紅外控制臺燈課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-10 11:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，由 JK觸發(fā)器代替電壓比較器 LM293 對紅外感應(yīng)器輸出信號的判斷和處理。仿真時， 開關(guān)按鈕一端接地，一端接一個 JK 觸發(fā)器 ， 當開關(guān)按鈕按下時輸出為低電平，出現(xiàn)下降 沿，時鐘信號為下降沿、初始狀態(tài)為 0 的 JK 觸發(fā)器工作， Q 管腳穩(wěn)定輸出高電平 至三極管基極，即 B 管腳。三極管基極高電平，三極管導(dǎo)通，驅(qū)動后續(xù)電路工作，臺燈亮，繼而實現(xiàn)由紅外感應(yīng)信號控制電路工作的要求，實現(xiàn)自動化。 圖 感應(yīng)模塊電路圖 燈控制電路模塊 燈控制模塊主要功能為接收上個模塊，即觸發(fā)感應(yīng)模塊輸出的開關(guān)燈信號進行響應(yīng)，控制臺燈的亮起與熄滅。 燈控制模塊主要由一個三極管、一個繼電器和燈管組成。三極管作為電子開關(guān)，控制繼電器的工作狀態(tài)。 繼 電器的繞線端（兩個管腳端）串接一個二極管，同時一個管腳接三極管的發(fā)射極端，即 C 管腳，另一個管腳接 +5V 電壓。 220V 交流電源通入燈，然后連接繼電器的開關(guān)端（三個管腳端）單獨的一個腳，另外的兩個腳一個腳接與燈相同的交流 220V 電壓，剩余的一個管腳接地，三極管基極（ B 管腳）接上一模塊輸出，即觸發(fā)感應(yīng)模塊。當上一模塊高電平輸入三極管 B 管腳，三極管導(dǎo)通，繼電器繞線端導(dǎo)通，繼電器的開關(guān)端工作，燈管電路接通，臺燈亮。 燈光控制模塊原理框圖如圖 所示： J4Q15CL K1K16Q14S2R3U 1 : A7 4 L S 7 6Q1NP N 第 8 頁 圖 燈控制模塊框圖 Q1NP ND1DI O DE2 2 0 V+ 5 VL12 2 0 VR L 21 2 V 圖 燈控制模塊電路圖 開關(guān)控制模塊 開關(guān)控制模塊主要功能是分為兩個方面，一是電源開關(guān)，控制整個電路的電源的開 /關(guān)，是整個電路的總開關(guān)；二是模式切換開關(guān)，可以切換臺燈的使用模式，當不需要紅外感應(yīng)功能的時候，可以切換使用模式，使臺燈像普通臺燈般正常使用。 該模塊主要由一個單刀雙 擲 開關(guān)和單刀單擲開關(guān)組成，由單刀單 擲 開關(guān) 1 控制整個電路電源輸出，即電源開關(guān)，單刀雙 擲 開關(guān) 2 為模式切換開關(guān)，切換使用模式。 開關(guān)控制模塊的核心在于模式切換功能，使用者可以根據(jù)個人需要，選擇臺燈的工作模 式。開關(guān)控制模塊流程框圖如圖 所示： 單刀單擲開關(guān) 1 單刀雙擲開關(guān) 2 控制電源輸出 紅外感應(yīng)亮燈 選擇亮燈模式 高電平 三極管導(dǎo)通 繼電器工作 燈管亮 第 9 頁 圖 開關(guān)控制模塊框圖 開關(guān)控制模塊電路圖如圖 （ a）、 （ b）所示： 圖 （ a）電源開關(guān) 圖 （ b）模式切換開關(guān) 電路參數(shù)的計算及元器件的選擇 電源模塊參數(shù) 表 7805 電參數(shù) 參數(shù) 符號 測試條件 最小值 典型值 最大值 單位 輸出電壓 Vo Tj=25℃ V 1o, Po15W Vi= to 20v V 線性調(diào)整率 △ Vo Tj=25℃ , Vi= to 25V mV Tj=25℃ , Vi=8V to 12V 50 mV 負載調(diào)整率 △ Vo Tj=25℃ , lo= to 9 100 mV Tj=25℃ ,lo=250mA to 750mA 4 50 mV 靜態(tài)電流 IQ Tj=25℃ 8 mA 模式切換開關(guān)S W S P D T22 0 V接繼電器接燈管2 2 0 VV S I N E22 0 V電源總開關(guān)S W S P S T電源總開關(guān) 第 10 頁 靜態(tài)電流變化率 △ IQ lo=5mA to mA Vi=8V to 25V mA 輸出噪音電壓 VN f=10Hz to 100KHz, Ta=25℃ 42 μ V 紋波抑制比 RR f=120Hz, Vi=8V to 18V 62 73 dB 輸出 阻抗 Ro f=1KHz 15 mΩ 輸入輸出電壓差 Vo lo=,Tj=25℃ 2 V 短路電流 1SC Vi=35V,Ta=25℃ 230 mA 峰值電流 1PK Tj=25℃ A 感應(yīng)模塊 反射式紅外光電傳感器 E18D80NKN E18D80NKN 這是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，發(fā)射光經(jīng)過調(diào)制后發(fā)出，接收頭對反射光進行解調(diào)輸出。有效的避免了可見光的干擾。透鏡的使用，也使得這款傳感器最遠可以檢測 80 厘米距離的問題（由于紅外光的特性，不同顏色的物體，能探測的最大距離也有不同；白色物體最遠，黑色物體最近） 這是 NPN 型光電開關(guān)；輸出狀態(tài)是 0,1，即數(shù)字電路中的高電平和低電平。檢測到目標是低電平輸出，正常狀態(tài)是高電平輸出 。 檢測障礙物的距離可以根據(jù)要求通過尾部的電位器旋鈕進行調(diào)節(jié)。 該傳感器具有探測距離遠、受可見光干擾小、價格便宜、易于裝配、使用方便等特點，可以廣泛應(yīng)用于機器人避障、流水線計件等眾多場合。 電氣特性： 紅色： VCC；黑色： GND；黃色： OUT。 工作電壓： 5V DC 工作電 流： 10— 15mA 驅(qū)動電流： 100mA 感應(yīng)距離： 3— 80CM Output operation: Normally open(O) Output: DC threewire system(NPN) 機械特性： 圖 （ a） 傳感器實物圖 顏色：橙黃色 直徑 :18mm 長度 :45mm 引線長度 :20cm，帶杜邦頭 第 11 頁 Appearance: Threaded cylindrical Material: Plastic Ambient temperature: 25— 70℃ 應(yīng)用案例 ： 生產(chǎn)線貨物自動計數(shù)設(shè)備 多功能提醒器 圖 （ b） 傳感器內(nèi)部原理圖 走迷宮機器人 注意事項：在接線的時候， 請避免出現(xiàn)電源和地接錯的現(xiàn)象，該操作有可能造成傳感器永久性損壞；信號輸出端請加上拉電阻，阻值 1K 左右； 傳感器雖為耐水結(jié)構(gòu)，若裝上罩使用，勿使水和水容性切削油等淋到，則可更好地提高可靠性及壽命。還請避免在有化學(xué)藥劑，特別
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