1、课课 程程 设设 计计 报报 告告 题目:自动洗手器的设计 设计人: 摘要 关键字:红外线自动洗手器 lm567 整流稳压电路 红外发射 红外接收 555 单稳延时 电路 正文 设计任务: 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; 设计方案: 1.系统总框图如下 2.各功能模块设计 (1)整流稳压电路模块 该模块电路原理图如图(1)所示,电源为 220V 市电经过变压器变压后的 10V 交流电压,经过 D1-D4,4 个 1N4007 组成
2、的整流桥整流后,由电容 C1 滤波,图中 LED1 为红色发光二极管,通过 R1 限流作为电源部分的指示 电路。三端整流集成芯片 7805 将经过整流滤波的电压转变为稳定的 5V 直流电供后面电路使用。电解电容 C2 用 于滤波作用和改善 7805 负载特性。 图中电容 C1 的取值由下估算而得 整流滤波后的电压+V 约为 12V,经过估计,后部分电路总电流最大时不超过 0.2A,由此估计电路等效负载 R=12/0.2=60 欧,由公式 RC=(35)T/2,带入计算得 C1 约为 830uF,故其电容值可取 1000uF,另外由于性价比 的考虑,四个整流二极管都取 1N4007。 图(1)整
3、流稳压模块电路原理图 (2)红外线发射接收及其控制电路 如图(2)所示,为电路的红外发射部分发射管通过RW1和R2限流,三极管VT1的基极通过R8限流接LM567 的5管脚,LM567,R9,RW2,C8组成振荡器,R9,RW2,C8决定LM567 内部压控振荡器的中心频率, 震荡 频率由公式f=1/(1.1*(R9+RW2)*C8)可算得,设计时经计算得:当C8取103时(0.01uF),要使震荡频率 在5-8KHZ范围可调则电阻应取9-18千欧。为适当降低灵敏度,我将R9设为5.1K,RW2设为5K,以减小无人时 干扰物体对红外线的反射。 LM567 的3 脚为信号输入端,8 脚为逻辑输出
4、端,其输出端为OC 门输出,最大灌电流为100mA,LM567 的工作电压为4.75V9V,工作频率可从零点几赫兹到500 千赫,静态工作电流为8mA。LM567 芯片5 脚输出 的振荡信号经三极管功率放大后,推动红外发射二极管LED2 向外发射红外线。 图中R14为上拉电阻。 图(2)红外发射电路 如图(3)所示,为红外线接收电路,电路通过电桥法,来取样输入信号,当红外接收头没有接收到反射回来 的红外信号时,LM3583 端输入的电压恒为 2.5V,当接收到红外信号,红外接收头的电阻会以接收到的频率变化 于是红外接收头阳极便产生一个类似于正弦波的信号,信号经过电容 C6 隔直作用,滤除直流成分,经过隔直的 信号在叠加在前面所述 2.5V 直流电压上来作为 LM358 输入端的输入信号。图中 LM358A 与 R10,R6,C4 构成同相 比例运算放大器,由于 C4 的作用,其对直流信号的放大倍数为 1,对交流信号的放大倍数由下面公式计算 A=1+R10/(R6+1/(*3.14*f*4),放大后的信号经过 C7 隔直再送入 LM567 的三端进行调制,