红外线自动干手器电路设计
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关键字:红外线发射电路红外线接收放大电路吹风机开关控制电路时间延迟电路 电源电路
ABSTRACT
Automatic dry cell phone is a kind of high-grade sanitary ware, widely used in hotels, airport station, sports stadiums and other public places of the bathroom. The working principle of adopting a infrared control of electronic switch, when a hand stretch to come over, infrared switch will electric blower automatically open, the man left and automatic will blower closed.
第二章
2.1 方案论证
2.1.1 干手器的构成及传感器控制
干手器采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（如图2-1所示）。
图2-1反射式红外传感器
反射式光电传感器可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。我设计的红外线控制自动水龙头就运用了它这个特点。光谱范围，灵敏度，抗干扰能力，输出特性等都是反射式光电传感器的重要参数。这种光电传感器的基本原理是，当人或有物体接近时，遮挡了红外光，光敏元件接收到光信号，从而进行光电转换，电磁阀作用，使水源打开。红外线控制自动水龙头的控制过程是：当人或物体靠近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体反射到红外接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动转换为电信号，经过后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。当人手或物体离开自动干手器时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。
图2-2简易自干手机电路的总体框图
图2-3 简易自干手机电路的原理方框图
红外线发射电路的功能的利用红外线发光管发射脉冲，从而实现电路对人体的感应。红外线接收电路功能的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的利用单稳态电路的特性，实现对自动干手机开关打开时间的控制。自动干手机电路的功能的利用电磁阀作为自动干手器的开关，从而可以通过点引号对干手机进行控制。电源电路的功能的为上述所有电路提供直流电源。
3.1
3.1.1
图3-1红外线发射电路
1.红外线发射电路原理
（1）红外发射的功能：555组成的多谐振荡电路驱动红外发射管向外发射红外线。
（2）红外发射的组成：由 555时基集成电路， SE303红外发光二极管， 电阻器R2 ，R5 ，R6， 电容器C5—C6组成的电路。接通电源9V，由U1及其外围容阻元件构成的多谐振荡器通电工作，驱动红外发光二极管工作，将红外信号调制发射出去。
2.1.2
自动干手机的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。成品的自动干手机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器是一样的。该红外线自动干手器电路由红外线发射器、红外线接收放大器和开关控制器组成。利用555定时器及多谐振荡器和单稳态触发器等元件即可组成红外线自动干手器电路。
1)555电路的工作原理
555电路的内部电路方框图如图3-2所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相吕、、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。
RD是复位端（4脚），当RD＝0,555输出低电平。平时RD端开路或接VCC。
图3-2555定时器内部框图及引脚排列
Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。
Fra Baidu bibliotek根据设计任务与要求,当人们需要干手时，人们把手靠近干手机时，自动干手机会自动打开加热装置和吹风装置，一段时间后会自动停止，并可以调节加热和吹风的时间。
2.2
系统组成框图
简易自动干手机控制电路的总体框图如图2-2.它是由红外线发射电路，红外线接收电路，时间延迟电路，自动干手机开关电路和电源电路五部分构成的。
Key word:infrared emission circuitInfrared receiver amplifier circuitHair dryer switch control circuitsTime delay circuitPower supply circuit
第一章
1.1
随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
自动干手电路是由红外线发射电路，红外线接收电路，时间延迟电路，吹风机开关电路和电源电路五部分构成的。
在红外线发射电路中，输出电路端Q产生脉冲信号来控制红外线发光二极管发射光脉冲，二极管D1起保护红外发光二极管的作用。
在时间延迟和吹风机开关电路中，当输出端Q输出低电平时，三极管截止，无电流通过。继电器与三极管集电极相连，当有电流驱动时，开关吸合，电磁阀通电，电路闭合，吹风机吹出热风；当无电流驱动时，开关断开，电磁阀不通电，电路断开，吹风机不吹出热风。同时在继电器两端并联一个二极管实现保护，在电路中加入发光二极管D3作为显示电路，显示吹风机是否启动。
555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。
此外，加拿大、以色列、韩国、澳大利亚、波兰、新加坡的一些公司和机构都在尽力发展先进红外焦平面阵列热摄像仪技术，竞争已遍及全球几大洲。
近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性也同西方同步。如目前已能生产面积小于30um21000×1000像素的探测器阵列，由于采用了基于锑化铟的新器件，目前已达到了分辨率小于0.01℃的温差，使对目标的识别达到更高的水平。
成绩
山东理工大学
电气与电子工程学院
课程设计说明书
设计题目：
专业班级：
学生姓名：
学 号：
指导教师：
起止日期：
摘
自动干手机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。
它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、商场、工厂、学校、餐厅等场所。因此，研究红外线控制自动但受其及其应用，有着非常重要的意义。
Automatic circuit is dry hands by infrared emission circuit, infrared receiver circuits, time delay circuit, hair dryer switch circuit and power circuit composed of five parts.
2.集成时基电路
集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个3K电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556电路；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器。556和7556是双定时器。双极型的电源电压Vtt＝＋5V~15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源时电压为＝3~＋18V。
In the infrared emission circuit, the output power LuDuan Q produce the pulse signal to control the infrared emitting diode launch a light pulse, diode D1 infrared leds on protection of the role.
In the time delay and hair dryer switch circuit, when the output low electricity output Q at ordinary times, the transistor, no current through the. Relay and triode connected to the collector, when a current drivers, switch suck close, electromagnetic valve electricity, closed circuit, blower, the hot air; When no current drivers, switch, solenoid valves no electricity, circuit disconnect, hair dryer don't blow hot air out. At the same time in the relay ends a diode in parallel to realize protection, in a circuit to join leds D3 as show circuit, show hair dryer is active
本论文设计的是一种以红外线自动控制的干手器。采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。当人或事物靠近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动吹风。
本设计满足了人们对物质的需求，又提高了科学性。以适应当今品种多批量小的电子市场的需求，大大提高了产品的市场竞争力。
1.2
随着红外技术的高速发展，红外焦平面阵列技术出现了，并且迅速得到发展。美、英、法、德、日、加拿大、以色列等西方发达国家都在竞相研制和生产先进的红外焦平面阵列摄像仪，其中美国在红外焦平面阵列传感器的发展水平方面处于遥遥领先地位，其焦平面阵列规模已达2048×2048元，已接近与可见光硅CCD摄像阵列水平。日本在世界上最先实现了100万像元集成度的单片式红外焦平面阵列等种类产品推向市场，抢占商机，法国、荷兰、瑞典、英国、德国和意大利等在非制冷红外热摄像仪技术的发展方面，已显示出其处于前沿的竞争地位。
ABSTRACT
Automatic dry cell phone is a kind of high-grade sanitary ware, widely used in hotels, airport station, sports stadiums and other public places of the bathroom. The working principle of adopting a infrared control of electronic switch, when a hand stretch to come over, infrared switch will electric blower automatically open, the man left and automatic will blower closed.
第二章
2.1 方案论证
2.1.1 干手器的构成及传感器控制
干手器采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（如图2-1所示）。
图2-1反射式红外传感器
反射式光电传感器可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。我设计的红外线控制自动水龙头就运用了它这个特点。光谱范围，灵敏度，抗干扰能力，输出特性等都是反射式光电传感器的重要参数。这种光电传感器的基本原理是，当人或有物体接近时，遮挡了红外光，光敏元件接收到光信号，从而进行光电转换，电磁阀作用，使水源打开。红外线控制自动水龙头的控制过程是：当人或物体靠近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体反射到红外接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动转换为电信号，经过后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。当人手或物体离开自动干手器时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。
图2-2简易自干手机电路的总体框图
图2-3 简易自干手机电路的原理方框图
红外线发射电路的功能的利用红外线发光管发射脉冲，从而实现电路对人体的感应。红外线接收电路功能的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的利用单稳态电路的特性，实现对自动干手机开关打开时间的控制。自动干手机电路的功能的利用电磁阀作为自动干手器的开关，从而可以通过点引号对干手机进行控制。电源电路的功能的为上述所有电路提供直流电源。
3.1
3.1.1
图3-1红外线发射电路
1.红外线发射电路原理
（1）红外发射的功能：555组成的多谐振荡电路驱动红外发射管向外发射红外线。
（2）红外发射的组成：由 555时基集成电路， SE303红外发光二极管， 电阻器R2 ，R5 ，R6， 电容器C5—C6组成的电路。接通电源9V，由U1及其外围容阻元件构成的多谐振荡器通电工作，驱动红外发光二极管工作，将红外信号调制发射出去。
2.1.2
自动干手机的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。成品的自动干手机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器是一样的。该红外线自动干手器电路由红外线发射器、红外线接收放大器和开关控制器组成。利用555定时器及多谐振荡器和单稳态触发器等元件即可组成红外线自动干手器电路。
1)555电路的工作原理
555电路的内部电路方框图如图3-2所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相吕、、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。
RD是复位端（4脚），当RD＝0,555输出低电平。平时RD端开路或接VCC。
图3-2555定时器内部框图及引脚排列
Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。
Fra Baidu bibliotek根据设计任务与要求,当人们需要干手时，人们把手靠近干手机时，自动干手机会自动打开加热装置和吹风装置，一段时间后会自动停止，并可以调节加热和吹风的时间。
2.2
系统组成框图
简易自动干手机控制电路的总体框图如图2-2.它是由红外线发射电路，红外线接收电路，时间延迟电路，自动干手机开关电路和电源电路五部分构成的。
Key word:infrared emission circuitInfrared receiver amplifier circuitHair dryer switch control circuitsTime delay circuitPower supply circuit
第一章
1.1
随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
自动干手电路是由红外线发射电路，红外线接收电路，时间延迟电路，吹风机开关电路和电源电路五部分构成的。
在红外线发射电路中，输出电路端Q产生脉冲信号来控制红外线发光二极管发射光脉冲，二极管D1起保护红外发光二极管的作用。
在时间延迟和吹风机开关电路中，当输出端Q输出低电平时，三极管截止，无电流通过。继电器与三极管集电极相连，当有电流驱动时，开关吸合，电磁阀通电，电路闭合，吹风机吹出热风；当无电流驱动时，开关断开，电磁阀不通电，电路断开，吹风机不吹出热风。同时在继电器两端并联一个二极管实现保护，在电路中加入发光二极管D3作为显示电路，显示吹风机是否启动。
555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。
此外，加拿大、以色列、韩国、澳大利亚、波兰、新加坡的一些公司和机构都在尽力发展先进红外焦平面阵列热摄像仪技术，竞争已遍及全球几大洲。
近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性也同西方同步。如目前已能生产面积小于30um21000×1000像素的探测器阵列，由于采用了基于锑化铟的新器件，目前已达到了分辨率小于0.01℃的温差，使对目标的识别达到更高的水平。
成绩
山东理工大学
电气与电子工程学院
课程设计说明书
设计题目：
专业班级：
学生姓名：
学 号：
指导教师：
起止日期：
摘
自动干手机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。
它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、商场、工厂、学校、餐厅等场所。因此，研究红外线控制自动但受其及其应用，有着非常重要的意义。
Automatic circuit is dry hands by infrared emission circuit, infrared receiver circuits, time delay circuit, hair dryer switch circuit and power circuit composed of five parts.
2.集成时基电路
集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个3K电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556电路；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器。556和7556是双定时器。双极型的电源电压Vtt＝＋5V~15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源时电压为＝3~＋18V。
In the infrared emission circuit, the output power LuDuan Q produce the pulse signal to control the infrared emitting diode launch a light pulse, diode D1 infrared leds on protection of the role.
In the time delay and hair dryer switch circuit, when the output low electricity output Q at ordinary times, the transistor, no current through the. Relay and triode connected to the collector, when a current drivers, switch suck close, electromagnetic valve electricity, closed circuit, blower, the hot air; When no current drivers, switch, solenoid valves no electricity, circuit disconnect, hair dryer don't blow hot air out. At the same time in the relay ends a diode in parallel to realize protection, in a circuit to join leds D3 as show circuit, show hair dryer is active
本论文设计的是一种以红外线自动控制的干手器。采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。当人或事物靠近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动吹风。
本设计满足了人们对物质的需求，又提高了科学性。以适应当今品种多批量小的电子市场的需求，大大提高了产品的市场竞争力。
1.2
随着红外技术的高速发展，红外焦平面阵列技术出现了，并且迅速得到发展。美、英、法、德、日、加拿大、以色列等西方发达国家都在竞相研制和生产先进的红外焦平面阵列摄像仪，其中美国在红外焦平面阵列传感器的发展水平方面处于遥遥领先地位，其焦平面阵列规模已达2048×2048元，已接近与可见光硅CCD摄像阵列水平。日本在世界上最先实现了100万像元集成度的单片式红外焦平面阵列等种类产品推向市场，抢占商机，法国、荷兰、瑞典、英国、德国和意大利等在非制冷红外热摄像仪技术的发展方面，已显示出其处于前沿的竞争地位。