自动水龙头的设计毕业论文

自动水龙头的设计毕业论文内容摘要：

反应稳压电源的优劣情况，包括波纹电压及温度系数，稳定度，等效内阻等因素。 稳压电源的性能，主要从以下四方面的来要求： （ 1）稳定性好 当输入电压在规定范围内变动时，一般要求输出电压的变化很小。 稳定度指标 S 是输出与输入电压之间的函数，而稳压电源克服输入电压所需的能力是稳定度指标的反映。 当 输入电压一定时，稳定指标 S 越小，电源的稳定度越高，输出电压的变化越小。 （ 2）输出电阻小 输出电压应基本保持不变，即不随负载而变化。 输出电压和负载电流的变化量之比等于输出电阻。 稳压电源性能要优质，即输出电阻在 到 1Ω之间。 （ 3）电压温度系数小 外界温度的变化会使输出电压发生漂移运动。 当环境温度变化时，稳压电源不会发生变化，输出电压的漂移运动被有效地抑制，同时为了保持输出电压稳定，温度系数 KT 用输出电压的漂移表示。 （ 4）输出电压纹波小 输出电压为 50Hz 或 100Hz 的交 流分量，通常用有效值或峰值表示纹波电压。 稳压电源对其进行调节，纹波电压经整流滤波电路的整流滤波后，在很大程度上减少，稳压系数 S正比于减少的倍数。 3 系统中各模块的设计 7 V i n1GND2V ou t3 12 12 1234 2 2 0 VTUC1C2 C3C41 2 V5 0 H Z 图 稳压电源电路图 由滤波电容 C1 和 C3 电压变压器 B， D1 到 D4 构成桥式整流电路，是消除 C2，C3 产生的自激震荡。 高交流电压通过变压器变换成低交流电压，再经过桥式整流电路 D1 到 D4 的整流和滤波电容 C1，在固定式三端稳压器的输入和接大地端形成不稳定的直流电压（通常情况下该电压会随负载或市电电 压而发生变化）。 会对其进一步的稳压和 C3 的再次滤波，高精度的电压从输出端输出，且直流输出电压的稳定性非常好。 振荡电路部分 的 设计 不需外接输入信号，就能将直流能源转换成具有固定的波形，幅度和频率的交流输出的电路是振荡电路的特性（如图由 555 定时器构成的多谐振荡器所示）。 图 电路图 图 工作波形 由定时器构成的多谐振荡器图 商丘工学院本科毕业论文（设计） 8 振荡电路是能产生方向和大小都为周期函数的电路， 由于 555 内部比较器具有较高的灵敏度，而且采用差分放大电路，这时当电源温度变化时，振荡频率几乎保持不变。 因此需调节 R1 的阻值，来控制 f 的改变，目标值为 1Hz 的每秒脉冲信号，闸门信号就有它得出。 震荡器由 IC1(NE555)和 C1， R1 和 R2组成。 R R2， C1决定其震荡频率，经分析知道振荡频率为 f 为 比 R1与 R2 的和。 代入数据计算振荡频率约为。 IC1(NE555)的引脚 3 输出多谐振荡器产 生脉冲信号，从而驱动红外线发射管 SE303工作。 发射管 SE303 向外发出红外线，注意红外线频率和振荡频率应该保持相同。 红外接收控制电路部分设计 红外接收解调电路的设计 红外接收控制电路是用具有一体化红外发送和接收 ,锁相环电路，解调块接收 电路组成的。 它具有体积小，接受角度宽，功耗低，无需外部元件，灵敏度高，抗光电干扰性能好等优点。 LM567，固态继电器，电磁阀，开关放大电路构成控制电路。 如图 接收解调控制电路所示。 V i n1GND2V o u t3 1234 T1 U1C1 C2C3C4123 t VCC L M 5 67 JR1C5C6C7C8R5R4U4T2U3R2R3U222 0VI C 23586 图 接收解调控制电路 音频解 码电路 LM567即 IC2 是由 1 片锁相环组成的，封装类型为 8脚双列直插，信号输入端为引脚 3，引脚 5， 6 上的阻容元件的频率决定引脚 3 的频率。 R5， C8 和 3 系统中各模块的设计 9 IC2 组成振荡器； IC2 内部压控振荡器的中心频率由 R5， C8 决定； LM567 的引脚 3为信号端，引脚 8 为逻辑输出端，它由集电极开路的晶体管组成， 100 毫安为其最大电流，电压为 ～ 9V 就能确保 LM567 正常工作，工作频率应为 ～ 500kHz，8mA 是其静态工作电流。 当人或物超出被测距离范围时， IC1接到发射电路发射的红外脉冲，并对其放大然后送到 IC2 的引脚 3 输出， IC2 的引脚 8 就会输出高电平，三极管 U4 被截止，继电器断电处于断开状态，电磁阀停止动作，水龙头自动停止放水。 当人或物位于被测范围时， IC1 即三端稳压器由于接受到红外光，信号就会输入到 IC2 的引脚 3，所以引脚 8 输出低电平， U4 便开始导通，进而继电器 K吸合，常开触点闭合，电磁阀 Y 接通，电压 220V， Y 开始动作，使水龙头自动出水， LED开始发出绿色光源，此时水龙头便开始正常工作。 反之，电磁阀不工作，无水流流出来。 其内部原理图如图 所示 图 红外接收控制电路内部原理图 光电传感器在 各种光电检测系统中光电传感器是一种能将光转换成电的关键元器件，它把光信号比如红外线，紫外光辐射和可见光转变成为电信号，由一个接收器的光 敏三极管或固态光敏二极管和一个发射红外光的固态发光二极管组成的。 本论文选用反射式光电传感器，因为它有如下优点：检 测距离长， 对检测物体的限制少，便于调整，分辨率高，响应时间短，可实现非接触的检测和可实现颜色判别。 发光二极管一般采用的是低电压供电，供电电压大约在 6 到 24V 之间，发光二极管用 磷化镓等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示元器件装置设备。 LED 发光原理是通过半导体 PN 结中的电子与空穴在复合时产生光子。 但不同的材料，发光颜色和导通电压也不一样。 由于发光二极管由 PN结构成，有单向导电性，因此也可广泛应用于各种仪表，家电，电子电路等设备中，作电平指示或电源指示。 它的优点如下：光电效率高，耗电量少，使用寿命长，安全可靠性强，有商丘工学院本科毕业论文（设计） 10 利于环保和对人有保护作用。 红外接收二极管又叫红外光电或者红外光敏二极管。 将光信号变成电信号是由红外线接收管完成的，而由特殊材料制成的 PN 结是它的核心部 件，为了能更多更大面积的接到光线，尽量大的做 PN 结的接触面积，同时尽量减小电极面积， PN 结的结深很浅大约小于 1 微米。 这些结构上的特点为光电转换打下了坚实的根基。 此外和普通半导体二极管类似， SiO2 保护层焊在了硅片上， PN 结的边缘靠它才能被保护起来。 同时管子的稳定也大大提高，暗电流也相应的减小。 红外接收二极管工作在反向电压，且反向电流很小，是在没有光照的时候。 当有红外光照时，部分红外线光子由于携带能量从而进入 PN 结，把能量传给共价键上的束缚电子，使少量电子挣脱共价键，从而产生电子空穴对。 漂移运动是它们在反向电 压作用下产生的。 光的强度越大，反向电流随之变大。 电压放大电路的设计 电压放大电路采用 LM741 集成运算放大器（如图 LM741 集成运算放大器所示）。 LM741 运算放大器具有短路保护和调失调电压为零，性能高，功耗低的性能，无需外部频率对其进行有效的补偿就能工作的元器件。 LM741 的管脚功能是：调零端为引脚 5，输入端为引脚 6，正电源端为引脚 7，引脚 8为悬空端，调零端为引脚 1，反相输入端为引脚 2，同相输入端为引脚 3，负电源端为引脚 4。 引脚图如图 LM741 引脚功能图所示。 内部原理图如图 所示。 图 集成运算放大器图 图 引脚功能图 放大器主要由输入级 ， 偏置电路 ， 中间放大级 ， 输出级四 个模块 组成，如图 所示。 3 系统中各模块的设计 11 +Vcc Ui Uo 图 放大电路的组成 它的等效电路图如图 所示 图 放大电路的电路原理图 差分 放大 级 中间 放大 级 互补 对称 输出 级 偏置 电路 商丘工学院本科毕业论文（设计） 12 音频 译码器 的设计 本次使用的音频译码器采用 LM567 锁相环电路，锁相环里面包含 VCO 电流控制振荡器，鉴相器和反馈滤波电路。 音频译码器的模块包含晶体管开关和稳定的锁相环路，当音频限制在某个固定值时，接地方波便可产生。 当输入信号位于通频带范围之内时，晶体管的对地开关需要连接，电路由 Q 与 I 检波器，电压控制振荡器构成，确定译码器频率的中间值，用外接元器件来设定输出延迟和中心频率带宽。 它主要用于解调和遥控编码译码，振荡，调制电路。 LM567 的基本工作状况类似一个低压电源开关，要想开关接通，它必须接收，较窄频带内的输入音调。 通用的 LM567还可以用做锁相环电路和波形可变发生器。 当其作为音调控制开关 并运用时，所检测的中心频率必须设定在 到 500KHz 的取值范围， 14%内的任何值是检测带宽设定中心频率的范围。 可以通过选择外电容和电阻在一个宽时间范围内对开关输出延迟做某些改变。 LM567 的管脚功能是：输出滤波为引脚 1，回路滤波为引脚 2，输入端为引脚 3，正电源端为引脚 4（电压最大值需为 12V），输出端为引脚 8，接地端为引脚 7，定时电容端为引脚 6，定时电阻端为引脚 5。 LM567 的引脚功能图如图 所示和 LM567的内部原理图如 图 所示。 输出滤波 1 8 输出 7 地 回路滤波 2 输入 3 6 定时电容 5 定时电阻 V+ 4。