2组成的电压放大器组成。VTl与R7组成电压负反馈式放大器，由VT1放大后的信号通过C4祸合到VT2作进一步放大，输出后通过C5加至IC2的输人端3脚。 IC2作为电磁阀门的控制电路，它是由LM567音频译码器组成的。在这里用作选频电路，将电压放大器输出的信号脉冲进行选频，以排除信号中的干扰脉冲，防止电路被误触发。IC2的选频频率由RP将其调节至发射频率1.4kHz，当由VT2输出的脉冲频率与IC2的选频频率一致时，其输出端8输出低电平。

红外线控制自动水龙头设计

目录 摘要 (2) ABSTRACT (2) 第一章需求分析 (3) 第二章红外线控制自动水龙头系统设计 (4) 2.1 水龙头的构成及传感器控制 (4) 2.2 系统组成方框图 (4) 2.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 (5) 2.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 (6) 第三章单元电路的设计 (7) 3.1 稳压电源的设计 (7) 3.2 振荡器电路的设计 (7) 3.3 红外接受控制电路的设计 (9) 3.4电压放大电路的设计 (10) 3.5音调译码器的设计 (11) 3.6 三端稳压器 (13) 3.7 LM567调制传感器 (13) 总结 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18) 附录 (19) 元件列表 (20)

摘要 本文介绍的全自动感应水龙头基于红外线反射原理，由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比，能够提高水资源的使用效率。使用方便，且由于不需要用手接触水龙头，避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用，可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。 【关键词】传感器；红外线；自动控制 ABSTRACT The fully-automatic faucet described in this paper is fabricated based on the application of infrared reflectance technology, it is consist of infrared emission circuit, infrared receiving, amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power supply, etc. When people or things are around, control signal will be generated automatically, then the relay operates, energizing the solenoid valve to pull in and start to supply water; otherwise water will be shut off. It is simple in design and easy to use. Comparing with traditional faucets, it is also water-saving. Fully-automatic tap is more convenient and artistic, and it enables the users to wash their hands directly without touching the tap, avoiding the transmission of germs. It can be widely used into people-intensive sites such as shopping malls, schools and office blocks. 【Key words】 sensor, infrared, automatic control

红外线控制自动水龙头课程设计

红外线控制自动水龙头 设计报告 学生姓名：笑嘻嘻 专业班级：电子信息工程本1502 学生学号：154110201 2017年12月12日

一、红外线传感器介绍 红外线传感器利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，也称红外探测器。红外线即红光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只有它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。 红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图1-1所示） 反射光强度的输出信号电压（Vout ）是反射面与传感器之间的距离（X ）的函数，设反射面物质为同种物质时，X 与Vout 的响应曲线是非线性的（如图1-2所示）。设定出电压达到某一阀值时作为目标，不同的目标距离阀值，电压是不同的。 图1-1 红外发射接收原理图 图1-2 光强度相应曲线图 发射 接收 反 射 表 面 x 10 4 V out x/mm

红外水龙头设计资料

本例介绍的自动水龙头采用了红外控制开关及电磁水阀，其特点是制作简单、灵敏可靠、安装方便、 节水效果好。 电路工作原理 红外自动水龙头电路由红外线反射开关A、功率开关集成电路「、电磁水阀YV及电源变换电路等组成， 如图3-182所示。 接通电源后，交流220V电压经电源变压器T降压、二极管VD2-VD5桥式整流及电容器C滤波后，产生 约+l2V电压供给水龙头控制电路。 平时，由于A内部红外发光二极管向外发射的调制红外线 (频率约为4OkHz)遇不到反射物体，所以，与其同向并排安装的光敏晶体管接收不到红外信号而处于截止状态，使A的输出端 (OUT)处于低电平，IC 的5脚无合适的控制电压输入，因而其内部电子开关 "断开"被控电磁水阀不工作。 当有人洗手或用水时，接近水龙头的手或盛水容器将红外线反射回去一部分，被光敏晶体管接收并转换成相同频率的电信号，经A内部电路一系列放大、解调、整形、比较后，由A的OUT端输出高电平信号，从而使IC第5脚通过分压电阻器Rl、R2得到合适的控制电压 (1.6V阀值电压)，控制IC内部电子开关 《闭合"，使电磁水阀通电自动开阀放水。 当手或盛水容器离开水龙头时，A内部光敏晶体管失去红外脉冲信号，电路又恢复到平时的待机状态。 Rl和R2均选用1/8W碳膜电阻器。 C选用耐压值为16V的铝电解电容器。 VDl-VD5均选用1N4001型硅整流二极管。 FU选用带管座的250V、O.l5A熔断器。 IC选用TWH8778型功率开关集成电路。 T选用3W、二次电压为l2V的电源变压器。 电磁水阀可选用D-l2型电磁水阀或全自动洗衣机专用的l2V电磁水阀。 A选用TXO5D型低功耗红外反射开关 (该器件是模块化产品)，它内部采用了低功耗器件和抗外界干扰电路，全部电路焊装在尺寸为46.5mmx32mmxI7mm的塑料小盒内。盒侧面设有一个红色发光二极管，用来指示开关工作状态 (平时熄灭，有反射物时发光);另有一调节孔，顺时针调节反射监测距离增大，逆时针调 节反射监测距离缩小，调节范围一般在5-12Ocm。 整个水龙头控制电路与电磁水阀一起焊装在体积相当的绝缘材料盒内，可直接替代传统的水龙头。安装时要注意做好防水工作，以免电路元件被水损坏。A的红外线发射方向应指向水龙头下方。电磁水阀的进水口可直接拧在原来接水龙头的螺纹口处。反复调节A上的灵敏度调节旋钮，使人手接近水龙头lOcm出 水即可。 抽于电磁阀工作时只有开或关两种状态，所以出水时水流量是固定不变的。可以通过在出水口包一一 层或两层纱布来调节水流量。

感应式水龙头(课程设计)要点

传感器大作业 题目感应水龙头 专业班级08计算机1班 开题日期2011年 12 月 20日

目录 一、引言...................................................................................................................... - 3 - 二、系统的基本组成.................................................................................................... - 4 - 2.1“感应式水龙头”的正视图和侧视图......................................................................... - 4 - 2.2水龙头的构成及红外传感器控制................................................................................ - 5 - 2.3系统组成方框图............................................................................................................ - 6 - 三、系统的工作原理.................................................................................................... - 6 - 3.1 红外线水龙头控制电路系统的组成........................................................................... - 6 - 3.2 红外线水龙头控制电路的原理图（见附录）........................................................... - 6 - 3.3 红外线水龙头控制电路工作原理............................................................................... - 6 - 四、单元电路设计........................................................................................................ - 7 - 4.1 +5V稳压电源的设计.................................................................................................... - 7 - 4.2红外接收控制电路的设计............................................................................................ - 8 - 4.3压放大电路的设计........................................................................................................ - 9 - 4.4音频译码器的设计...................................................................................................... - 10 - 4.5三端稳压器.................................................................................................................. - 12 - 4.6 LM567芯片使用......................................................................................................... - 13 - 4.7元件选取...................................................................................................................... - 14 - 五、结束语................................................................................................................. - 14 -参考文献 .................................................................................................................... - 15 -附录 ........................................................................................................................... - 15 -

红外线控制自动水龙头的设计

毕业设计（论文）红外线控制自动水龙头的设计 院系电子信息工程 专业电子信息工程技术 年级 2 0 0 7 级 学号751860130102033 学生姓名张福丽 指导老师张乐涛 2010年3月

四川科技职业学院毕业论文（设计）鉴定 院系电子信息工程专业电子信息工程技术 年级2007级姓名张福丽 题目红外线控制自动水龙头的设计 指导教师 评语 指导教师(签章) 评阅人评语 评阅人(签章) 成绩 答辩委员会主任(签章) 年月日

毕业论文（设计）任务书 班级2007 级学生姓名张福丽学号751860130102033 发题日期：2009年12月30日完成日期：2010月3日 题目红外线控制自动水龙头的设计 1.本论文（设计）的目标实现水龙头的自动控制 2.毕业论文（设计）工作内容红外线控制自动水龙头的设计，搜集了关于红外线的相关知识，以及红外线控制的原理，加上水龙头自身的结构，多种方案论证帮助我选择更加适合自己设计的方案。 3.论文（设计）各部分内容及时间分配：（共18 周） 第一部分摘要以及绪论(1-2周) 第二部分元器件方案(3-5周) 第三部分红外线控制自动水龙头设计(6-9周) 第四部分结论以及致谢(10周) 第五部分细节修改最终定稿(11-13周) 评阅及答辩(14-18周) 备注 指导教师：年月日 审批人：年月日

摘要 本论文介绍了利用红外发射与接收电路设计自动水龙头的原理及设计方案。电路设计简单，使用方便，同时更利于节能，“节能降耗”是我们追求的目标。传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费水资源。在这个基础上，我设计了自动供水电路。不仅可以节约用水，而且外形美观，使用起来也很方便。红外线控制自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。 【关键词】传感器；红外线；自动控制

红外自动水龙头设计方案

目录用Multisim仿真红外自动水龙头

前言 红外自动水龙头电路依靠红外线控制水龙头自动瞬时来水，自动延时断水，既使用方便，又节约用水。红外自动水龙头采用非接触的红外感应方式自动开关，使用时手不接触水龙头，从而杜绝了细菌病毒的交叉感染，有效地预防了各种疾病的传播。在医院、宾馆、饭店、学校、超市等公共场所及家庭中都得到了广泛的应用。 1.总体方案设计 设计任务和要求 1.1.1 设计任务 设计一个红外自动水龙头开关控制电路。该电路能够在人们需要用水的时候，通过感应装置自动打开自来水开关，并且在打开开关一段时间后，自动关断开关，从而起到节约用水的目的。 1.1.2 设计要求 1.要求电路通过感应装置，在人们需要用水的时候，自动打开水龙头开关。 2.要求电路在打开水龙头开关一段时间后，自动关断开关。 3.要求电路能够调节自动水龙头开关打开的时间。 系统组成框图 红外自动水龙头开关控制电路的总体框图如图1所示： 图1 红外自动水龙头开关控制电路的总体框图红外自动水龙头开关控制电路是由红外线发射电路、红外线接收电路、时间延迟电路、自动水龙头开关电路和电源电路5部分构成的。 红外线发射电路的功能是利用红外线发光二极管发射光脉冲，从而实现电路对人体或物体的感应。红外线接收电路功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲，并且将光脉冲信号转化为电信号，同时对其进行放大。时间延迟电路的功能是利用单稳态电路的特性，实现对自动水龙头开关打开时间的控制。自动水龙头开关电路

的功能是利用电磁阀作为自动水龙头的开关，从而可以通过电信号对自来水进行控制。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。 2.设计原理分析 电路主要芯片介绍 2.1.1 NE555时基电路简介 NE555的内部电路结构图如图2所示： 图2 NE555内部电路结构图 NE555时基电路是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，它由比较器1C 和2C 、基本RS 触发器和集电极开路的放电三极管D T 三部分组成。 其内部电路结构：1I υ是比较器1C 的输入端（也称阈值端，用TH 标注），2I υ是比较器2C 的输入端（也称触发端，用TR ）标注。1C 和2C 的参考电压（电压比较的基准）R1V 和R2V 由Vcc 经三个5k Ω电阻分压给出。在控制电压输入端Vco 悬空时，R1V =(2/3)Vcc , R2V =(1/3)Vcc 。如果Vco 外接固定电压，则R1V =Vco ，R2V =(1/2)Vco 。D R 是置零输入端。只要在D R 端加上低电平，输出端O υ便立即被置成低电平，不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使D R 处于高电平。图中的数码1～8为器件引脚的编号。 2.1.2 MC78L12CP 简介 MC78L12CP 是一种三端小电流正稳压电源，它的最大输出电流是100mA 。 电路原理图 红外自动水龙头开关控制电路的总电路图如图3所示： 图3 红外自动水龙头开关控制电路的总电路图 该电路由红外线发射电路、红外线接收电路、时间延迟电路、自动水龙头开关电路和电源电路5部分构成。

红外线自动水龙头控制电路的设计与制作

红外线自动水龙头控制电路的设计与制作 作者：XX [摘要]：“节本降耗”是每个企业追求的目标。传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费，在这个基础上，我响应了国家的号召“节本降耗”的精神，设计了自动供水电路，不 但可以节约用水，而且还降低了公司内部成本，达到了“节本降耗”的目的。本设计介绍了用红外发射与 接受电路设计自动水龙头的原理及设计方案。红外式自动水龙头由红外发射电路、红外接受放大电路、控 制电路、电磁阀、电源组成。经5V恒压源，供给控制电路工作，然后由红外发射电路发射红外线，经红 外接收电路接收、再经过放大选频，最后由控制电路控制电磁阀的开启，从而控制水龙头的开启和关闭的 一个过程。电路设计简单、使用方便、同时便于节能。由于知识有限，在文章叙述中肯定有不恰当之处， 希望各位老师多提出宝贵意见。 [关键词]：红外线选频放大电磁阀继电器。 绪言 随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 水资源是不可缺少的，没有水不管人或事物都不能存活。节约用水是一种美德。普通水龙头当然也是一种选择，但是如果人们有急事却忘了关水会使水一直流，从而会浪费很多水。要是在干旱的地区水就犹如他们的生命。当然如何方便地控制水流的流出、关闭也成了我们关注的！所以本设计一种方便开关同时也可以专门为那些容易忘记关水的人使用。 本论文设计是一种红外线控制水龙头。采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。当人或事物靠近时，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、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。可在强光下工作，给人们生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、车站、工厂、学校、餐厅等场所。而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外自动水龙头、扩大其应用，有着非常现实的意义。

红外线水龙头自动控制电路

河南理工大学电子技术课程设计报告 红外线水龙头控制电路 所在学院：电气工程与自动化学院 姓名：郑凯宁 学号：310608020631 专业班级：自动化06-6班 指导老师： 2009年1月8日

摘要 水是生命之源，然而地球上能够直接供人们使用的淡水资源却很贫乏，而且分布不均，特别是随着经济的发展，无论是在农业还是在工业方面对淡水的需求越来越大，所以我们应该大力提倡节约用水，寻求可持续发展。为此设计用红外线自动控制电路控制水龙头，从我们日常生活中减少水资源的浪费。 学以致用，针对节约用水的问题，结合自己所学的知识，开发一种既能节约用水，又操作简单方便、有实用性的水龙头。本设计要求水龙头具有红外线自动控制功能，当有人接近或盛水容器靠近时，水龙头能自动打开，以一定流速放水；离开时水龙头自动关闭。这样不仅使用起来就很方便，而且可以防止因疏忽忘记关水龙头造成水资源的白白浪费，同时又避免各种传染病的扩散和传播，可以广泛应用在公共场所（如学校、医院）的餐厅、食堂、卫生间等，既节约用水，又方便、安全卫生。 该红外线水龙头控制电路由滤波整流电路、灵敏度调节电路、红外发射电路、红外接收电路以及电磁阀控制电路等组成。用到的元器件有光电传感器（红外发射器、红外接收器、）开关放大电路、光电耦合器、电磁阀、555集成芯片以及电阻、电容若干，由220伏交流电供电，经变压器从次级输出9伏交流电压，该电压经整流、滤波、稳压，得到5伏电压提供给控制电路。整个电路的核心是基于555定时器的红外传感器，由红外发射电路和红外接收电路构成，一块555集成芯片用于控制红外线信号的产生，另一块用于红外接收，其中在第二块集成芯片中1、2管脚还设有一级自动偏置限制电路，其作用主要是用来防止强光的冲击干扰和提高对弱信号的放大能力。当有人洗手或接水时接近水龙头的手或容器将红外线反射回一部分，由红外接收电路接收并转化为电信号传递给后继电路，继而引发电磁阀的控制活动。

红外线控制自动水龙头

红外线控制自动水龙头

目录 前言 (2) 1 红外线自动控制水龙头的原理框图 (3) 1.1.1 红外线自动控制水龙头工作原 (3) 2.1 工作原理图 (4) 2.1.1 方案一的原理图 (4) 2.1.2方案一的工作原理 (6) 2.2.1 方案二的原理图 (5) 2.2.2 方案二的工作原理 (6) 3 电路的基本设计 (7) 3.1 稳压电源的设计 (7) 3.2振荡器电路的设计 (7) 3.3红外接收控制电路的设计 (9) 3.4电压放大电路的设计 (9) 3.5音调译码器的设计 (9) 3.6三端稳压器 (9) 3.7LM567调制传感器 (9) 4 方案比较 (8) 5 重点参数计算 (9) 5.1振荡频率的计算 (9) 5.2选频 (9) 6 课程设计体会 (10)

前言 水资源是不可缺少的，没有水不管人或事物都不能存活。节约用水是一种美德。普通水龙头当然也是一种选择，但是如果人们有急事却忘了关水会使水一直流，从而会浪费很多水。要是在干旱的地区水就犹如他们的生命。所以本设计一种可以不会浪费水，专门为那些容易忘记关水的人使用。 本论文设计一种以红外控制水龙头。采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。当人或事物靠近时，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、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。可在强光下工作，给人们生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、车站、工厂、学校、餐厅等场所。而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外自动水龙头及扩大其应用，有着非常现实的意义。 红外线控制自动水龙头，是通过红外线来控制磁水阀门的开与关。用红外线的发生装置和接收装置实现对是否有人要用水龙头的判断，通过放大电路及其电磁水阀门的控制电路（由音频译码器LM567组成）实现智能控制。 接下来就是我红外线控制自动水龙头的设计方案。