范例二红外线光电开关电路的设计与制作

江门市新会技工学校

技能课教案

编号：QD-19-06 流水号：5 电气自动化专业10G3 班共10 页

授课老师：肖正光审阅签名：

新会高级技工学校

毕业设计论文

课题：红外线光电开关电路的设计与制作

系部：电子信息系

专业、班级：电气自动化设备安装与维修

姓名： XXX

指导教师：

完成时间： 2012.6.16

毕业设计论文任务书

1、题目红外线光电开关电路的设计与制作

2、内容要求：（1）、设计并制作一红外线光电开关电路，当光电管接收到红外发射光时，继电器控制所需驱动的电器设备工作。（2）、用Protel 99 SE完成电路原理图的绘制，并提出元件清单，购买关

键元器件。（3）、完成线路板的设计。（4）、样机装配与调试。（5）、完成毕业大作业（综合实训）正文。

3、实施步骤：

1、查阅资料，拟定总体设计方案，IC规格书查询，芯片选型。约3天时间。

2、原理图的设计：①完成红外线光电开关电路的原理图的

设计；②提交元件清单；完成关键元器件的选购，约4天时间。3、

线路板的设计、制作与装配：①用Protel 99 SE完成线路板的设计，利用热转印方法制作线路板；约一周时间。4、完成样机的装配与调试，约2周时间。 5、完成毕业大作业（综合实训）正文。应包括

如下内容：(1) 总体方案设计(2)各功能电路的描述、电路图； (3)

元件清单；(4)线路板的PCB图；(5) 利用热转印方法制作线路板的过程；(6)红外线光电开关的装配与调试；(7) 红外线光电开关实

物照片；(8) 毕业大作业总结。约为3天的时间。

4、本毕业设计任务书于 2012 年 5 月 28 日发出，应于 2012 年 6 月 16 日完成，然后进行成绩评定。

一、摘要：

红外线光电开关是一种新型的非接触式开关,不受其他光源的干扰和使用环境的限制,具有工作可靠、抗干扰能力强、响应速度快、寿命长等优点,而且,红外线虽是不可见光,但它的直线传播、反射、折射等物理属性均与可见光相似,在光的传播中可以使用聚焦透镜、折射棱镜等光学器件.光线不可见意味着有一定的隐蔽性,所以这种开关在工农业生产和安全警卫工作中,有着广泛的应用前景.

设计目的和意义

1、熟悉红外线发射、接收管的使用方法

2、熟悉光电转换电路的构成和应用

3、学习组装一种红外线开关电路

4、巩固大学三年所学的知识

二、红外线光电开关电路

1、设计电路及工作原理

红外线光电开关电路如图所示

该电路由红外发射管RLED和光电管VTG组成红外线开关，继电器K控制所需驱动的电器设备（被控制的设备电路没画出来）。40106施密特触发器用于波形整形，提高开关电路的稳定性。VD用于保护三极管VT1和VT2。

接通电源，红外发射管RLED发射不可见的红外光束，照射在光电接收管VTG上，VTG导通，A点输出低电位；由此施密特触发器40106输出高电位，使VT1和VT2导通，继电器K吸合，常开触点闭合。若在发光管和接收管之间遮挡光线，则VTG截止，A点输出高电位；施密特触发器输出低电位，使VT1和VT2截止，继电器K的常开触点断开。

（a）红外线光电开关电路（b）红外线光电开关结构图

2、注意事项：

1，在红外线反射型传感器的前方或侧面不应有大面积的阻挡物或反射物，以免影响其正常工作。

2，外界的各种颜色因对红外线的反射效率不同，表现出的检测距离也不一样。如我们站在红外线反射型传感器的前方，身着浅色（白、灰、黄）和身

着深色（黑、蓝、紫）时会造成检测距离的不同，此属正常现象。

3，红外线反射型传感器的检测距离于工作电压有关，电压越高距离越远。

3、实训主要材料及工具

敷铜板、三氯化铁、无水酒精、松香，焊锡等。

电烙铁、斜口钳（或剪刀）、尖嘴钳、镊子。烙铁架、万用表等。

4、元器件清单

序号名称规格型号代号数量（4套）备注

1 电阻560欧姆R1 1 1/8碳膜电阻

2 电阻18千欧R2 1 1/8碳膜电阻

3 电阻100千欧R3 1 1/8碳膜电阻

4 二极管1N4148 VD 1

5 继电器 1

6 三极管3DG6 VT1 1 NPN小功率管

7 三极管9013 VT2 1 NPN小功率管

8 六施密特触发器CD40106 IC 1

9 红外线光电开关RLDE、VTG

10 二极管1N4001 VD2 1

4、电路原理图

4、protel软件设计图

1、线路PCB图

6.利用热转印方法制作PCB板的过程

（1）将PCB图打印于油印纸中

（2）将PCB图反印于檫亮洗净的敷铜板上

（3）再放入LR-2W8B型（温度约180度）制版机中转印（4）自然冷却后再放入三氯化铁溶液中腐蚀

（5）腐蚀完全后于钻孔机上钻孔

（6）将表面的炭膜用砂纸檫掉后涂上松脂水

（7）安装元件并焊接

7、红外线光电开关的实物图

8、调试过程

（1）先检查电路确认无误后，接上电源

（2）用万用表分别检测CD40106器输入、输出电压并记录数据

（3）用纸把红外线发射遮挡观测LED灯是否亮

9、调试结果

接上电源LED灯发光，用纸把红外线发射遮挡LED灯不发光

10、设计心得

随着时间的流逝，三年的大学生活转眼就到了尾声。我们的毕业设计也随之而来。经过六周的努力我们的毕业设计终于完成了。这次的设计是我们在大学里面的告别之作。我们之前认为这次设计是对我们三年所学知识的总结。做了才知道，自己所学的永远是不够的，这次毕业设计不仅仅是巩固之前的所学，还从中学到了很多新的知识，学习是永无止境的。

通过这次毕业设计让我们认识到我们所学的知识很缺乏的，之前我们就以为自己都学得差不多了，老师也教了很多，感觉自己基本上都学了，但都是书到用时方恨少的感觉，做了才知道自己学会的还是远远不够的，在这个知识的海洋里我们学到的知识是少之又少，让我明白知识是要靠一点点日积月累的，所以我们以后在工作、生活中还要不断学习积累。以充实自己。

这次毕业制作是以团队合作来完成了，这次毕业设计也练就了我们的合作精神，这个设计我们分工合作，每个人都有自己的任务，有的找资料，有的画图，