紅外線控制自動(dòng)水龍頭的設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀
【正文】 同時(shí)也要感謝自己遇到困難的時(shí)候沒有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法來解決問題。在畢業(yè)論文設(shè)計(jì)過程中，我遇到了許許多多的困難。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅使我對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)有了更深的理解，而且還讓我認(rèn)識(shí)到了理論知識(shí)對(duì)工作實(shí)踐的重大意義，學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際。為了解決上述多個(gè)探頭臨近的問題，在使用多組傳感器時(shí)，做了以下改動(dòng)（如圖316所示）：?jiǎn)为?dú)用一個(gè)單元（圖中右邊的567）作振蕩，給其余四個(gè)單元（圖中只畫了一個(gè)）提供同步的時(shí)鐘信號(hào)，消除了差拍問題。三端穩(wěn)壓器的工作原理（如圖314所示）：,保護(hù)電路和恒流源。LM567的基本工作狀況有如一個(gè)低壓電源開關(guān)，當(dāng)其接收到一個(gè)位于所選定的窄頻帶內(nèi)的輸入音調(diào)時(shí)，開關(guān)就接通。此引腳圖（如圖310所示）。IC2與RC12組成振蕩器，RC12決定IC2內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率，LM567的3腳為信號(hào)端，8腳為邏輯輸出端，該輸出是1個(gè)集電極開路的晶體管輸出，最大灌電流為100mA，LM567的工作電壓為4．75～9V，工作頻率0．1Hz～500kHz，靜態(tài)工作電流為8mA。穩(wěn)壓電源電路（如圖35所示）。其振蕩頻率為f=（R0+2R1）C7，振蕩輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)TLN104型的LED1~LED3工作，從而產(chǎn)生紅外脈沖調(diào)制波。如果直接用發(fā)射和接收管進(jìn)行測(cè)量，將會(huì)因?yàn)楦蓴_而產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)。紅外線控制自動(dòng)水龍頭的控制過程是：當(dāng)人或物體靠近自動(dòng)水龍頭時(shí)，紅外發(fā)射光電管發(fā)出的紅外經(jīng)人和物體反射到紅外接收光電管。第三章 紅外線控制自動(dòng)水龍頭設(shè)計(jì) 水龍頭的構(gòu)成及傳感器控制水龍頭采用了反射式紅外傳感器。接收管的光譜特性：光電二極管，光電三極管都是半導(dǎo)體PN結(jié)光電元件，靠內(nèi)光電效應(yīng)接收光線，因此入射光子能量超過材料能帶寬度才能接收，表現(xiàn)在它的光譜。光電二極管產(chǎn)生的電流小，需要高倍放大，但是速度很高，可以高頻調(diào)制，在遮光狀態(tài)下的特性類似普通二極管，使用時(shí)加反向電壓，輸出與光照強(qiáng)度近似成正比的光電流。（2）氮化鎵材料的高亮度LED容易被反向電壓、靜電或電源尖峰擊穿損壞，電源電壓較高時(shí)不可反饋。因此，傳感器能長期使用。它包括一個(gè)可以發(fā)射紅外光的固態(tài)發(fā)光二極管和一個(gè)用作接收器的固態(tài)光敏二極管（或光敏三極管）。電容式傳感器是一種用途極廣，很有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅鳌Ｒ虼穗娙菔絺鞲衅骺煞譃闃O距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。線陣CCD有單溝道和雙溝道之分，其光敏區(qū)是MOS電容或光敏二極管結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)工藝相對(duì)較簡(jiǎn)單。如目前已能生產(chǎn)面積小于30um210001000像素的探測(cè)器陣列，由于采用了基于銻化銦的新器件，℃的溫差，使對(duì)目標(biāo)的識(shí)別達(dá)到更高的水平。當(dāng)人或事物靠近時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生控制信號(hào)繼電器動(dòng)作，使電磁閥得電吸合從而自動(dòng)放水。在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，使用方便，同時(shí)更利于節(jié)能，“節(jié)能降耗”是我們追求的目標(biāo)。當(dāng)人或事物靠近時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生控制信號(hào)，繼電器動(dòng)作，使電磁閥得電吸合從而自動(dòng)打開水源；反之則自動(dòng)關(guān)閉水源。因此，研究紅外線控制自動(dòng)水龍頭及其應(yīng)用，有著非常重要的意義。日本在世界上最先實(shí)現(xiàn)了100萬像元集成度的單片式紅外焦平面陣列等種類產(chǎn)品推向市場(chǎng)，搶占商機(jī)，法國、荷蘭、瑞典、英國、德國和意大利等在非制冷紅外熱攝像儀技術(shù)的發(fā)展方面，已顯示出其處于前沿的競(jìng)爭(zhēng)地位。CCD從功能上可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。其最常用的形式是由兩個(gè)平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器。缺點(diǎn)是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對(duì)靈敏度和測(cè)量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復(fù)雜等。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。 （4）分辨率高 能通過高級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)使投光光束集中在小光點(diǎn)，或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)高分辨率。通過幾種傳感器的辯證比較，我選擇了第四種——光電傳感器，并采用其中的反射式光電傳感器來作為我設(shè)計(jì)的核心元件。LED發(fā)光的原理是半導(dǎo)體PN結(jié)中的電子與空穴復(fù)合時(shí)產(chǎn)生光子，不同的材料由于能帶寬度不同，導(dǎo)致發(fā)光顏色和導(dǎo)通電壓不同。光敏電阻的電特性是電阻而不是恒流，受到光照后電阻值大幅度減小，輸出電流也較大，數(shù)量級(jí)類似光電三極管。理論上可以用于識(shí)別顏色。我設(shè)計(jì)的紅外線控制自動(dòng)水龍頭就運(yùn)用了它這個(gè)特點(diǎn)。 多諧振蕩器 調(diào)幅紅外光紅外接收電壓放大（LM741） 音頻譯碼 （LM567）電磁閥動(dòng)作圖32 系統(tǒng)組成方框圖 紅外反射式光電傳感器特性與工作原理反射式光電傳感器的光源有多種，常用的有紅外發(fā)光二極管，普通發(fā)光二極管，以及激光發(fā)光二極管，前兩種光源容易受到外界光源的干擾，而激光二極管發(fā)出的光的頻率比較集中，傳感器只結(jié)合搜很窄的頻率范圍信號(hào)，不容易被干擾，但價(jià)格較貴。發(fā)射接收反射表面x4x/mm10圖33 紅外發(fā)射接收原理圖 圖34 光強(qiáng)度相應(yīng)曲線圖 紅外線控制自動(dòng)水龍頭的工作原理 紅外線水龍頭控制電路系統(tǒng)的組成紅外線水龍頭控制電路包括發(fā)射電路和接收譯碼控制電路。它的電壓變壓器B，橋式整流電路D1~D4，防止自激電路CC3和一只固定式三端穩(wěn)壓器（7805）極為簡(jiǎn)捷方便的搭成。它具有體積小，無需外部元件、抗光電干擾性能好，接受角度寬、功耗低、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。圖38 SFM50638的內(nèi)部原理圖電壓放大電路采用LM741集成運(yùn)算放大器，（如圖39所示）。用外接元件獨(dú)立設(shè)定中心頻率帶寬和輸出延遲。LM567的引腳功能圖（如圖312所示）。輸入ViT調(diào)整管調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)恒流電源RSC誤差放大基礎(chǔ)電壓?jiǎn)?dòng)電路V 0短路保護(hù)輸出RA過熱保護(hù)地RB圖314 三端穩(wěn)壓器框圖 LM567調(diào)制傳感器LM567是一種比較廉價(jià)的音頻鎖相環(huán)集成電路，利用它可以構(gòu)造性能較好的反射式光電傳感器（
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