自动冲厕控制器.doc

电子设计与制作项目4 自动冲厕控制器第一部分 “自动冲厕控制器”设计与制作电路功能简介一、功能说明自动冲厕控制器主要由电源电路、红外线光控开关电路和信号输出控制电路等组成。红外线光控开关电路采用锁相环单音检测电路LM567构成自发射自接收的闭环控制形式。信号输出控制电路部分由参赛选手自己设计完成。二、电路功能简介红外线光控开关电路将LM567产生的方波电信号调制在红外线光信号上并发射出去，红外线光敏二极管接收该信号，并把其变为电信号，经放大，又被LM567自身检测到。这样，LM567自身的振荡频率与要接收的信号频率永远相同（即使由于某种原因使LM567的振荡频率发生了变化）。在一定的频带宽度内，由于LM567只对与自身振荡频率非常接近的信号产生响应，而对其他频率的干扰信号不响应，因此，该装置具有可靠性高、抗干扰性强、安装调试简单的特点。该装置也可应用于自动门、自动水龙头、防盗报警、危险区域误入报警、警戒区域侵入报警等控制。信号输出控制电路实现功能为：红外发射和接收“感应”到人体时继电器吸合几秒钟，发光二极管亮几秒钟，代表放水阀打开冲厕，当人一直在红外发射和接收管前（即一直“感应”到人体时）继电器不吸合，当人离开时红外发射和接收管没有“感应”到人体时，继电器吸合几秒钟，发光二极管亮几秒钟，代表放水阀打开冲厕。具体功能示意图如下： 三、元器件介绍1.集成电路LM567LM567为通用音调译码器，当输入信号于通带内时提供饱和晶体管对地开关，电路由I与Q检波器构成，由电压控制振荡器驱动振荡器确定译码器中心频率。用外接元件独立设定中心频率带宽和输出延迟。LM567管脚图和内部原理图如图1和图2所示：图1 LM567管脚图图2 LM567内部原理图LM567的具体参数如下：l 逻辑兼容输出具有吸收100mA电流吸收能力。l 可调带宽从0%至14% l 中心频率调节从0.01Hz到500kHzl 电源电压5V-15V。2.集成电路NE555NE555为8脚时基集成电路，引脚如图3所示。可以组成的电路：1）单稳态：用于定（延）时、消抖动、分（倍）频、脉冲输出、速率检测等。2）双稳态：用于比较器、锁存器、反相器、方波输出及整形等。3）无稳态：用于方波输出、电源变换、音响报警、电控测量、定时等。图3 NE555管脚图 图4 LM324管脚图3.集成电路LM324LM324是四运放集成电路，管脚图如图4所示。11脚接负电源，4脚接正电源。四、电路原理图第 2 页 共 6 页图5 红外线光控开关电路原理图第 6 页 共 6 页一、元件参数选择设计部分按照给定的电路原理图，从所给定套件中正确选择元件焊接、调试使电路能正常可靠地工作。并补充完成下清单表（对应名称/参数，填入所选元件在电路中的代号），要求必须与电路板上所焊接实物严格一致。序号名称代号数量序号名称代号数量10.1UC1, C22194.7KR1,R8,R137210UC31205.1KR2,R5,R6,R1943100UC4, C142215101447UC5, C15, C163223.3K352200pC6123100K560.01uC7, C8, C9, C10424200K47510pC111255118270pC1212620190.022uC1312710K510100uC171281K1111N4007D1, D222947K4121N4148D3,D4230100K电位器RW1, RW2213PWR2.5J1131自锁按键SW1114发光二极管LED1，LED2232L7809U1115电源线P1 133LM324(带座)U21169013Q1134LM567（带座）U31178050Q2135红外接收管VP1118红外发射管VL1136焊锡丝1二、电路设计部分（注意：在效果同样的情况下，用元件成本越高，得分越低） 用给定的设计部分套装材料，按要求设计出电路，画出电路图，并在万能板区上焊接、调试出来。并填写完附录1设计部分套装材料清单（对应名称/参数，填入所选元件在选手设计的电路中的代号）。（1）信号输出控制电路用设计部分套装材料，设计出信号输出控制电路具体功能示意图如下：设计要求：l 设计部分电路的供电电源直接取主板电源。l 继电器吸合发光二极管点亮代表冲厕。l 设计功能为只有在来人到来和离开时冲厕。人在和无人时不能冲厕。l 设计冲厕时间为2秒到10秒。l 设计电路在万能板区上焊接调试完成，电路原理图画在下面空白处。l 原理图参数和焊接实物必须保持一致。设计电路原理图（在此处画出）附录1 设计部分套装材料清单序号名称代号数量序号名称代号数量10.01uF11210K4247u1134.7K73100 uF1145.1K241N4148415120K256脚继电器1166.8K36电源线317510K278050218100K电位电位器19470320NE555（带座）110220K221LM324（带座）1117.5K222连接导线1三、电路板焊接要求焊点大小适中，无漏、假、虚、连焊，焊点光滑、圆润、干净，无毛刺；引脚加工尺寸及成形符合工艺要求；导线长度、剥头长度符合工艺要求，芯线完好，捻头镀锡。焊接不符合工艺要求：少于5处扣1分；510处扣3分；1020处扣5分；20处以上扣10分。四、产品装配要求印制板插件位置正确，元器件极性正确，元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求；接插件、板间连接、紧固件安装可靠牢固，印制板安装对位；无烫伤和划伤处，整板清洁无污物。装配不符合工艺要求：少于5处扣1分；510处扣3分；1020处扣5分；20处以上扣10分。五、电路统调调试实现“自动冲厕控制器”各项功能：l 电源电路工作正常l 红外线光控开关电路工作正常l 信号输出控制电路工作正常（1）在红外线光控开关电路中U2B在电路中起 （反向放大器/同向放大器/比较器/积分器/微分器/低通滤波器/带通滤波器/高通滤波器）作用，U2A和U2C分别组成了 （反向放大器/同向放大器/比较器/积分器/微分器/低通滤波器/带通滤波器/高通滤波器）。在U2D组成的 （反向放大器/同向放大器/比较器/积分器/微分器/低通滤波器/带通滤波器/高通滤波器）中D3、D4起 作用。在电路中R14起 作用（2）利用仪器设备检测各测试点的信号，记录波形参数并填写下表： 1）接通电源测试测试点T6、T9的波形并记录参数。T6：记录示波器波形示波器T9：记录示波