简易自动干手器

郑州轻工业学院

电子技术课程设计

题目简易自动干手电路

学生姓名xxx

专业班级电信10-01班

学号5410010301xx

院（系）电气信息工程学院

指导教师xx

完成时间 2012年06月22日

郑州轻工业学院

课程设计（论文）任务书

题目简易自动干手电路

专业电子信息10-1学号 5410010301xx 姓名 xxx 主要内容、基本要求、主要参考资料等：

主要内容

1．阅读相关科技文献。

2．学习protel软件的使用。

3．学会整理和总结设计文档报告。

4．学习如何查找器件手册及相关参数。

技术要求

1.要求电路能够通过感应装置，在人们需要干手时，自动打开加热和吹风装置。

2.要求电路在打开加热和吹风装置一段时间后，自动关断开关。

3.要求电路能够调节加热和吹风装置开关打开的时间。

主要参考资料

1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001年6月

2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月

3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月

4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月

5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2003

完成期限： 2012年06月22日

指导教师签章：

专业负责人签章：

2012 年 06月 11日

简易自动干手器

摘要

当今，服务业、人们生活质量的提高，更人性化的产品越来越受欢迎，科技产品趋于电子化，弱电化。近年来，在宾馆，网吧等高档地方普遍出现了自动干手器。

做为一个电气专业的大学生，对专业知识的渴求和对电子方面的热爱，设计一简易自动干手器。主要由电源电路、红外线发射电路、红外线接受电路、时间延迟电路、风机启动关闭电路五个重要部分组成。还有三极管，LED,等电子元器件。

简易自动干手器，当人伸手时，由红外线发射器发射的红外线被人手挡住触发红外线接受器产生电信号，经放大电路对电信号的放大，风机吹风将手烘干，一段时间后风机自动停机。

关键词自动干手；红外线发射电路；风机开关电路；延时电路

目录

第一章系统组成框图及各部分功能第一节系统组成框图

第二节各部分电路的功能

第二章主要单元电路设计

第一节红外线发射电路

第二节红外线接收电路

第三节时间延迟电路

第四节吹风机开关电路

第五节电源电路

第三章电路原理及总电路图

第四章元件清单

附录

第一章系统组成框图及各部分功能

第一节系统组成框图

简易自动干手电路的总体框图如下图（1）所示。它是由红外线发射电路、红外线接收电、时间延迟电路、吹风机开关电路和电源电路5部分构成的。

第二节各部分电路的功能

（一）红外线发射电路：利用红外线发光管发射光脉冲，实现电路对人手的感应。

（二）红外线接收电路：利用光敏原件接收发射出来的光脉冲，并把光脉冲信号转化成电信号，同时对转化成的电信号进行放大。

（三）时间延迟电路：利用单稳态电路的特性，实现对吹风机吹风时间的控制。（四）吹风机开关电路：利用电磁继电器作为吹风机的开关，这样就可以通过电信号对吹风机进行控制。

（五）电源电路：为以上4部分电路供给直流电源。

第二章主要单元电路设计

第一节红外线发射电路

一红外线发射电路图

下图（2）为红外线发射电路。该电路的核心器件是红外线发光二极管SE303。红外线发光二极管由GaAs的PN结构成，其发光波段处于可见光波段之外，所以不可以在显示中使用，而只作为光信号传输而用。本电路的感应装置一般要求

不可见，所以只能采用红外线发光二极管作为感应装置。

图（2）红外线发射电路

二利用NE555构成多谐振荡器

红外线发光二极管正向电流不能超过其最大额定值，而作为感应装置则要求它要有较大的光输出，一般采用其响应快的特性，通过脉冲信号驱动来增大光输出。因此电路前端需要一个脉冲信号电路，本电路采用的是NE555集成电路构成的多谐振荡器组成，存在两个暂稳态。该红外线发射电路的运行包括两个过程：

（一）利用直流电源经电阻R1、R2对电容C1充电的过程；

（二）电容C1经电阻R2从NE555集成电路的DIS端的放电过程。通过这两个过程的交替运行，就可以在NE555集成电路的输出端产生脉冲信号。

其输出脉冲信号的频率f和占空比q为：

f=1/0.7(R1+2R2)C1=1/0.7(220+2*22)100Uf~541Hz

q=R1/(R1+2R2)=220/(220+2*22)~83.3%

这样输出端Q输出脉冲信号来控制红外线发光二极管发射光脉冲，二极管D1起保护红外线发光二极管的作用。

三NE555各引脚功能以及相关参数和内部结构

需要注意的是在利用NE555构成多些振荡器时需要注意个引脚的连接。这里列出NE555集成电路图以及各引脚功能。

（一）各引脚功能

（二）NE555电路图

（三）NE555内部结构图

图三

第二节红外线接收电路

一红外线接收电路图

下图（4）是红外线接收电路。该电路包括两个部分：

（一）红外线接收电路

（二）信号放大电路。

图（4）红外线接收电路

二红外线接收原理

红外线接收电路实际上就是一个红外线接收二极管PH302。PH302具有按照光信号的强度产生出对应的电信号的特性，这叫做光敏元件。PH302是高灵敏度、抗干扰性能强的红外线接收管，也叫光电二极管，它的结构和二极管极为相似，被封装在透明玻璃壳内，管中的PN结可以接受光照，它在电路中是反向工作，当没有光照时，反向电阻很大，可达到几兆欧；有光照时，反向电阻很小，只有几欧，反向电流约几微安，通常用在光电转换自动控制仪器中。本电路即采用该原件接收红外线。

三信号需放大原因

PH303的输出信号是一个十分微弱的信号，为了使后续电路能够对光强信号进行处理，因此需要加入信号放大电路。上图（3）右侧所示电路为信号放大电路。该电路是有电阻R4、R6~R8、T1、T2和C6构成，电路采用了双三极管