红外线自动干手器毕业设计论文Word文档下载推荐.docx
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应用电子技术
班级
*****
指导教师
******
顾问教师
二〇一四年六月
摘要
随着社会经济的发展,人们的生活水平不断提高,相应着交叉感染的疾病也在不断地发生,以往人们洗完手进行干手都是利用毛巾擦干手上的水分,这样就造成了交叉感染的后果。
这就引起了我们对人们日常生活中对洗完手,要进行干手的细节的关注。
所以人们设计了干手器。
本设计主要是采用了反射式红外传感器,利用了红外线实现对干手器开关的自动控制,红外线自动干手器的控制由红外发射(SE303)、红外接收(PH302)与电压放大(LM741)、音频译码(LM567)、延时电路(555单稳态电路)、驱动电路(继电器)几部分组成。
本设计符合要求,能实现利用红外线来控制干手器进行工作。
以至于满足人们日常生活中避免交叉感染的要求。
关键词:
红外线LM567译码电路555电路继电器
Abstract
Withthedevelopmentofsocietyandeconomy,people'
slivingstandardcontinuestoimprove,thecorrespondingcrossinfectiondiseasesareconstantlytakingplace,peopleusedtowashyourhandsaredryhandsarehandusetoweldrywater,thuscausingcrossinfectionoftheconsequences.Thisleadsustothedailylifeofthepeopleofhandwashingtodryhands,attentiontodetail.Sopeopledesignedhanddryer.Thisdesignismainlyareflectiontypeinfraredsensor,theinfraredraytorealizetheautomaticcontrolofhandswitch,infraredautomaticcontroldeviceofhandbytheinfraredemission(SE303),infrared(PH302)andvoltageamplification(LM741),audiodecoding(LM567),timedelayanddrivingcircuit(relay)partscomposition.Thedesignmeetstherequirements,canrealizetheinfraredcontroldevicefordryinghandstowork.Thatmeettoavoidcrossinfectioninthepeopledailyliferequirements.
keywords:
InfraredLM567decodingcircuit555ciruitmagticvalve
第一章绪论
1.1课题研究背景
随着电子技术的发展,当前电子产品的设计正朝着速度快、容量大、体积小、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。
干手器是一种卫浴间用烘干双手或者吹干双手的洁具电器,分为感应式自动干手器和手动干手器。
它主要运用于宾馆、餐馆、科研机构、医院、公共娱乐场和每个家庭的卫生间等。
当洗手后,将双手伸在自动干手器的出风口下,自动干手器会自动送风,迅速使您的双手去湿变干,而当您把手一离开自动干手器送风口时它又自动停风关机。
可达到不要毛巾擦干手上水分和防止疾病交叉感染的要求。
本课题设计的是一种以红外线自动控制的干手器。
采用了反射式红外线传感器,这种传感器的发射与接收是合理化的。
当人或事物靠近时,自动产生控制信号使继电器动作得电吸合从而自动吹风。
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。
因此,研究红外线自动控制的原理及其应用,有着非常重要的意义。
本设计满足了人们在日常生活中自动化的需求,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主要研究内容
本论文设计一种以红外线自动控制的干手器。
当人或事物靠近时,自动产生控制信号继电器动作,使继电器得电吸合吹风的功能。
当人手离开后,红外光又照射到接收头上,吹风机的继电器自动关闭。
在设计过程方面,从总体方案、单元电路、元器件选择和设计到装配、调试、试验、检测、应用以及注意事项等同样进行了细致的介绍。
第二章方案设计
2.1功能及技术指标
功能:
自动控制当人的手接近干手器时,干手器自动打开,当手远离时,干手器自动关闭。
技术指标:
干手器在人吹风时延时时间为13秒。
2.2方案设计的组成框图
根据设计的要求和技术指标,能实现红外控制干手器的方案比较多,但考虑到经济等一些方面,方案便确定下来了。
如图2-1所示:
图2-1方案框图
(1)每个部分的功能细化:
1)红外发射:
由振荡器产生一个40kHz的高频信号,使红外发射管发光,将电信号转化成光信号。
2)红外接收:
接受红外发射管发射的红外光信号,然后将其转化成电信号。
3)电压放大:
将红外接收转化成的微弱电信号放大,使其变成高电压。
4)音频译码:
音频译码器采用LM567锁相环电路,锁相环内侧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。
此音频译器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选定的音频时,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。
5)延时与驱动:
接受到音频译码后的电压,利用555单稳态电路延时使继电器吸合,继而是干手器打开工作。
(2)根据框图,显然需要红外发射,红外接收,电压放大,音频译码,延时驱动等电路组成。
其中的每一个功能部件又都有多种选择的余地,当我们对每一个功能部件进行分析、比较、选择和确定后,总体方案便确定下来了。
这里列举出各功能可能用到的一些部件:
1)多谐振荡器:
74LS04,555电路。
2)红外发射与接收:
SE303,PH302二极管。
LM741,LM358,LM359等。
LM567。
5)延时电路:
555单稳态。
6)驱动电路:
固体继电器,电磁继电器。
7)电源:
变压器,交流电压,稳压。
经分析与研究,我们决定使用555多谐振荡器,SE303,PH302二极管组成红外发射与接收,电压放大用LM741,音频译码用LM567,延时驱动电路用555单稳态电路与继电器,电源由变压器与交流电组成。
第三章原理设计
3.1红外线发射电路的设计
红外线发射电路是由555多谐振荡电路是产生一个40kHz的高频信号,使红外发射管(SE303)发光,将电信号转化成光信号。
555电路组成的多谐振荡器产生40kHz的信号驱动红外发射管(SE303)发光。
如图3-1所示:
图3-1红外线发射电路
(1)红外线发射电路的设计原理
1)红外发射的功能:
555组成的多谐振荡电路驱动红外发射管向外发射频率为40kHz的红外线。
2)红外线发射电路的组成:
由555多谐振荡电路,SE303红外发光二极管,电阻器R2,R3,R4,电容器C3,C4组成的电路。
接通电源9V,由U1(NE555)及其外围容阻元件构成的多谐振荡器通电工作,驱动红外发光二极管工作,将红外信号调制发射出去。
3)产生频率为40kHz的多谐振荡器的参数计算,包括R2,R4,C3的设计。
根据方案设计要求,设计出如图3-1所示,频率为40kHz的多谐振荡器。
振荡周期计算公式:
T≈0.7(R2+2R4)C。
所以要产生产生频率为40kHz的多谐振荡器,即周期为0.025ms,则取R2=9.1k,R4=13k,C3=1000p,所以T≈0.7(9.1k+2*13k)*1000p≈0.025ms,f=1/T=40kHz。
4)红外线发射电路分析
图3-1是电路为红外线发射电路,主要组成部分就是555构成的多谐振荡器和红外线发射管SE303。
SE303发射的红外线在可见光范畴之外,故用PH302感应接受红外线。
而555作为多谐振荡器发射固定频率的方波脉冲信号,激发SE303产生频率为40kHz的红外线。
电流从R2、R4进入,给C3充电,2脚、6脚电压升高,当6脚电压超过2/3VCC(6V)时,555复位,输出端3脚输出电压为低电平。
之后C2通过R2对7脚放电,当2脚电压低于1/3VCC(3V)时,输出端3脚输出高电平,SE303向外发射红外线。
电源又通过R2、R4给C3充电,当2脚电压大于6V时,触发器再次翻转。
如此3号脚输出特定频率的脉冲方波信号。
从555输出端的电流大概是200mA,而SE303正常工作只需20mA。
故连上R3来限流,保护红外线发光二极管。
(2)555电路的介绍
555电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,应用十分广泛。
它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路,由于内部电压标准使用了三个5k电阻,故取名555电路。
1)555电路的工作原理
555电路的内部电路原理图,如图3-2(a)所示。
它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关管T,比较器的参考电压由三只5k电阻器构成的分压器提供。
它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相器、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。
A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
555芯片的引脚图。
如图3-2(b)所示。
当输入信号自6脚,即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通;
当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC进,触发器复位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止。
RD是复位端(4脚),当RD=0,555输出低电平。
平时RD端开路或接VCC。
图3-2555定时器内部原理图及引脚排列
VC是控制电压端(5脚),平时输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一0.01µ
F的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。
T为放电管,当T导通时,将给接于7脚的电容器提供低阻放电通路。
555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路,可方便地构成单稳态触发器,多谐振荡器,施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。
2)555构成多谐振荡器
图3-3(a
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