模电课程设计--红外自动洗手器(1)
红外线自动干手器课程设计
综述自动干手机具有风量大、噪音小、灵敏度高、使用方便、迅速和安生等的性能特点，在当今，它是一个先进和理想的卫生清洁器具和设备。
广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间[1]。
当您洗手后，将双手伸在自动干手机的出风口下，自动干手机会自动送出舒适的暖风，迅速使您的双手去湿变干，而当您把手一离开自动干手机风口时它又自动停风关机，因而真正达到防止疾病交叉感染的要求。
其工作原理只是采用一种红外线控制的电子开关，当有人手伸过来时，红外线开关将电热吹风机自动打开，人离开时又自动将吹风机关闭。
成品的自动干手器将红外线控制开关和电热吹风机制作为一体，根据这个基本原理，用一只普通的电热吹风机，加装一个红外控制开关，就可组成一个自动千手器，其效果与成品自动干手机是一样的。
在手置于干手器下部时，由于手对红外线的反射作用，接收电路中的光敏二极管将接收到的红外线变成电信号，经选频放大器，其输出信号经放大、整形、滤波变成直流信号进人比较器。
比较器的门限电压设置较高，其目的是提高电路的抗干扰能力。
当比较器的输人电平超过门限电压时，其输出变为低电平，触发555定时器开始定时，同时该定时器的3脚变为高电平，继电器触点吸合，接通电阻丝和风机。
继电器进入暂稳态，当设定的延时时间结束后定时器的3脚变成低电平，继电器触电放开，切断电阻丝和风机，工作结束[2]。
１方案设计与分析1.1方案设计一本设计方案的红外线发射部分由光敏二极管，555定时器构成的多谐振荡器与红外线发射管组成，实现对由从多谐振荡器获得的电信号进行发射的功能；红外线的接收部分由集成运算放大电路和红外线接收管构成，实现对由光敏二极管发射的电信号进行接收，放大，选频的功能；由555定时器构成的单稳态电路和交流固态继电器作为该设计的延时电路，实现控制电吹风的工作与停止。
图1-1方案设计一框图1.2方案设计二采用BISS0001型红外传感信号专用处理集成电路与红外线热释传感器构成红外线触发电路，它可以接收到人身体发射出的红外线并通过专用的集成电路产生触发脉冲，用来触发555定时器构成的单稳态电路，单稳态电路可以提供延时功能，使干手器实现工作一定时间后自动停止的功能。
红外线自动洗手器
红外线自动洗手器
• 红外自动节水器通过接受
人体的红外线感应用水器 具阀门开关，当人进入感 应区时，阀门自动打开放 水，人离开时阀门自动关 闭。可广泛应用于机关、 学校、医院、车站、工矿 企业等生产生活的用水设 施。由于它非接触阀门， 不仅有效地防止传染病的 交叉传染，而且有非常明 显的节水效果。
ห้องสมุดไป่ตู้
自动洗手器的电路原理如图1所示。 220V交流电路经变压器T降压，变为9V 交流电，再由 ～ 桥式整流，C1滤波， 三端稳压集成电路7806稳压，得到6V 直流电供给控制电路工作。LED1为红 色发光二极管，用作洗手器的电源指示。 A1为红外接收电路SFH506-38，A2为锁 相环音频译码器LM567，A2与R3、C6 组成振荡器，R3、R6决定A2内部压控 振荡器的中心频率，LM567的3脚为信 号输入端，8脚为逻辑输出端，该输出 是一个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 4.75V～9V，工作频率可从零点几赫兹 到500kHz，，静态工作电流为8Ma。A3 为NE555定时器，它与外围元件组成单 稳态定时电路，其目的是在人手偶尔偏 离了红外线的探测范围时，能保证洗手 器的正常出水。
课程设计--红外自动洗手器分解
课程设计(自动洗手器)姓名：学号：系别：专业：年级：指导教师：年月日摘要：由LM567组成的利用红外发射接收实现自动控制洗手器电路设计简单、使用方便。
只要人手在洗手器下，洗手器即能放出水来供使用者使用。
关键词：红外发射、接收管，LM567，红外线自动洗手器，整流稳压电路，555单稳延时电路1、设计任务：(1)设计一个用于控制水龙头自动出水的装置；(2)当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间2S以内），水龙头也能自动出水；(3)工作电源为交流220V；(4)灵敏度可调；2、设计方案：2.1根据设计要求，其可分为四部分：第一部分：电源，电源有变压器，桥式整流器，稳压器，滤波电容组成；第二部分：红外发射与接收电路；第三部分：由LM567组成的锁相环音频译码器；第四部分：单稳态延时NE555。
2.2系统总框图：3、各功能模块设计3.1、整流稳压电路模块3.1.1工作原理图3.1.2功能描述及工作原理220V 交流电路经变压器T 降压，变为10V 交流电，再由D1-D4桥式整流，电解电容C1滤波，三端稳压集成电路7805稳压，得到5V 直流电供给控制电路工作，LED1为电源指示灯。
其波形图如下：3.1.3集成电路的封装二极管的封装 ： DIODE0.3A 电解电容的封装 ：RB.2/.4 电容的封装 ：CAP0.2A 电阻的封装：AXIAL0.3 7805的封装：78XX LED 的封装：LED3.2红外发射与接收电路模块 3.2.1工作原理图3.2.2功能描述（1）LM358内部结构及其特性LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
课程设计--红外自动洗手器
特性(Features):
内部频率补偿
直流电压增益高(约100dB)
单位增益频带宽(约1MHz)
电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5一±15V)
低功耗电流，适合于电池供电
低输入偏流
低输入失调电压和失调电流
共模输入电压范围宽，包括接地
方向错；
5、有反射时，测试4点是否有信号波形，且信号频率和1点的信号频率相同，若无可能红外接收管坏或方向错；
6、有反射时，测试5点是否有信号波形，若无可能LM358及其周边电路有问题；
7、有反射时，测试6点是否有信号波形，若无可能C3及其铜膜导线有问题；
8、有反射时，7点应为低电平，否则LM567及其周边电路有问题；
1、设计任务：
(1)设计一个用于控制水龙头自动出水的装置；
(2)当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间2S以内），水龙头也能自动出水；
(3)工作电源为交流220V；
(4)灵敏度可调；
2、设计方案：
2.1根据设计要求，其可分为四部分：
第一部分：电源，电源有变压器，桥式整流器，稳压器，滤波电容组成；
课程设计
(自动洗手器)
姓 名：
学 号：
系 别：
专 业：
年 级：
指导教师：
年月日
摘要：由LM567组成的利用红外发射接收实现自动控制洗手器电路设计简单、使用方便。只要人手在洗手器下，洗手器即能放出水来供使用者使用。
关键词：红外发射、接收管，LM567，红外线自动洗手器，整流稳压电路，555单稳延时电路
分析：当人手伸至红外线控制范围内时，由于人手的反射，使红外接收管收到红外发射管发出的红外线信号，该信号通过LM567的3脚输入，经LM567的选频，从8脚输出低电平输入到NE555，使得NE555的3脚输出一个高电平，从而是三极管工作在饱和导通状态，所以继电器线圈会吸合。而且，NE555为定时电路，延时约两秒，故两秒后，继电器线圈又释放，指示灯灭。
红外线干手器控制电路设计
课程设计班级：通信07—3班姓名：蒲连华学号：0706030316成绩：电子与信息工程学院通信工程教研室高频电子线路课程设计说明书1、设计题目名称红外线干手器控制电路设计2、概述（系统功能说明、原理框图、流程图等）一、引言本次设计是对于红外线干手器控制电路设计的一种猜想与简单设计，主要讨论了红外线干手机的整体设计电路、各部分的电路功能以及各部分电路的性能参数，着重介绍了相关电路的基本知识和电路原理。
文章力求简单，全面，基础而富有创新，重点是应用模拟电子技术和高频电子线路等相关知识解决问题，并且初步了解射频振荡电路的特点和无线电信号的发射技术。
近年来，随着公共设施的不断完善，红外线干手器已经进入到社会的各个角落。
红外线干手器是一种高档卫生洁具，广泛应用于学校、机场车站、宾馆酒店、体育场馆等公共场所的洗手间。
红外线控制自动干手器与红外线控制自动水龙头是基于同一控制原理组成的。
只是红外线控制自动干手器是用来控制电热吹风机的开与关，而红外线控制自动水龙头是用来控制电磁阀门的开与关的。
其工作原理是采用一种红外线控制的电子开关，当有人手伸过来时，红外线开关将电热吹风机自动打开，人离开时又自动将吹风机关闭。
成品的自动干手器将红外线控制开关和电热吹风机制作为一体，根据这个基本原理，用一只普通的电热吹风机，加装一个红外控制开关，就可组成一个自动千手器。
二、干手器整体设计本次设计的红外线干手器电路主要由LM567锁相环电路、红外线发射器、红外线接收器、运算放大器和开关控制器组成。
由LM567锁相环电路产生40KHZ的信号，用此信号调制红外线，驱动红外发射管。
红外线经人手反射，产生反射的红外信号，反射信号由红外接收管转变为2uV的电信号，电信号经运算放大器放大至50mV。
锁相环LM567接收到信号后转为锁定状态，由锁定状态输出指示脚控制开关，此开关控制电吹风，达到红外线控制的目的。
系统框图如下：3、硬件设计（包括电路原理图、电路说明、参数计算等）一、LM567锁相环电路1、LM567锁相环电路基本原理集成锁相环路解码器LM567是美国国家半导体公司生产的56系列集成锁相环路中的一种。
红外线干手器
课程设计班级：通信工程07-3班姓名：刘乃徽学号：0706030314指导教师：杨会玉成绩：电子与信息工程学院通信工程系1、引言红外线自动干手器是一种高档卫生洁具，广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间。
其工作原理只是采用一种红外线控制的电子开关，当有人手伸过来时，红外线开关将电热吹风机自动打开，人离开时又自动将吹风机关闭。
根据这个基本原理，使用LM567锁相环电路产生40KHz信号，用此信号调制红外线，驱动红外线，驱动红外发射管。
随着自动干手器广泛推广和自动控制应用的普及，红外线自动干手器设计课题有着更深远的意义。
2、综述由LM567锁相环电路产生40KHZ的信号，用此信号调制红外线，驱动红外发射管。
红外线经人手反射，产生反射的红外信号，反射信号由红外接收管转变为2uV的电信号，电信号经运算放大器放大至50mV。
锁相环LM567接收到信号后转为锁定状态，由锁定状态输出指示脚控制开关，此开关控制电吹风，达到红外线控制的目的。
3、原理分解3.1红外线控制工作原理红外智能开关是基于红外线技术的自动控制产品，当手进入感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动接通负载，手不离开感应范围，将持续接通；手离开后，延时自动关闭负载。
手到工作，手离休息。
亲切方便，更显示出人性化关怀。
红外智能开关由于触发的时候不需要人发出任何声音，因为不同于声控开关，不需要声音和开关控制，从而避免了声控噪音的侵扰，同时因为它是感应人体热量控制开关，所以避免了人走容易忘关电源的弊端。
干手器大部分是利用红外线的发射和接收做的，里面有红外线发射管，当手伸到下面时，会反射部分红外线，到接收装置，使电路工作。
3.2红外发射电路的工作原理发射器主要采用NE555定时器，用来产生40KhHz的振荡信号载波。
如图所示电路由NE555和少量阻容元件组成。
IC1（555）和W1、R1、C1组成无稳态多谐振荡器震荡周期T=0.7（R1+W1）C1振荡频率约在30~50HZ范围，可通过调节W1来改变。
自动洗手间灯课程设计
自动洗手间灯课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习自动洗手间灯的工作原理和设计过程，使学生掌握电路基础知识、传感器应用以及简单的编程技能。
在知识目标方面，学生应能够描述自动洗手间灯的基本组成部分、工作原理以及相关的物理和电子知识。
技能目标方面，学生将能够通过实验和项目实践，设计和搭建一个简单的自动洗手间灯控制系统，并对其进行调试和优化。
情感态度价值观目标方面，通过课程学习，学生应培养对科学和技术的兴趣和好奇心，增强解决实际问题的自信心和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容将围绕自动洗手间灯的设计和实现展开。
首先，学生将学习电路基础知识，包括电压、电流、电阻等基本概念。
接着，学生将学习传感器的工作原理和应用，重点是光传感器的使用。
然后，学生将通过实验和实践，学习如何使用编程语言控制电路和传感器，实现自动洗手间灯的功能。
最后，学生将进行项目实践，设计和实现一个自动洗手间灯控制系统，并进行调试和优化。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。
首先，将采用讲授法，向学生传授电路基础知识、传感器应用和编程技能。
其次，将采用实验法，让学生亲自动手进行实验和实践，加深对知识的理解和应用。
同时，将采用讨论法，鼓励学生之间进行交流和合作，共同解决问题。
最后，将采用案例分析法，通过分析真实世界的自动洗手间灯案例，引导学生思考和提出解决方案。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备适当的教学资源。
教材方面，将选用与自动洗手间灯相关的电路、传感器和编程教材。
参考书方面，将提供相关的物理和电子技术书籍。
多媒体资料方面，将制作和收集相关的教学视频、演示文稿和实验指导书。
实验设备方面，将准备电路实验板、传感器、编程器等实验设备，确保学生能够进行实验和实践。
同时，也将利用网络资源，如在线教程和讨论论坛，为学生提供更多的学习资源和交流平台。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面客观地评价学生的学习成果。
红外线自动洗手器的原理解剖
红外线自动洗手器的原理解剖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。
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2.1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。
红外线自动洗手器任务书加开题报告
郑州科技学院毕业设计（论文）
郑州科技学院
毕业设计（论文）任务书
题目红外线自动洗手器电路设计
专业机电一体化技术学号 200929075 姓名李主要内容、基本要求、主要参考资料等：
主要内容：
（1）分析红外线自动洗手器工作原理，拟定总体设计方案
（2）红外线自动洗手器控制电路的设计
（3）编写设计说明书
基本要求：
（1）将手放入洗手器下，洗手器就会自动放出自来水
（2）能显示洗手器工作状态
（3）人手离开洗手器后，能延时几秒钟洗手器停止放水
主要参考资料：
《红外探测与控制电路》陈永甫等编著
《检测技术和系统》陈岭丽等编著
《模拟电子技术》胡宴如等编著
《集成稳压器使用指南与应用电路》王水平等编著
完成期限：
指导教师签名：
评审小组负责人签名：
年月日
开题报告表。
红外自动洗手器课程设计报告
课程设计报告班级：学号：姓名：指导教师：题目：自动洗手器的设计设计人：摘要关键字:红外线自动洗手器 lm567 整流稳压电路红外发射红外接收 555单稳延时电路正文•设计任务：•1、设计一个用于控制水龙头自动出水的装置；•2、当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间1S以内），水龙头也能自动出水；•3、工作电源为交流220V；•4、灵敏度可调；设计方案：1.系统总框图如下2.各功能模块设计（1）整流稳压电路模块该模块电路原理图如图（1）所示，电源为220V市电经过变压器变压后的10V交流电压，经过D1-D4，4个1N4007组成的整流桥整流后，由电容C1滤波，图中LED1为红色发光二极管，通过R1限流作为电源部分的指示电路。
三端整流集成芯片7805将经过整流滤波的电压转变为稳定的5V直流电供后面电路使用。
电解电容C2用于滤波作用和改善7805负载特性。
图中电容C1的取值由下估算而得整流滤波后的电压+V约为12V，经过估计，后部分电路总电流最大时不超过0.2A，由此估计电路等效负载R=12/0.2=60欧，由公式RC=（3~5）T/2，带入计算得C1约为830uF，故其电容值可取1000uF，另外由于性价比的考虑，四个整流二极管都取1N4007。
图（1）整流稳压模块电路原理图（2）红外线发射接收及其控制电路如图（2）所示，为电路的红外发射部分发射管通过RW1和R2限流，三极管VT1的基极通过R8限流接LM567的5管脚，LM567，R9，RW2，C8组成振荡器，R9，RW2，C8决定LM567 内部压控振荡器的中心频率，震荡频率由公式f=1/（1.1*（R9+RW2）*C8）可算得，设计时经计算得：当C8取103时（0.01uF），要使震荡频率在5-8KHZ范围可调则电阻应取9-18千欧。
为适当降低灵敏度，我将R9设为5.1K，RW2设为5K，以减小无人时干扰物体对红外线的反射。
红外线自动洗手器电路的设计
课程设计任务书
（指导教师填写）
课程设计名称生物医学传感器学生姓名专业班级
设计题目红外线自动洗手器电路的设计
一、课程设计目的
1、掌握生物医学传感器的应用
2、熟悉传感器的一般结构，掌握简单传感器电路的设计方法
3、通过设计，掌握红外线检测电路的设计方法，熟悉红外光电传感器的原理和特性
二、设计内容、技术条件和要求
设计内容：
采用红外光电传感器作感光元件，设计一个自动洗手器电路。
当手置于洗手器下方时，由于手对红外线的反射作用，红外光电传感器将接收到的红外线变成电信号，水龙头自动出水。
一段时间（此时间可调，以适合不同场合的应用）后，水龙头自动关闭。
即“伸手水自来”。
设计要求：
1、了解所选用的红外光电传感器的性能参数；
2、电脑仿真软件设计并绘出电路图
3、系统仿真、调试
4、整理设计资料，提交设计报告
三、时间进度安排
⑴查阅并整理相关资料（2天）
⑵设计电路、仿真、调试（5天）
⑶撰写课程设计报告（2天）
⑷答辩（1天）
四、主要参考文献
《医用传感器》（第二版）陈安宇科学出版社
《现代生物医学传感技术》王平叶学松浙江大学出版社
《传感器及其应用实例》何希才薛永毅机械工业出版社
《传感器原理及应用》王雪文北京航天航空大学出版社
《模拟电子技术基础》童诗白高等教育出版社
《数字电子技术基础》阎石高等教育出版社
指导教师签字：2011 年 6 月 6 日。
自动洗手器 改
数字电路课程设计报告书课题名称 自动洗手器 姓 名 何世超 学 号 081220312 院、系、部 物理与电信工程系 专 业 电子信息工程指导教师崔宪普2010年 06 月 28日※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※※2008级学生数字电路 课程设计一、设计任务及要求：设计任务：①设计直流稳压电源。
②设计红外收发电路。
③设计控制电路。
要求：①可感应并自动控制继电器的开闭。
②画出电路总图。
③组装和调试。
指导教师签名：2010年6月21日二、指导教师评语：指导教师签名：2010 年6月日三、成绩验收盖章2010年 6 月日自动洗手器1 设计目的（1）进一步掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
（2）进一步掌握的红外无线技术的原理和利用555定时器组合电路的方法。
（3）进一步掌握数字系统的设计和数字系统功能的测试方法。
（4）进一步掌握数字系统的制作和布线方法。
（5）了解直流稳压电源的结构。
2 设计思路（1）设计直流稳压电源电路。
（2）设计红外收发电路。
（3）设计控制电路。
3 设计过程3.1、方案论证红外发射电路、红外接收电路时间延迟电路自动控制电路直流稳压电源图1自动洗手器总体结构框图1自动洗手器电路是由红外发射电路、红外接收电路、时间延迟电路、自动控制电路和直流稳压电路5部分构成的。
红外发射电路的功能是利用红外线发光二极管发射光脉冲，从而实现电路对人体或物体的感应。
红外线接收电路功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲，并且将光脉冲信号转化为电信号，同时对其进行放大。
时间延迟电路的功能是利用单稳态电路的特性，实现对开关打开时间的控制。
自动水龙头开关电路的功能是利用继电器作为自动水龙头的开关，从而可以通过电信号对自来水进行控制。
电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。
3.2、芯片功能分析图2 555定时器555定时电路是一种常见的集模拟与数字功能与一体的集成电路。
只要适当配接少量的元件，即可构成时基振荡，单稳态触发等脉冲产生和变换的电路，其引脚图如图2所示，其中6脚称为阀值端（TH ），是上比较器的输入。
红外线自动洗手器
红外线自动洗手器
张晓东
【期刊名称】《《家庭电子》》
【年(卷),期】1996(000)006
【摘要】自动洗手器的功能是当手伸到洗手器下(10～15cm)就自动来水,手一离开则水就自动停止。
不仅使用方便、节水,并可防止各种传染病的交叉传染、扩散。
可以广泛地应用到家庭、学校、饭店、医院、公厕等场所。
一、工作原理图1为红外线自动洗手器的电原理图。
由IC2第⑤脚输出频率约6kHz、幅值约4V的标准矩形脉冲波.经V放大后,驱动A内部的红外发光二极管向外发射出红外光脉冲。
当人手伸到洗手器下方时。
【总页数】1页(P6)
【作者】张晓东
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TU824.2
【相关文献】
1.野战自动洗手器故障的修理 [J], 彭幼林;周树仁
2.开启智能生活洗手更卫生SVAVO自动感应皂液器体验评测 [J], 黄贞璇
3.自制红外线自动洗手装置 [J], 苏成富
4.由LM567组成的红外线自动洗手器 [J], 谢春林
5.红外线自动洗手器 [J], 徐福成;王亚新
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(2023)红外线感应开关电子技术课程设计报告(一)
(2023)红外线感应开关电子技术课程设计报告(一)(2023)红外线感应开关电子技术课程设计报告课程背景红外线感应开关是一种常用的电子元件，其主要作用是在人或物体接近时感应并触发信号输出，广泛应用于安防、自动控制、智能家居等领域。
本课程旨在通过学习红外线感应开关电路原理、主要参数及应用实例，掌握基础电路设计及实际应用能力。
课程内容1.红外线感应开关电路原理1.1 红外线原理及应用1.2 红外线感应开关的基本结构2.红外线感应开关主要参数2.1 探测距离的选择与计算2.2 感应时间及灵敏度的调节3.红外线感应开关的应用实例3.1 门禁系统中的应用3.2 智能家居中的应用3.3 工业自动化中的应用课程目标通过本课程的学习，学生能够掌握红外线感应开关的电路原理，了解其主要参数及应用实例，并能够独立完成基础电路设计及实际应用。
课程评估本课程采用考试与实验结合的方式进行评估，其中考试占40%，实验占60%。
考试主要涵盖课程内容的理论部分，实验主要涉及基础电路设计及实际应用能力的考核。
参考资料1.《电子技术基础》（第三版），赵xx，清华大学出版社，2016年。
2.《单片机原理与接口技术》（第二版），高xx，机械工业出版社，2018年。
3.《自动控制原理及实践》（第五版），李xx，高等教育出版社，2019年。
总结本课程旨在培养学生的基础电路设计及实际应用能力，通过掌握红外线感应开关的电路原理、主要参数及应用实例，提高学生的综合能力和实践操作技能，为未来的科技研究奠定基础。
实验内容本课程的实验主要分为两个部分，第一部分是基础实验，旨在让学生掌握红外线感应开关的电路基础原理和实验操作技能；第二部分是应用实验，通过应用实验让学生了解并掌握红外线感应开关在实际应用中的使用方法和注意事项。
基础实验1.组装并调试红外线感应开关电路学生需使用给定的元器件，自行组装红外线感应开关电路，并进行电路调试。
2.测量红外线感应开关参数学生需使用示波器等测量仪器，测量红外线感应开关的探测距离、感应时间及灵敏度等参数。
模拟电子技术课程设计方案任务书红外线接近开关的设计方案与制作
红外线接近开关1、课题简介本电路的设计是根据生活中的需要而设计出来的一种计数器。
它适用于工厂生产流水线的计数和产品的包装等方面，具有成本低、灵敏度高和制作简单等优点。
该模拟计数器用于工厂流水线计数打包，马达的转动表示传送带传送物体通过红外线，在数码管上计数。
当所需打包的物品计满6个时，传送带停止传送并发出打包信息。
2秒后，打包完成，传送恢复工作，计数器重新计数，如此循环。
电路主要是通过输入4节干电池<4*1.5=6v）的直流电压来对各个小模块进行供电。
由红外线传感器检测产生模拟信号，通过NE567构成施密特触发器对传感器模拟信号进行波形整形，信号进入CD40110进行计数、译码、驱动数码管，最终通过数码管显示出来；打包信号……1、总体方案a一个用于生产流水线对产品计数包装的红外接近开关，产品个数由LED数码显示，当产品数满6个时，输出信号驱动包装机械<实验中用指示灯点亮2秒代替）。
b检测距离：不小于20cmc计数方式：十进制加计数，七段数码管显示产品个数d输出延迟时间：2秒，点亮指示灯表示包装机械工作2、设计原理框图采用主动式红外线发射与接受的感应方式红外线发射：为了避免环境中红外线的干扰，通常采用40kHz脉冲调制的方式发射红外线，因此必须具备一个40kHz的振荡器，用振荡器输出的脉冲信号去调制红外线发射电路。
红外线接收：采用光电三极管将红外线信号转换成电信号。
当待包装产品进入感应区时反射的红外线被光电管接收到，并输出电信号。
放大：接收到的电信号幅度很小，必须进行放大。
滤波：接收到的信号中包含了环境光和其他干扰成分，通过40kHz带通滤波器可以将这些干扰信号滤除。
整形：整形电路的作用是将接收到的反映红外线信号的脉冲波形变成单个方波脉冲，用于开关的控制。
计数：对接收到产品反射红外线产生的脉冲进行计数，可采用集成计数器用反馈复位法等措施构成所需的N进制计数器。
译码：将计数器输出的8421BCD码转换成驱动七段LED数码管的笔划信号。
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物理与电子信息工程系设计报告课题：红外自动洗手器的设计专业：班级：学号：姓名：指导老师：设计时间：年月日摘要：由LM567组成的利用红外发射接收实现自动控制洗手器电路设计简单,使用方便。
只要人手字洗手器下，洗手器即能放出水来供使用者使用。
关键词：红外发射、接收管，LM567，集成电路，红外线，NE555。
一、设计任务：1、设计一个用于控制水龙头自动出水的装置；2、当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间2S以内），水龙头也能自动出水；3、工作电源为交流220V；4、灵敏度可调；二、设计方案根据设计要求，其可分为四部分：第一部分：电源，电源有变压器，桥式整流器，稳压器，滤波电容组成；第二部分：红外发射与接收电路；第三部分：由LM567组成的锁相环音频译码器；第四部分：单稳态延时NE555。
系统总框图：三、各功能模块设计1、电源辅助材料的设计1）工作原理图2）功能描述及工作原理220V 交流电路经变压器T 降压，变为10V 交流电，再由D1-D4桥式整流，电解电容C1滤波，三端稳压集成电路7805稳压，得到5V 直流电供给控制电路工作，LED1为电源指示灯。
其波形图如下：3）集成电路的封装二极管的封装 ： DIODE0.3A 电解电容的封装 ：RB.2/.4 电容的封装 ：CAP0.2A 电阻的封装：AXIAL0.3 7805的封装：78XX LED 的封装：LED2、红外发射与接收电路的设计 1）工作原理图2）功能描述（1）、LM358内部结构及特性LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
特性(Features): 内部频率补偿直流电压增益高(约100dB) 单位增益频带宽(约1MHz)电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源(±1.5一±15V)红外发射电路低功耗电流，适合于电池供电 低输入偏流低输入失调电压和失调电流 共模输入电压范围宽，包括接地 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V)（2）、LM358的内部结构及引角功能如图所示3）工作原理红外线发射电路，由三极管VT1、红外线发射管LDE2及电位器RW1及R2组成， 锁相电路LM567的振荡信号经电阻R2耦合到三极管VT1放大，推动红外线控射管发出方波信号。
红外线接收电路 由集成电路LM358、红外线接受管LED 以及其外围元件组成，红外线接收管把接收到的红外线信号转变为本身阻值的变化。
引起在电阻10K 上分压的变化经电阻10K 和电容0.01uf 耦合到放大器进行放大， 为降低电源交流波纹的影响，接收电路中加入一级R 、C 滤波电路。
4）集成电路的封装LM358芯片的封装：DIP8 电容的封装 ：CAP0.2A LED 的封装：LED电阻的封装：AXIAL0.3NPN三极管的封装：9013B电解电容的封装：RB.1/.2电位器的封装：VR3、由LM567组成的锁相环音频译码器的设计1）工作原理图2）功能描述（1）、LM567的结构1脚输出滤波,2脚环路滤波(②脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽：电容值越大，环路带宽越窄。
①脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍。
)③脚是输入端，要求输入信号≥25mV;4脚接Vcc, 7脚接地;⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2，f2≈1/1.1RC;⑧脚是逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，允许最大灌电流为100mA。
LM567的工作电压为4.75～9V，工作频率从直流到500kHz，静态工作电流约8mA。
（2）、LM567的原理与应用①、逻辑输出具有高达 100mA 的吸收电流；②、、锁定带宽范围从0%③、到14%中心频率； ④、噪声抑制能力强；⑤、抗假信号干扰能力强；⑥、中心频率稳定度高；⑦、中心频率从0.01Hz 到500KHz 可调。
（3）、LM567的内部结构及引脚3）工作原理（1）、电路工作时，输入信号与压控振荡器VCO 的振荡信号在鉴相器Ｑ（双平衡模拟乘法器）中鉴相，相差信号经环路低通滤波后，形成与相差成一定比例的电压信号，用于控制VCO 输入频率跟踪输入信号的相位变化，若输入信号频率落在锁相环路的捕捉范围内，则环路锁定，VCO 的频率与输入信号的频率一致。
（2）、鉴相器Ｉ（双平衡模拟乘法器）与鉴相器Ｑ工作方式略有不同，它是利用压控振荡器的输出信号经90度移相后与输入信号鉴相，因而鉴相器Ｉ的输出电压达到输出范围的最大值，经运放后反相输出，其输出是集电极开路方式，采用该方式方便输出信号与TTL 或CMOS 电路匹配，且可直接驱动继电器等小功率负载。
（3）、中心频率为f=1/1.1RC ；捕捉的带宽为BW=1070sqrt(Vin/fC2 ) 其中25mV<Vin<200mV ，Vin 为有效值，） （4）、LM567的工作频率范围为0.01HZ~500kHZ ，而且工作频率十分稳定。
最大锁范围为14%f0，电源电压为4.75V~9V ，输入电阻为20千欧，典型工作电流为7mA ，主要用于单音解码 （5）、LM567，其与R3、C6组成振荡7，R3、C6决定其内部压控振荡的中心频率LM567的3脚为信号出入端，8脚为逻辑输出端，该输出是一个集成开路的晶体管输出，最大灌电流为100mA 。
5脚输出的振荡信号经三极管功率放大后，推动红外发射向外发射红外线。
4）集成电路的封装LM567芯片的封装：DIP8 电阻的封装：AXIAL0.3 电解电容的封装 ：RB.1/.2 电位器的封装：VR电容的封装 ：CAP0.2A4、延时电路NE555的设计LM567的内部结构及引脚输出滤波环路滤波信号输入Vcc GND输出定时电容定时电阻1）工作原理图2）功能描述及工作原理（1）、NE555定时器，它与外围元件组成单稳态定时电路，其目的是在人手偶尔偏离了红外线的探测范围时，能保证洗手器的正常出水。
当没有人洗手时，红外线接收电路接收不到LED2向外发射的红外线，LM567的3脚无信号输入，8脚为高电平，NE555的3脚为低电平，三极管VT2 截止，继电器K断电处于释放状态，电磁阀Y不动作，洗手器无自来水放出。
当人手放到洗手器下时红外接收到人手反射的红外线并经LM358电路放大后，输人到LM567的3脚，由LM567内部处理后使LM567的8脚输出低电平，从而使NE555的低触发端2脚变为低电位导致NE555的3脚输出高电平，三极管VT2导通，继电器K吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀Y的22Ov交流电源，Y开始动作，使洗手器放出自来水，供人们洗涤之用，同时发光二极管LED3发出绿光，指示洗手器正工作于放水状态。
洗涤完毕，人手离开洗手器后，A3延时2秒钟后复位，使洗手器停止放水。
（2）、NE555引脚图功能的介绍1地 GND2触发3输出 4复位5控制电压6门限(阈值）7放电8电源电压Vc（此芯片的内部中心电路是2个晶体三极管加正反馈组成的RS触发器。
NE555输入控制端有直接复位Reset端，通过比较器A1，复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。
输出端为F，还有集电极开路的放电管DIS。
它们控制的优先权是R、T、TH）3）集成电路的封装NE555芯片的封装：DIP8，电阻的封装：AXIAL0.3，电容的封装：CAP0.2A，LED的封装：LED，二极管的封装：DIODE0.3A。
5、系统原理图四、硬件调试要点1）、初判断要点1、仔细检查PCB板是否出错，元器件是否焊错，器件参数是否弄错；2、不接芯片，测试电源是否正常；3、电源正常后，插上芯片，用示波器测LM567的5或6脚对地波形，调整RW2(选用电位器，阻值和C6的容量自行考虑）阻值使其频率为10kHz以下,以便提高接收灵敏度,若频率过高,可能因运放带宽不足而无法对红外信号进行有效的放大；4 、注意红外接收管的方向不能弄错；5、测试LM567能否收到反射信号，并调节灵敏度；6、调试555芯片构成的单稳态电路R3=2M ，C7=0.1uf。
（Tw=1.1RC)。
2）、检查红外发射接收、发射管在红外线收、发管的前方，用手由远到近靠近洗手器，当手离洗手器lO～l5厘米时，洗手器的状态应发生转变。
（1)、手需要靠的很近，洗手器的状态才能变化。
这说明洗 手器的灵敏度低，可通过减小电阻R1的阻值，增大发射功率来 解决 对于灵敏度高的情况，可增大电阻R1的阻值解决。
(2)、手靠近洗手器很近，洗手器的状态也不发生变化，说 明洗手器不能工作(红外线接收管不能有过强的光线直射 强光直射会使其饱和)用万用表的直流电压挡测红外接收管LED 的两端电压(最好用数字万用表，其输入阻抗大)，在手靠近时电压要变低，否则，红外线收、发管有问题。
调试结果:U/V U/mVt/u st/u s150150300300LM567 5脚输出波形红外发射 T1基极波形2.04-2.0490-90U/V150330t/u sLM385 1脚输出波形1503002.51503000.72-0.72U/V LM567 6脚对地波形t/u s所以，从LM567的5脚输出的信号的频率为f=1/0.00015=6.7kHz.满足小于10kHz 的要求。
五、结果分析结果1：当通电后，电源指示灯亮（红色发光二极管发光）而且继电器线圈吸合，继电器工作指示灯（即绿色发光二极管发光）亮，过了大约1秒，继电器线圈松开，指示灯灭了。
分析：因为在通电瞬间，LM567内部输出一个低电平，输入到NE555，使得NE555的3脚输出一个高电平，从而是三极管工作在饱和导通状态，所以继电器线圈会吸合。
而且，NE555为定时电路，延时约1秒，故1秒后，继电器线圈又释放。
结果2：当人手靠近红外发射和红外接收时，继电器线圈吸合，继电器工作指示灯（即绿色发光二极管发光）亮，当人手离开后，过了大约1秒，继电器线圈松开，指示灯灭了。
分析：当人手伸至红外线控制范围内时，由于人手的反射，使红外接收管收到红外发射管发出的红外线信号，该信号通过LM567的3脚输入，经LM567的选频，从8脚输出低电平输入到NE555，使得NE555的3脚输出一个高电平，从而是三极管工作在饱和导通状态，所以继电器线圈会吸合。
而且，NE555为定时电路，延时约两秒，故两秒后，继电器线圈又释放，指示灯灭。
六、改进思路1、决定NE555延时的电阻R3可以用电位器代替，这样延时时间可以根据自己的需要，通过调节该电位器来决定。