简易自来水开关控制电路设计本科论文

简易自来水开关控制电路设计本科论文内容摘要：

红外感应有一个范围，因此当人躺下床时，红外停止感应就关闭。 当人起身坐在床上时，红外感应就触发，灯就可以亮起来。 由于夏天南方室内气温高。 如今市场上仅有独的声光控制开关或是单独的红外控制开关，没有红外与声光控制相接 和的多功能开关。 如果就只有红外 单一的控制，就很容易受到外界干扰。 红外发射器 红外接收器 红外发射器 红外接收器 南昌大学共青学院毕业论文（设计） 第 3 章 自来水开关控制系统的电路设计 3 第 2 章 工作原理和设计框图 基本工作原理 通过红外线感应开关的关断，实现对自来水开关的控制。 在自来水感应开关控制器的设计中采用反射式感应方式。 通过对遮挡物反射来接收信号，再把信号进行一系列的滤波放大处理。 电路总体包括以下电路： 电源电路、红外线发射电路、红外线接收电路、时间延迟电路和自来水开关电路。 2． 1． 1 总体框图 图 2． 1． 2 基本工作原理 当人们需要用水时，器皿或手部遮挡红外线发射器，经过反射，光信号被红外接收电路接收并装换为电信号。 时间延迟电路的功能是利用 NE555 组成的 单稳态电路的特性，实现对自来水开关关断时间的控制。 最后自来水开关电路通过对电磁阀对自来水开闭进行控制。 而电源电路为以上电路提供电源。 本设计运用两块 NE555 集成电路 ， 一做滤除干扰作用，取出有用信号，二做延时电路，最后启动自来水龙头电磁阀，打开自来水。 设计中，为了减少干扰，提高感应灵敏度，技术上使用，快充慢放检波，防抖驱动，以获取设计所需效果。 红外线发射电路 红外线接收电路 时间延迟电路 自来水开关电路 电源电路 南昌大学共青学院毕业论文（设计） 第 3 章 自来水开关控制系统的电路设计 4 具体设计框图 +16V AC220V +12V 遮挡物 图 滤波、延时电路 红外线接收电路 信号放大电路 红外线发射器 红外线接收器 检波电路 延时电路 自来水开关电路 电源 南昌大学共青学院毕业论文（设计） 第 3 章 自来水开关控制系统的电路设计 5 第 3 章 自来水开关控制系统的电路设计 电路主要芯片介绍 3． 1． 1 NE555 时基电路简介 NE555 的内部结构图如图 所示： 图 NE555 内部电路结构与工作波形 NE555 时基电路是一种用途广泛的数字 — 模拟混合集成电路，它是由比较器1C 和 2C 、基本 RS 触发器和集电极开路的放电三极管 DT 三部分组成。 多谐振荡器又可称为方波振荡器。 图 4 为 555 构成的多谐振荡器。 图中 C是外接定时电容， R1 是充电电阻 R2 即是充电电阻又是放电电阻。 5 断电容 C1用于防止干扰 ,大部分时候可以不接。 当接通电源后 Vcc 要通过 R R2 对电容 C充电 ,充至电容电压 Uc=2/3Ucc时 ,输出端 Uo输出低电平 ,此时内部三极管导通使7脚接地 ,电容 C又要通过 R2,再经过 7脚内部三极管的 CE结放电 ,Uc 电压下降 ,当 Uc 下降到 1/3Vcc 时 ,Uo 输出高电平 ,内部三极管截止 ,7 脚恢复高电平 (虚高 ),C 又被重新充电。 以后重复这个过程 ,获得方波输出 ,其震荡周期为 : T=T1+T2≈ (R1+R2)C+=(R1+2R2)C 南昌大学共青学院毕业论文（设计） 第 3 章 自来水开关控制系统的电路设计 6 3． 1． 2 MC78L12CP 简介 MC78L12CP 是一种 三端小电流正稳压电源，它的 最大输出电流是 100mA。 红外感应电路的设计 3． 2． 1 红外线发射电路 图 虚线左边电路为红外线发射电路，其核心器件是 SE303 红外线发光二极管， SE303 是由 GaAs 的 PN结构成，其发光波段不处于可见光的波段，即不能在显示中使用，一般仅是作为光信号传输之用。 一般设计产品要求感应装置不可见，所以只能采用红外线发光二极管作为感应装置。 图 红外线发射电路和红外线接收电路 3． 2． 2 红外线发射电路 图 虚线右边电路为红外线接收电路。 它由两个部分组成：一是红外线接收电路；二是电信号放大电路。 实际上红外线接收电路就是 2CR21 硅光电池。 其工作原理是通过硅 PN 结的光伏效应，使其具有按照光信号的强度产生出对应电信号的特性，这称为光敏器件。 硅光电池 的输出特性分为恒流区和恒压区，即其短路电流与光强度成正比，其开路电压随光强度按指数规律变化，由于其电流和光强度是线性关系，一般采用产生短路电流的方式来接收光信号。 时间延迟电路 该电路主要由两部分构成：一是整流和滤波电路；二是由 NE555 集成电路构南昌大学共青学院毕业论文（设计） 第 3 章 自来水开关控制系统的电路设计 7 成的单稳态电路。 前端电路的输出电压 1V 首先经过二极管 2D 和 3D 整流，再经过电容 5C 滤波，则在 NE555 集成电路的 TRIG 端产生了触发电平信号。 当接收到红外线脉冲时，前端电路输出电压 1V 经由整流和滤波在 TRIG 端产生一个高电平信号，由 NE555 集成电路构成的单稳态电路特性可知，输出端 Q输出低电平。 当由于人体或者物体的阻隔，没有接收到红外线脉冲时，前端电路没有输出电压 1V ，则 TRIG 端输入为零，单稳态电路接收到触发信号，输出端 Q输出为高电平并保持一段时间。 延迟时间由可变电阻 9R 和电容 6C 的数值决定，通过调节可变电阻的大小，可以改变延迟时间的长短，以适合不同场合的应用。 时间延迟电路如图 所示： 图 时间延迟电路 自来水开关电路 由于电磁阀通过的是大电流、大功率，而直流电源一般无法提供很大的电流和功率，因此电磁阀需要交流供电，从而电路中的开关需要采用继电器电路。 而一般 NE555 集成电路的输出电流无法驱动继电器，因此需要加入电流放大电路。 自动水龙头开关电路如图 所示： 南昌大学共青学院毕业论文（设计） 第 3 章 自来水开关控制系统的电路设计 8 图 自动水龙头开关电路 该电路中的电流放大电路是由三极管 T3 构成的，这是一种比较典型和简单的电路。 其中 10R。