1.红外水龙头(3个电路)

1、指导老师：钱裕禄指导老师：钱裕禄 电气电气134 朱碧莹朱碧莹 2015.11.2 免触摸的红外线感应龙头由于使用卫生、方便，可以最大免触摸的红外线感应龙头由于使用卫生、方便，可以最大 限度的避免交叉感染的机会，特别适合公共场所使用，尤限度的避免交叉感染的机会，特别适合公共场所使用，尤 其适合饮食业的餐馆和卫生要求极高的医院使用。感应龙其适合饮食业的餐馆和卫生要求极高的医院使用。感应龙 头在杜绝因洗手而交叉感染的机会的同时，更能起到节约头在杜绝因洗手而交叉感染的机会的同时，更能起到节约 用水的目的用水的目的 引言：引言： 方案一：通过放大电路及其电磁水阀门的控制电路方案一：通过放大电路及其电磁

2、水阀门的控制电路 （由音频译码器（由音频译码器LM567LM567组成）实现智能控制组成）实现智能控制 方案二：采用方案二：采用CX20106CX20106红外线控制水龙头电路由红外发射红外线控制水龙头电路由红外发射 器、红外接收器、水阀门控制器组成器、红外接收器、水阀门控制器组成 方案三：直接用方案三：直接用NE555NE555组成的单稳态电路来作为控制电路组成的单稳态电路来作为控制电路 经比较，三种方案都是利用红外反射工作原理来设置的。经比较，三种方案都是利用红外反射工作原理来设置的。 其中方案二相对比较复杂一点，故排除。方案三与方案其中方案二相对比较复杂一点，故排除。方案三与方案 一比较

3、一下，一比较一下，虽然虽然方案三的稳定和精确度没方案一好，方案三的稳定和精确度没方案一好， 但是有些不太会，但是有些不太会，所以最后确定以方案所以最后确定以方案三三为设计方案为设计方案 该电路的核心器件是红外线发光二极管该电路的核心器件是红外线发光二极管SE303SE303。本电路的感应装置一般。本电路的感应装置一般 要求不可见，因此只能采用红外线发光二极管作为感应装置。要求不可见，因此只能采用红外线发光二极管作为感应装置。 本电路采用的是由本电路采用的是由NE555集成电路构成的多谐振荡器组成。其电路运集成电路构成的多谐振荡器组成。其电路运 行包括两个过程：一是利用直流电源经电阻行包括两个过

4、程：一是利用直流电源经电阻R1和和R2对电容对电容C1的充电过的充电过 程；二是电容程；二是电容C1经电阻经电阻R2从从NE555集成电路的集成电路的DIS端的放电过程。通过端的放电过程。通过 这两个过程的交替运行，就可以在这两个过程的交替运行，就可以在NE555集成电路的输出端集成电路的输出端Q产生出脉产生出脉 冲信号。其输出脉冲信号的频率冲信号。其输出脉冲信号的频率f和占空比和占空比q为：为： f=1/0.7(R1+2R2)C1=1/0.7(220k+222k)100F541Hz q=R1/(R1+2R2)=220k/(220k+222k)83.3 这样输出端这样输出端Q输出脉冲信号来控制

5、红外线发光二极管发射光脉冲，二输出脉冲信号来控制红外线发光二极管发射光脉冲，二极极 管管D1起保护红外线发光二极管的作用。起保护红外线发光二极管的作用。 该该电路包含两个部分：一是红外线接收电路；二是信号放电路包含两个部分：一是红外线接收电路；二是信号放 大电路大电路 反馈 偏置电阻 红外线接收电路实际上就是一个硅光电池红外线接收电路实际上就是一个硅光电池2CR21 硅光电池硅光电池2CR21的输出信号是一个十分微弱的信号，为了使后续电路的输出信号是一个十分微弱的信号，为了使后续电路 能够对光强信号进行处理，因此需要加入信号放大电路。其能够对光强信号进行处理，因此需要加入信号放大电路。其信号放

6、大电路信号放大电路 是由电阻是由电阻R4R7、T1、T2和和C3、C4构成构成，电路中采用了双三极管构成放，电路中采用了双三极管构成放 大电路，这样就可以使得电路的放大倍数比单管放大电路的倍数大电路，这样就可以使得电路的放大倍数比单管放大电路的倍数增加增加倍倍。 R5和和R6为放大电路集电极偏置电阻为放大电路集电极偏置电阻（调节基极偏置电流，使晶体管有一（调节基极偏置电流，使晶体管有一 个适合的工作点）个适合的工作点），C3和和C4为滤波电容。为滤波电容。R4为反馈电阻，其功能是保证为反馈电阻，其功能是保证 放大电路有一个稳定的静态工作点和稳定的输出电压放大电路有一个稳定的静态工作点和稳定的输

7、出电压V1。 硅光电池硅光电池 该电路主要由两部分构成：一是整流和滤波电路；二是由该电路主要由两部分构成：一是整流和滤波电路；二是由NE555NE555集成电集成电 路构成的单稳态电路。路构成的单稳态电路。 前端电路的输出电压前端电路的输出电压V1首先经过首先经过二极管二极管D2和和D3整流整流，再经过，再经过电容电容C5 滤波滤波，则在，则在NE555集成电路的集成电路的TRIG端产生了触发电平信号。端产生了触发电平信号。 当接收到红外线脉冲时，前端电路输出电压当接收到红外线脉冲时，前端电路输出电压V1经由整流和滤波在经由整流和滤波在 TRIG端产生一个高电平信号，输出端端产生一个高电平信号

8、，输出端Q输出低电平。当由于人体或输出低电平。当由于人体或 者物体的阻隔，没有接收到红外线脉冲时，前端电路没有输出电压者物体的阻隔，没有接收到红外线脉冲时，前端电路没有输出电压V1， 则则TRIG端输入为零，单稳态电路接收到触发信号，输出端端输入为零，单稳态电路接收到触发信号，输出端Q输出为输出为 高电平并保持一段时间。高电平并保持一段时间。延迟时间由可变电阻延迟时间由可变电阻R9和电容和电容C6的数值决的数值决 定定 由于电磁阀通过的是大电流、大功率，而直流电源一般无法提供很大的由于电磁阀通过的是大电流、大功率，而直流电源一般无法提供很大的 电流和功率，因此电磁阀需要交流供电，从而电路中的开

9、关需要采用继电流和功率，因此电磁阀需要交流供电，从而电路中的开关需要采用继 电器电路。而一般电器电路。而一般NE555NE555集成电路的输出电流无法驱动继电器，因此需集成电路的输出电流无法驱动继电器，因此需 要加入电流放大电路。要加入电流放大电路。 限流 保护 显示 该电路中的电流放大电路是由三极管该电路中的电流放大电路是由三极管T3构成的，其中构成的，其中R10为限流电为限流电 阻阻，T3为共发射极电路，当输出端为共发射极电路，当输出端Q输出高电平时，三极管导通饱输出高电平时，三极管导通饱 和，将输入电流放大和，将输入电流放大倍；当输出端倍；当输出端Q输出低电平时，三极管截止，输出低电平时

10、，三极管截止， 无电流通过。继电器当有电流驱动时，开关吸合，电磁阀通电，自无电流通过。继电器当有电流驱动时，开关吸合，电磁阀通电，自 来水流出；当无电流驱动时，开关断开，电磁阀不通电，没有自来来水流出；当无电流驱动时，开关断开，电磁阀不通电，没有自来 水流出水流出。 电路直接从电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路直接从电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压 电路将电路将220V220V交流电转换为交流电转换为+12V+12V直流电。整流电路采用二极管桥式整流直流电。整流电路采用二极管桥式整流 电路，电路，C C8 8、C C9 9、C C10 10和 和C C11

11、 11完成滤波功能 完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电，稳压电路采用三端稳压集成电 路来实现。路来实现。( (或采用电池供电或采用电池供电, ,要注意的是选择合适电池的指标参数与要注意的是选择合适电池的指标参数与 电路相匹配电路相匹配) ) 图为图为红外线发射电路的工作状态仿真图红外线发射电路的工作状态仿真图 由于条件有限，用发光二极管和灯泡的亮、灭来代替电路是否能够正常由于条件有限，用发光二极管和灯泡的亮、灭来代替电路是否能够正常 工作工作 由图可知，通过红外线发射由图可知，通过红外线发射 电路和接收电路，在电路和接收电路，在V V1 1处可处可 以输出稳定的电压，从而保以输出稳定的电

12、压，从而保 证时间延迟电路、自动水龙证时间延迟电路、自动水龙 头开关电路的正常工作头开关电路的正常工作 红外自动水龙头开关断开的工作状态仿真图红外自动水龙头开关断开的工作状态仿真图 红外自动水龙头开关吸合的工作状态仿真图红外自动水龙头开关吸合的工作状态仿真图 当由于人体或者物体的阻隔，没有接收到红外线脉冲时，前端电路当由于人体或者物体的阻隔，没有接收到红外线脉冲时，前端电路 没有输出电压没有输出电压V V1 1，则，则NE555NE555的的TRIGTRIG端输入为零，单稳态电路接收到触端输入为零，单稳态电路接收到触 发信号，输出端输出为高电平并保持一段时间，使自动水龙头开关发信号，输出端输出

13、为高电平并保持一段时间，使自动水龙头开关 电路有电流流过，当有电流驱动时，开关吸合，电磁阀通电，自来电路有电流流过，当有电流驱动时，开关吸合，电磁阀通电，自来 水流出；当没有人体或者物体的阻隔时，水流出；当没有人体或者物体的阻隔时，NE555NE555的的TRIGTRIG端输入为端输入为1 1， 单稳态电路的输出端输出低电平，自动水龙头开关电路中没有电流单稳态电路的输出端输出低电平，自动水龙头开关电路中没有电流 流过，无电流驱动，则开关断开，电磁阀不通电，没有自来水流出。流过，无电流驱动，则开关断开，电磁阀不通电，没有自来水流出。 电路中加入发光二极管电路中加入发光二极管LED2LED2和灯泡

14、和灯泡X2X2作为显示电路，显示自来水是作为显示电路，显示自来水是 否流出否流出，不亮则不流。不亮则不流。 视频地址： http:/ oMultiNeed 或： http:/ 感应水龙头选购方法：感应水龙头选购方法： 高档感应龙头的表面镀铬工艺是十分讲究的，一般都是经过多道工序高档感应龙头的表面镀铬工艺是十分讲究的，一般都是经过多道工序 才能完成。分辨水龙头铬层好坏要看其光亮程度，表面越光滑越亮代才能完成。分辨水龙头铬层好坏要看其光亮程度，表面越光滑越亮代 表质量越好。表质量越好。 1、掂重量掂重量 感应龙头掂在手上，感觉沉淀的为上品，沉淀的感应龙头多为铜质材感应龙头掂在手上，感觉沉淀的为上品，沉淀的感应龙头多为铜质材 料制造。如掂在手上感觉较为轻飘的龙头多为不锈钢材质的了，档次料制造。如掂在手上感觉较为轻飘的龙头多为不锈钢材质的了，档次 也较为低档。也较为低档。 2、听声音听声音 龙头的材质是最不好分辨的。好龙头是整体浇铸铜，敲打起来声音沉龙头的材质是最不好分辨的。好龙头是整体浇铸铜，敲打起来声音沉 闷。如果声音很脆，那一定