【正文】 個低壓電源開關，當其接收到一個位于所選定的窄頻帶內的輸入音調時，開關就接通。 主要用于振蕩、調制、解調和遙控編、譯碼電路。當輸入信 號于通帶內時提供飽和晶體管對地開關，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。 圖 39 LM741集成運算放大器 圖 310 LM741引腳功能圖 圖 311 內部原理圖 音調譯碼器采用 LM567鎖相環(huán)電路，鎖相環(huán)內則包含一個電流控制振蕩器（ CC0）、一個鑒相器和一個反饋濾波器。此引腳圖（如圖310所示）。 LM741是高性能內補償運算放大器，功耗低，無需外部頻率補償，具有短路保護和失調電壓調零能力。SFM50638地內部原理圖（如圖 38所示）。當手放到水龍頭下時，IC1 不能接受紅外線， IC2 的 3 腳無信號輸入， 8 腳輸出高電平，使得 VT1 導通，繼電器 K吸合，使其常開觸點閉合，接通電磁閥 Y的 220VAC， Y開始動作，使水龍頭放出自來水，同時 LED發(fā)出綠光 ，指示水龍頭正工作于放水狀態(tài)。 IC2與 R C12組成振蕩器， RC12 決定 IC2內部壓控振蕩器的中心頻率， LM567 的 3腳為信號端， 8 腳為邏輯輸出端，該輸出是 1 個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。 LM56開關放大電路 VT901固態(tài)繼電器 TAC0電磁閥構成控制電路（如圖 37所示）。 紅外接受控制電路的設計 本電路是用小型一體化紅外接收 /解調塊接受頭 SFM50638和鎖相環(huán)電路。 （ a）電路圖 (b)工作波形 圖 36 由定時器構成的多諧振蕩器 由于 555內部比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，這時振蕩頻率受電源的溫度變化的影響較小。穩(wěn)壓電源電路（如圖 35所示）。 200v交流電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經過橋式整流電路 D1~D4 和濾波電容C1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器 LM7805的 Vin和 GND兩端形式一個并不十分穩(wěn)定的直流電壓（該電壓常常會因為市電電壓的波動或負載的變化等原因而發(fā)生變化）。 單元電路的設計 +5v的穩(wěn)壓電源的設計 電路為輸出電壓 +5V，輸出電流 。紅外脈沖調制經 ，經 C1藕合至 LM741，再經 C2輸入到 LM567的第發(fā)射 接收 反射表面 x 10 4 Vout x/mm 3管腳，經識別譯碼，使得中心頻率 f=1/ 40KHZ一致，使第 8管腳輸出為低電平，又經反 相后，驅動 VT2導通，繼電器因控制有信號觸發(fā)而有交流輸出。其振蕩頻率為 f=（ R0+2R1） C7，振蕩輸出信號驅動 TLN104型的 LED1~LED3 工作，從而產生紅外脈沖調制波。其中發(fā)射電路由多諧振蕩器和紅外發(fā)射二極管；接收電路包括紅外接收管 D1和 D運算放大器（ LM741）、音頻譯碼器（ LM567）、繼電器 K、電源電路等組成。設定出電壓達到某一閥值時作為目標，不同 的目標距離閥值，電壓是不同的。紅外反射光強法的測量原理是將發(fā)射信號經調制后送給紅外管發(fā)射，光敏管接收調制的紅外信號（如圖33所示）。如果直接用發(fā)射和接收管進行測量，將會因為干擾而產生錯誤信號。理論上光電傳感器只要位于被測區(qū)域反射表面可受到光源照射，同時又能被接收管接收到的范圍進行檢測，然而這是一種理想的結 果。系統(tǒng)組成方框圖如圖 32所示。當人手或物體離開自動水龍頭時，接收光電管接收不到反射光信號，驅動電路斷開電磁閥電源，從而關閉水源。紅外線控制自動水龍頭的控制過程是：當人或物體靠近自動水龍頭時，紅外發(fā)射光電管發(fā)出的紅外經人和物體反射到紅外接收光電管。光譜范圍，靈敏度，抗干擾能力，輸出特性等都 是反射式光電傳感器的重要參數(shù)。 圖 31 反射式紅外傳感器 反射式光電傳感器可以用來檢測地面明暗和顏色的變化，也可以探測有無接近的物體。當有物體靠近時，一部份紅外光被發(fā)射到接收管。 多諧振蕩器 調幅紅外光 紅外接收 電壓放大 （ LM741） 音頻譯碼 （ LM567） 電磁閥動作 第三章 紅外線控制自動水龍頭設計 水龍頭的構成及傳感器控制 水龍頭采用了反射式紅外傳感器。 某些光敏電阻對于可見光中間部分的靈敏度較高。 另類的應用，用發(fā)光二極管當充電二極管，它的材料能帶較寬，只接收短波的可見光。在短波方向如果波長太短，靈敏度也會下降。 接收管的光譜特性： 光電二極管，光電三極管都是半導體 PN 結光電元件，靠內光電效應接收光線，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。工作頻率一般較低，但也有高的。 這些光電接收管的外殼有無色透明和黑色兩種，黑色管殼幾乎只透過紅外光，與紅外發(fā)光管配套使用。光電三極管產生的電流較大 ，無需前置高倍放大，但是速度較低，調制頻率低于 100KHz。光電二極管產生的電流小，需要高倍放大，但是速度很高，可以高頻調制，在遮光狀態(tài)下的特性類似普通二極管，使用時加反向電壓，輸出與光照強度近似成正比的光電流。另外，不同材料的發(fā)光效率（一般以量子效率衡量，量子效率 =發(fā)射的光子數(shù) /流過的電子數(shù)）也有較大的差別（見表 21）。紅外線 LED配合紅外接收管抗干擾能力強，但是不適合用于識別顏色，因為物體在可見光下的顏色不能很好的代表它對于紅外線的反射率。 3毫米的白色高亮度管子持續(xù)最大電流 20毫安，一般低亮度的管子要小一些，工作電流的限制一是發(fā)熱限制平均電流，二是高電流下亮度飽和限制峰值電流，有些管子電流大了之后還會變色。（ 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，電源電壓較高時不可反饋。 發(fā)光二極管（ LED） 做傳感器的 LED要求亮度高，顏色合適，光斑形狀合適。 因此 ,光電式傳感器 在檢測和控制中得到廣泛的應用。利用這種性質，可對檢測物體的顏色進行檢測。因此，傳感器能長期使用。也可進行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。 （ 3）響應時間短 光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構成，所以不包含機械性工作時間， 響應時間非常短。它的特長有以下七點： （ 1）檢測距離長 如果在對射型中保留 10m以上的檢測距離等，便能實現(xiàn)其他檢測手段（磁性、超聲波等） 無法離檢測。它包括一個可以發(fā)射紅外光的固態(tài)發(fā)光二極管和一個用作接收器的固態(tài)光敏二極管（或光敏三極管）。超聲波距離傳感器可以廣泛應用在物位（液位）監(jiān)測，機器人防撞，各種超聲波接近開關，以及防盜報警等相關領域，工作可靠，安裝方便， 防水型，發(fā)射夾角較小，靈敏度高，方便與工業(yè)顯示儀表連接，也提供發(fā)射夾角較大的探頭。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生 多普勒效應。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。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?0 年代末以來 ,隨著集成電路技術的發(fā)展 ,出現(xiàn)了與微型測量儀表封裝在一起的電容式傳 感器。電容器傳感器的優(yōu)點是結構簡單 ,價格便宜，靈敏度高 ,過載能力強，動態(tài)響應特性好和對高溫、輻射、強振等惡劣條件的適應性強等。面積變化型一般用于測量角位移或較大的線位移。因此電容式傳感器 可分為極距變化型、面積變化型、介質變化型三類。若忽略邊緣效應，平板電容器的電容為ε A／δ，式中ε為極間介質的介電常數(shù)， A為兩電極互相覆蓋的有效面積 ,δ為兩電極之間的距離。它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。面陣 CCD的結構要復雜得多，它由很多光敏區(qū)排列成一個方陣，并以一定的形式連接成一個器件，獲取信息量大，能處理復雜的圖像。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構，生產工藝相對較簡單。線陣 CCD通常將 CCD內部電極分成數(shù)組，每組稱為一相，并施加同樣的時鐘脈沖。因此，許多采用光學方法測量外徑的儀器，把 CCD器件作為光電接收器。 CCD圖像傳感器 這種傳感器可直接將光學信號轉換為數(shù)字電信號，實現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和 復現(xiàn)。如目前已能生產面積小于 30um21000 1000 像素的探測器陣列，由于采用了基于銻化銦的新器件，目前已達到了分辨率小于 ℃的溫差，使對目標的識別達到更高的水平。 此外，加拿大、以色列、韓國、澳大利亞、波蘭、新加坡的一些公司和機構都在盡力發(fā)展先進紅外焦平面陣列熱攝像儀技術，競爭已遍及全球幾大洲。美、英、法、德、日、加拿大、以色列等西方發(fā)達國家都在競相研制和生產 先進的紅外焦平面陣列攝像儀，其中美國在紅外焦平面陣列傳感器的發(fā)展水平方面處于遙遙領先地位，其焦平面陣列規(guī)模已達 2048 2048元，已接近與可見光硅 CCD 攝像陣列的水平。以適應當今品種多批量小的電子市場的需求，大大提高了產品的市場競爭力。當人或事物靠近時，自動產生控制信號繼電器動作，使電磁閥得電吸合從而自動放水。 本論文設計的是一種以紅外線自動控制的水龍頭。而且大大地擴展了原先水龍頭的功能。發(fā)出的二極管光為不可見光，當發(fā)出光被某一信號調制后，只有專門的解調電路才能收到。在其推動下，現(xiàn)代電子產品幾乎滲透了社會的各個領域，有力地推動了社會生產力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，同時也使現(xiàn)代電子產品性能進一步提高，產品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。 關鍵字： 傳感器、紅外線、自動控制 Abstract Water is indispensable, save water is a virtue. What we see is basically ordinary faucet, but often we can also found that, when we because urgent and fot to turn off the faucet can make water has been flowing, thus wasting a lot of water. Water is the source of our lives, no matter in drought or water meters of the township. So this design can not waste water, convenient for us, but also the easily fet shut water use. This paper designed a kind of infrared control faucet. This circuit is simple in design, both in appearance, such advantages as high maneuverability, the traditional faucet easy to waste water, violated the modern society is seeking green low carbon goal, in this basis, automatic water supply circuit design, not only can save water, but also reduced the natural, social, pany wealth. Infrared type automatic control faucet consists of infrared emission circuit, infrared receiving amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power ponent. When people or things close, automatically generate control signal relay action, make the electromagic valve fits the absorption of water to electricity function. It convenient installation, high sensitivity, antijamming ability, long service life. Emit light uniform stability, has bee necessary in People39。而且大大的擴展了原先水龍頭的功能。它安裝方便、靈敏度高、抗干擾能力強，使用壽命長。紅外式自動控制水龍頭由紅外發(fā)射電路、紅外接收放大電路、控制電路、電磁閥、電源組