自动洗手器课程设计报告

自动洗手器课程设计报告

设计人：XXX

指导老师：XXX 设计时间：2011/3/14-2011/4/17

摘要：由LM567 组成的红外线自动洗手器电路设计简单,使用方便。只要人手放在洗手器下,洗手器即能自动放出水来供使用者洗手。

关键词：自动洗手器、LM567、红外线

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：

工作原理： 220V 交流电路经变压器T降压, 变为交流电, 再由D1～D4 桥式整流, C1滤波, 三端稳压集成电路7805稳压,得到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。LM567与R6、C6 组成振荡器,R6、R6 决定LM567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 。NE555 定时器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。LM567 芯片5 脚输出的振荡信号经三极管V T1 功率放大后, 推动红外发射二极管LED2向外发射红外线。没有人洗手时, 红外接收电路接收不到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V T2 截止,继电器断电处于释放状态,电磁阀不动作,洗手器无自来水放出。当人手放到洗手器下时, 红外接收管接收到人手反射的红外线并经LM368放大后,输入到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V T2导通, 继电器K 吸合, 使其常开触点闭合, 接通电磁阀Y 的220V 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 延时几秒钟后复位,使洗手器停止放水。

红外接收功能模块：该装置由LM358进行同相比例放大输出。LED4从红外发射管接收到信号传输到LM358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（R10、c9）滤波电路R12分担降在LED4上的电压，起保护作用。由于该电路采用5V供电，故这也使LM358不能对小于0的信号进行放大，所以必需抬高信号的电位，R9、R10分压，R10分得的电压来抬高信号的电位，通过1号脚输出到LM567。

放大倍数为A=1+R14/(R13+1/2∏fC) 其中f=6.01~9.1KHz。

R1010K

R910K

C9

0.01UF

LED4

R14

470K

R12

10K R135K1

R1110K C101UF

红外接收

红外接受线路 代替SFH506-38

3

2

1

8

4

U2A

LM358

+5V

桥式整流模块：220V 电压经过变压器降压，通过D1~D4的桥式整流输出，这时该电压

已为V=0.9Ui ，再经过电容C1的滤波输出直流电压V=1.2Ui 。

C1

F1

2A

R11K

10v ac

LE D1

v in

v in

220v ac

+V

U1D24007

D14007D44007

D34007

红外发射与LM567模块：红外线发射电路，由三极管T1、红外线发射管LDE2及电位器RW1、电阻R7及R2组成（限流作用），5V 电压从LM567的4号脚输入经5号脚输出至电阻R2降压再到三极管T1放大，R6,、RW6、C6共同决定发射频率f=1/(1.1(R6+RW2)C6)，电位器RW2范围在0~5K ，则6.01

当红外接收到的信号放大后传送到C3从LM567的3号脚输入，8号脚是用一个双极型三极管的基本开关电路组成，当3号脚输入高电平时，三极管工作在饱和状态，输出为低电平，当3号脚输入低电平时工作在截止状态输出高电平。因LM567的8脚为集电极开路，故需接一个10K 的上拉电阻。LM567优点：（1）逻辑输出具有高达100mA 的吸收电流；（2）锁定带宽范围从0%到14%中心频率；（3）噪声抑制能力强；（4）抗假信号干扰能力强；（5）中心频率稳定度高；（6）中心频率从0.01Hz 到500KHz 可调。

C51UF

C42.2uF R810K

R210K

R6RES2

R7200

C3104

C6

CAP LED2

红外发射

T1

9013

RW15K RW2VR

OUT

8

GND 7Ct 6Rt 5Ofil

1Lfil 2IN 3

V+4

IC3LM567

5V

+5V

out

IC2SFH506-38

红外接收

NE555定时器模块（作用：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。）

信号从LM567的8号脚传入，若输入低电平，则555的2号脚接收到低电平，3号脚输出高电平，T2导通继电器K 吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀使洗手器放出自来水，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。人手离开洗手器后，NE555延时1秒钟后复位，使洗手器停止放水。NE555的时间设定由R3，C7设置，T=1.1RC=1.1*100K*10UF=1.1s ；若输入高电平，3号脚输出低电平，T2截止，继电器不工作。二极管D5作用：当继电器断电，产生一个很大的自感电动势，电压过高会击穿T2，所以用D5进行保护，让电流回流，不到T2。