《传感器论文》word版.doc

红外线自动洗手器的原理摘要：红外线自动洗手器通过对红外线的感应来控制水龙头阀门的开关，当人手接近时，红外线发射管辐射出的红外线信号被手反射，被红外线接收电路接收，由LM567与NE555组成的控制电路对此作出反应，使水龙头阀门自动打开；当人手离开时，经过一定的延时（0到2min）之后阀门自动关闭。本文主要对洗手器的控制电路进行介绍，它由整流稳压电路、红外线发射接收及控制电路、延时电路及固态继电器组成，目前广泛应用于学校、医院、企业等的用水设施中。关键词：红外线自动洗手器；整流稳压电路；控制电路；延时电路The principle of infrared automaticwashing device Abstract: Infrared automatic washing device controls the running of faucet valve by responding to infrared radiation, when somebodys hand approaching, the infrared signal which is emitted by infrared radiation emitting diode will be reflected by hand and then infrared receiver circuit will receive it, response will be produced by the control circuit which is consisted of LM567 and NE555, which can make the faucet valve open automatically; On contrary , when peoples hand get away from it, the faucet valve will close automatically after a delay (its time ranges from 0 to 2 minutes). This article is mainly to introduce the control circuit of such washing device, which is consisted of rectifier voltage circuit、infrared radiation emitting circuit、infrared radiation receiving circuit、 control circuit 、time-lapse circuit and the solid-state relay. Nowadays, it is widely used in the water facilities in schools 、hospitals and enterprises.Keywords: infrared automatic washing device; rectifier voltage circuit ;control circuit; time-lapse circuit 1.前言红外技术作为传感技术的重要组成部分，广泛应用于军事领域、民用工程领域以及人民的日常生活之中。红外线自动洗手器是红外技术在日常生活中应用的典型实例，它与自动干手器配套使用。目前应用于自动洗手器中的核心元件有CX20106A与LM567,本文将介绍以LM567为核心的自动洗手器,该洗手器使用方便可靠，只要将手放在洗手器下，水龙头就会自动释放水，特别适合于酒店、宾馆、医院等公共场合，因为不需要用手去拧水龙头，它在卫生层面上提高了一个档次，能有效防止手上细菌等微生物的传染，同时还有节水、省时等诸多优点，未来将会有各位广阔的市场。在下文中将对红外线自动吸收器进行详细分析，将整个控制电路划分为三个模块，先总体分析控制电路的工作原理，然后对模块进行细入分析，对其核心元件的功能进行阐述。2.控制电路与工作原理红外线自动洗手器主要由LM567、NE555、7806、红外线发射管与接收电路、固态继电器以及电磁阀组成，其控制电路1如下：图1 红外线自动洗手器控制电路fig1 the control circuit of infrared automatic washing device2.1工作原理本电路利用220V市电供电，市电经变压器T作用之后转换为9V交流电压，再通过整流桥的作用转变为稍小于9V的直流电压，经R1限流之后驱动D1发红光，作为电源指示灯。C1、C2在电路中起到滤波作用，C2还有改善7806负载特性的作用。三端稳压集成电路7806将整流桥的输出电压转变为6V电压输出，为A1、A2、A3供电 。电路图中VD为红外发光二极管PH303，LM567芯片5管脚输出的震荡信号经VT1功率放大之后，推动VD向外发射红外线。A1为SFH506-38为红外接收电路，由它来对红外线进行感应，利用感应信号来控制LM567的工作。LM567的3管脚为信号输入端，8管脚为逻辑输出端，在没有人洗手时，A1接收不到VD发出的红外线，从而A2的3管脚没有输入，8管脚为高电平，A2的8管脚与A3的2管脚直接相连，在2管脚为高电平时，A3的三管脚输出低电平（NE555组成单稳态电路），从而三极管VT2截止，LED2不亮，继电器K处于释电状态，水龙头的阀门关闭，无自来水放出。在有人要洗手时，VD发射出的红外线被人手反射，从而被A1接收，经放大之后输入到A2的3管脚，使得8管脚输出低电平，从而A3的2管脚为低电平， A3的3管脚输出高电平，VT2导通，继电器K吸合，从而使其常开触点K闭合，水龙头接通释电放水。同时LED2发出绿光，指示水龙头在工作。当人手离开时，A1没有接收红外线，NE555提供一定的延时之后关闭，这可以防止人手偶尔偏离红外线探测区之后，在一定时间内仍能有水放出。2.2控制电路将电路图进行模块化划分得电路框图如下：图2 控制电路的框图 fig2 diagram of the control circuit 下面对各模块进行分析：2.2.1整流稳压电路前级整流电路如下：该级电路主要由变压器、整流桥、三端稳压器7806组成,其工作原理在2.1中有所介绍：图3 前级整流稳压电路 fig3 rectifier voltage circuit （1）整流桥的工作原理：很多电路要用直流电源供电，为了方便对市电的利用，就需要将市电转换为所需电压的直流电，整流电路的作用是将交流转换为直流的电路大部分由变压器、整流器以及滤波电路组成，变压器将市电转换为幅值较小的交流电，整流器将交流转换为直流，镇流器的转换过程可用下图表示：当输入的交流为正半周时：当输入的交流为负半周时：从以上分析可以看出，输出不再是交流，输入、的对应输出如下图所示：此输出经电容C1滤波，C1使通向负载的直流电流变得平滑，在一个周期之内，电容C1被两次充放电，使得输出的电压波形更加平滑，减少了脉动成分，起到了滤波的作用。（2）7806的作用：整流滤波后得到的直流电压通常是不稳定的，这是因为交流电网的供电电压常有波动，使得整流滤波后的直流电压也相应变动，为了得到稳定的直流电压，避免电压的变化对电路工作状态的影响，需要利用稳压器达到稳压的作用。7806是三端集成稳压器中的一种，它是将调整管、稳压管与取样放大管等制作在一块芯片上，它的输出电流为1A，7806的输出电压为6V。它在使用时要与电容连接，电容C1即可以减小整流后电压的波动，又有一只输入端瞬态过电压的作用，电容C2则能改善其负载特性。2.2红外线发射、接收及其控制电路图三 中间级控制电路Fig3 intermediate level control circuit该级电路的工作原理在2.1中已有介绍，在此只对一些细节进行声明,VD为红外线发射，A1为红外线接收电路，为防止在没有人要洗手时A1对红外线的吸收，在安装时需要将A1与VD并排朝下放置。（1）红外线发光二极管：LM567的3管脚为信号输入端，8管脚为逻辑输出端，3由A1来控制，8控制A3的2管脚，LM567的输出为集电极开路的晶体管输出，最大灌电流为100mA。LM567的工作电压为4.75-9V，工作频率为0.1Hz-5000kHz,静态工作电流为8mA。2.3延时电路与固态继电器电路：图4 NE555单稳态电路以及继电器电路fig4 single steady-state circuit of NE555 and relay circuit此电路为NE555组成的单稳态电路，在管脚2处为高电平时（小于8管脚电压的），此时3管脚将输出高电平，使LED2灯亮，同时促使VT2导通，继电器K吸合，使常开触点K闭合，水龙头放水。NE555可提供一定的延时，一般为几秒钟。延时与电阻R5以及C7有关，即为继电器工作的时间为暂稳态的时间，要大于A2的8管脚低电平的持续时间。满足如下关系2：3.总结本文主要针对红外自动洗手器的工作原理进行了阐述，将控制电路划分为三个模块进行具体分析，并详细介绍