自动洗手器 的设计

1、自动洗手器自动洗手器 的设计的设计课题基本要求 1、设计一个用于控制水龙头自动出水的装置； 2、当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间1S以内），水龙头也能自动出水； 3、工作电源为交流220V； 4、灵敏度可调；注：请在第7周（3.29）之前完成作品制作和设计报告。课程设计的基本要求 1、查找资料、确定课题的总体设计方案，画出总方框图，划分各单元电路的功能，并进行各单元电路的设计，画出电路图。方案报指导教师审核，提出修改意见。2、选择元器件型号，确定元器件的参数。3、应用Protel99软件设计电路原理图，设计PCB板图，制作出电路板，完成焊装。.4、自拟硬件的测试方法

2、及步骤（注意：请务必保证工作电源正常后请务必保证工作电源正常后，方能插上其它集成芯片），并进行电路调试，最终实现设计要求的功能。5、每人独立完成一份设计报告，报告的组成部分如下： （1）题目；（小二号黑体） （2）设计人（含专业、学号等）、指导教师、设计时间；（小三号黑体） （3）摘要、关键词（35个）；（五号字） （4）正文包括：设计任务；设计方案（含系统总框图）；各功能模块设计（含各模块原理图、集成电路封装及功能描述、工作原理、最后形成系统原理图）；硬件调试要点；结果分析、改进思路及设计工作总结； （五号字） （5）参考文献； （五号字） （6）附件（元器件清单、系统原理图、PCB版图）。

3、自动洗手器实现方案自动洗手器实现方案 1、目前，自动洗手器使用最多的方案是利用红外发射接收实现自动控制； 2、也有采用红外感应实现自动控制出水控制，但该方案成本较高，易受干扰。 建议同学们采用红外控制方案。红外控制方案F12AD1-D44007X4LED1R11K+C11000uF/25v132IC17805+C2100uF/25VRW15kLED2T19013C3104OUT8GND7Ct6Rt5Ofil1Lfil2IN3V+4IC3LM567+C42.2uF+C51uFC6R6+5V+VTRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1IC4555outR3C7C8104out

4、+5VR45.1KT29013R51KLED3D5400712J1+VVinVin220Vac10VacSFH506-38IC2红外发射红外接收32184ALM358LED10k10k10k10k470k5k10.01uf+5V红外接收R210KRW2红外接收电路代替SFH506-38R7200R810k+5V+1uF23456789红外接收波形图38KHz载波调制信号发射信号接收信号1接收信号2（库房接收头）（SFH506-38）LM567的原理与应用 1脚输出滤波,2脚环路滤波(脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽：电容值越大，环路带宽越窄。脚所接电容的容量应至少是脚电容的2倍。 ) 脚是输入

5、端，要求输入信号25mV; 4脚接Vcc, 7脚接地; 、脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2，f21/1.1RC; 脚是逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，允许最大灌电流为100mA。 LM567的工作电压为4.759V，工作频率从直流到500kHz，静态工作电流约8mA。LM567的原理与应用 （1）逻辑输出具有高达 100mA的吸收电流； （2）锁定带宽范围从0% 到14%中心频率； （3）噪声抑制能力强； （4）抗假信号干扰能力强； （5）中心频率稳定度高； （6）中心频率从0.01Hz到500KHz可调。图5.7.1 LM567的内部结构及引脚鉴相器I鉴相器Q

6、压控振荡器放大器12345678输出滤波环路滤波信号输入VccGND输出定时电容定时电阻 电路工作时，输入信号与压控振荡器VCO的振荡信号在鉴相器（双平衡模拟乘法器）中鉴相，相差信号经环路低通滤波后，形成与相差成一定比例的电压信号，用于控制VCO输入频率跟踪输入信号的相位变化，若输入信号频率落在锁相环路的捕捉范围内，则环路锁定，VCO的频率与输入信号的频率一致。 鉴相器（双平衡模拟乘法器）与鉴相器工作方式略有不同，它是利用压控振荡器的输出信号经90度移相后与输入信号鉴相，因而鉴相器的输出电压达到输出范围的最大值，经运放后反相输出，其输出是集电极开路方式，采用该方式方便输出信号与TTL或CMOS

7、电路匹配，且可直接驱动继电器等小功率负载。 中心频率为f=1/1.1RC；捕捉的带宽为BW=1070sqrt(Vin/fC2 ) 其中25mVVin200mV，Vin为有效值，） LM567的工作频率范围为0.01HZ500kHZ，而且工作频率十分稳定。最大锁范围为14%f0，电源电压为4.75V9V，输入电阻为20千欧，典型工作电流为7mA，主要用于单音解码。 （1）为了便于调试和维修，导线的颜色和安装应符合一定的要求。通常正电源用红线，负电源用蓝线，地线用黑线；线径不要太细，否则容易断开；连线不允许跨接在集成电路上，应从芯片周围过，且尽量做到横平竖直；按上述要求做不仅电路整齐美观，而且能提

8、高电路的可靠性、便于检查和排除故障。 （2）将线路板的各引线梳理整齐，避免乱缠在一起，将工作台的管脚、焊锡渣等清扫干净，以避免这些杂质引起线路板局部短路。准备好纸笔，把各步骤调试的现象记录下来，并加以适当的说明。 （3）认真检查线路接线是否正确无误。根据原理图逐一检查各器件连接是否正确、器件型号参数是否正确、有极性的器件（如二极管、三极管、稳压管、电解电容等）方向是否正确。借助万用表电阻档测各点的对地电阻，并与原理图的理论分析对照，以便找出电源对地短路、元器件焊点之间短路等故障。 （4）确定线路安装无误后，若部分关键芯片可拔起来的话先拔起来，再接入电路设计要求的电压，观察电路中各元件是否有严重

9、发热、冒烟、异常声响、异常气味等不正常现象。若有异常现象，应立即断开电源，直到故障排除后方能再次通电；若无异常，用万用表测芯片座电源输入电压是否符合要求，若符合要求则断开电源后插上芯片再重新通电，若不符合要求要进行排查直至符合要求才能断电插上芯片。（5）单元电路调试。一个复杂的电子线路系统通常由多个单元电路组合而成，调试时先按照信号流向逐级逐单元调试。调试前应明确本单元电路的调试要求，按调试要求测试性能指标和观察波形或频谱。电路调试包括静态调试和动态调试，静态调试指单元电路无信号输入时，调整相关元件，测试各测试点的电流、电压、波形等，使这些信号满足设计指标，它是动态调试的基础。动态调试是指单元

10、电路加入规定的信号，调整相关元件，测试各测试点的电流、电压、波形等，使这些信号满足设计指标。（6）整机联调。各单元电路调整完毕后，将各单元电路连接起来进行静态调试和动态调试，用万用表、示波器、扫频仪、频谱仪等仪器检查电路的性能参数，分析测量结果是否满足设计指标，若有故障或指标不满足设计要求及时采取相应措施。（1）目视检查法检查电源线、信号线是否连错；PCB板布线是否布错；器件型号、参数是否正确；二极管、三极管、稳压管、电解电容极性是否正确；功率器件、芯片等是否异常发热；元器件之间、焊点之间、信号线之间、PCB铜膜导线之间是否存在局部短路；观察显示装置（指示灯、数码管、液晶屏等）的显示内容大体推

11、断故障部位和性质。（2）信号循迹法寻找电路故障时，一般可以按照信号的流程逐级进行。从电路的输入端加入适当的信号，用示波器或电压表等仪器逐级检查信号在电路内各部分传输的情况，根据电路的工作原理分析电路的功能是否正常，如果有问题，应及时处理。调试电路时也可从输出级向输入级倒推进行，信号从最后一级电路的输入端加入，观察输出端是否正常，然后逐级将适当信号加入前面一级电路输入端，继续进行检查。这里所指的“适当信号”指频率、电压幅值等参数应满足电路要求，这样才能使调试顺利进行。（3）对分法把有故障的电路分为两部分，先检测这两部分中究竟是哪部分有故障，然后再对有故障的部分检测，一直到找出故障为止。采用“对分

12、法”可减少调试工作量。 （4）分割测试法 对于一些有反馈的环形电路，如振荡器、稳压器等电路，它们各级的工作情况互相有牵连，这时可采取分割环路方法，将反馈环去掉，然后逐级检查，可更快查出故障部分。对自激振荡现象也可以用此法检查。 （5）电容旁路法 如遇电路发生自激振荡或寄生调幅等故障，检测时可用一只容量较大的电容器并联到故障电路的输入端或输出端，观察对故障现象的影响，据此分析故障的部位。在放大电路中，旁路电容失效或开路，使负反馈加强，输出量下降，此时用适当的电容并联在旁路电容两端，就可以看到输出幅度恢复正常，也就可断定旁路电容的问题。这种检查可能要多处试验才有结果，这时要细心分析可能引起故障的原

13、因。这种方法也可用来检查电源滤波和去耦电路的故障。 （6）对比法 将有问题的电路的状态、参数与相同的正常电路进行逐项对比。此法可以较快地从异常的参数中分析出故障。 （7）替代法 把已调试好的单元电路代替有故障或有疑问的相同的单元电路（注意共地），这样可以很快判断故障部位。有时元器件的故障不很明显，如电容器漏电、电阻变质、晶体管或集成电路性能下降等，这时用相同规格的优质元器件逐一替代试验，就可以具体的判断故障点，加快查找故障点的速度，提高调试效率。 （8）静态测试法 故障部位找到后，要确定是哪一个或哪几个元件有问题，最常用的就是静态测试法和动态测试法。静态测试是在电路不加信号时用万用表测试电阻值

14、、电容器漏电、电路是否短路或断路，晶体管和集成电路的各引脚电压是否正常等，通过测试发现判断故障元件。 （9）动态测试法 当静态测试还未能找到故障时，采用动态测试法。测试时在电路输入端加上适当的信号再测试元器件的工作情况，观察电路的工作状况，分析、判断故障原因。本课程设计的故障排查（信号循迹法）本课程设计的故障排查（信号循迹法）1、测试电源是否正常，若不正常查电源部分电路；2、测试1点信号波形是否为近似方波，且幅度约为4伏，若不正常查LM567部分电路；3、测试2点信号波形是否为近似方波，且幅度为零点几伏，若不正常查R2及其铜膜导线；4、测试3点信号波形是否为近似方波，且幅度约为4伏，若不正常查T1和LED2是否坏或方向错；5、有反射时，测试4点是否有信号波形，且信号频率和1点的信号频率相同，若无可能红外接收管坏或方向错；6、有反射时，测试5点是否有信号波形，若无可能LM358及其周边电路有问题；7、有反射时，测试6点是否有信号波形，若无可能C3及其铜膜导线有问题；8、有反射时，7点应为低电平，否则LM567及其周边电路有问题；9、有反射时，8点应为高电平，否则NE555及其周边电路有问题；10、有反射时，9点应为零点几伏电压，且继电器吸合，指示灯亮，否则可能继电器有问题。断电时量继电器的1和2脚之间的阻值应为几百欧。红外发射接收管引脚判断+-红外发射管正向电阻约1200欧+