红外线控制自动水龙头设计毕业论文

陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）说明书电子工程系 电气自动化技术 专业毕业设计（论文）题目 红外线控制自动水龙头 学生姓名 王贝 学号 12321-46指导教师 杜润宏 职称 副教授 2014 年 10 月 10 日陕西航空职业技术学院毕业设计（论文）答辩成绩评定书系部 电子工程系 专业 电气自动化技术 设计（论文）题目 红外线控制自动水龙头 成绩总评_学生姓名 王贝 学号 12321-46 指导老师 杜润宏 职称 副教授 评阅老师 职称 答辩委员会主任（签字） 2014 年 6 月 20 日毕业设计（论文）任务书电子工程系 系 电气自动化技术 专业学生姓名 王贝 学号 12321-46 一、毕业设计（论文）题目 红外线自动控制水龙头 二、毕业设计（论文）时间 2014 年 10 月 14 日至 2015 年 6 月 30 日三、毕业设计（论文）地点： 陕西航空职业技术学院 四、毕业设计（论文）的内容要求：（1）绘制系统组成框图，确定设计方案；（2）了解电路所需集成芯片的功能，参数和工作原理；（3）绘制整机电路图；（4）完成硬件调试；（5）提交毕业设计论文。指导老师 杜润宏 年 月 日批 准_ _ _ 年 月 日陕西航空职业技术学院毕业设计（ 论 文 ）题目名称 红外线自动控制水龙头毕业论文 院 （系） 陕西航空职业技术学院 专 业 电气自动化学生姓名 王贝 学 号 1232146 导师姓师 杜润宏 职称 导师 目录摘 要 .2ABSTRACT.2第一章 需求分析 .3第二章 红外线控制自动水龙头系统设计 .42.1 水龙头的构成及传感器控制 .42.2 系统组成方框图 .42.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理 .52.4 红外线控制自动水龙头的工作原理 .6第三章 单元电路的设计 .73.1 稳压电源的设计 .73.2 振荡器电路的设计 .73.3 红外接受控制电路的设计 .93.4 电压放大电路的设计 .103.5 音调译码器的设计 .113.6 三端稳压器 .133.7 LM567 调制传感器 .13总结 .16参考文献 .17致谢 .18附录 .19元件列表 .20摘 要本文介绍的全自动感应水龙头基于红外线反射原理，由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比，能够提高水资源的使用效率。使用方便，且由于不需要用手接触水龙头，避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用，可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。【关键词】传感器；红外线；自动控制ABSTRACTThe fully-automatic faucet described in this paper is fabricated based on the application of infrared reflectance technology, it is consist of infrared emission circuit, infrared receiving, amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power supply, etc. When people or things are around, control signal will be generated automatically, then the relay operates, energizing the solenoid valve to pull in and start to supply water; otherwise water will be shut off. It is simple in design and easy to use. Comparing with traditional faucets, it is also water-saving. Fully-automatic tap is more convenient and artistic, and it enables the users to wash their hands directly without touching the tap, avoiding the transmission of germs. It can be widely used into people-intensive sites such as shopping malls, schools and office blocks.【Key words】 sensor, infrared, automatic control第一章 需求分析随着经济的不断发展，人们对淡水的需求不断增加，不久的将来，淡水资源紧缺将成为世界各国普遍面临的严峻问题。据报道我国是一个水资源短缺的国家，若按人均水资源量计算，人均占有量只有 2500 立方米，约为世界人均水量的四分之一，世界排 110 位。由于全自动感应水龙头有自动控制水龙头开闭的效果，它杜绝了水资源的浪费，避免了人们因为忘记关水龙头致使水白白流走的问题，伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水 60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水 60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所。在公共场所，由于人员流动性比较大，公共设施的卫生情况普遍比较恶劣，传统水龙头必须通过人手操作，很容易造成病菌的大规模传播，而它就避免了洗手后，再次触摸水龙头造成的细菌污染，开关水完全由感应器自动完成，无需接触水龙头，有效避免细菌及交叉感染。全自动感应水龙头安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外线控制自动水龙头及其应用，有着非常重要的意义。第二章 红外线控制自动水龙头系统设计2.1 水龙头的构成及传感器控制水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（如图 2-1 所示） 。图 2-1 反射式红外传感器反射式光电传感器可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。我设计的红外线控制自动水龙头就运用了它这个特点。光谱范围，灵敏度，抗干扰能力，输出特性等都是反射式光电传感器的重要参数。这种光电传感器的基本原理是，当人或有物体接近时，遮挡了红外光，光敏元件接收到光信号，从而进行光电转换，电磁阀作用，使水源打开。红外线控制自动水龙头的控制过程是：当人或物体靠近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体反射到红外接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动转换为电信号，经过后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。当人手或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。2.2 系统组成方框图红外线自动控制水龙头整个控制过程分为 5 个部分。系统组成方框图如图2-2 所示物体多谐振荡器调幅红外光红外接收 电压放大（LM741）音频译码（LM567）电磁阀动作2-2 系统组成方框图2.3 红外反射式光电传感器特性与工作原理反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光