红外线自动洗手器

鄂州大学

毕业设计（论文）课题名称：红外线自动洗手器

系部名称电子电气工程系

专业班级 2006级应用电子技术

指导教师夏晓玲

学生姓名闻亮

完成时间：2009年月日至 2009年月日初稿时间：2009年月日

定稿时间：2009年月日

答辩时间：2009年月日

鄂州大学

毕业设计（论文）任务书

课题名称：红外线自动洗手器

完成期限： 2009年月日至2009年月日

系部名称电子系专业班级应用电子

指导教师夏小玲职称副教授

学生姓名闻亮学号 2006020117 系部毕业设计（论文）工作领导小组组长签名

注：1.本任务书一式两份，一份系留存，一份发给学生，任务完成后注意存档；

2.除注明亲笔填写及签名外，其余各项均要求打印，打印字体、字号、排版须严格按照

《鄂州大学毕业设计（论文）规范要求》执行。

一、课题名称及研究的任务内容

二、具体要求（包括说明书、论文、计算程序、图纸、作品等数量和质量等具体要求及保障措施）

三、毕业设计（论文）所需资料

四、毕业设计（论文）进度

五、审核意见

鄂州大学毕业设计(论文) 开题报告

系部电子电气工程系

专业应用电子技术

指导教师夏晓玲

学生闻亮

学号2006020117

2009年××月××日

红外线自动洗手器

摘要：该文论述了红外线自动洗手器的基本原理，分析了电源、红外线发射和接收、热释红外线、及控制电路。

关键词：红外线传感、单片机。

1.1红外线概述

红外线又称红外辐射或红外光，红外光是人眼看不见的光，是一种电磁波。任何高于绝对温度（-273.15k）的物体都会发出电磁波—红外线（热释红外线传感器就是基于此诞生），长比红色的波长（0.76um）还长的光波，通常，将电磁波谱中间隔为0.76~1000um的波谱段为红外线光谱区。一般把红外光谱分为四个区域，即近红外（0.76~3.0um），中红外93.0~6.0um），中远红外线（6.0~20um）和远红外（20~1000um）。不同温度的物体的辐射的电磁能及能量随波长的分布是不同的，物体表面温度越高，它辐射的能量越强，人体红外辐射的光谱为7—14um，其中心波长在9—11um附近。目前在工业或民用的红外光探测/遥控中所使用的红外光谱主要集中在0.76~1.6um（760~16000nm）的近红外区。采用进红外光做为红外探测/遥控的光源，主要基于如下理由:

(1)一般的接受用的光电二极管、光敏三极管大都采用硅半导体材料制作而成，

这类管的接收峰值波长为780-1550nm即管子对波长为780~1550nm的红外光探测灵敏度最高。

(2)红外光发射器件，尤其是采用GaAs、AlGaAs或GaInAsP等半导体材料制作

的红外发光二极管（英文缩写IRED），其发射波长在880~1700nm范围内，这与si光电接收器件（包括发光二极管、光敏三极管）的响应波长相匹配，是探测灵敏度高，工作效率高。

2、红外线吸洗器原理框图：

图2-1

该接收器采用两种红外线传感器控制方式：控制洗手器部分采用红外线反射式传感控制判断是否有人走进吸收器式利用热释红外线传感器控制，两传感器将最终处理的数据交给MSP430单片机控制白天有人洗手时启动洗手或盛水器，人的手或盛水器物放于洗手器前时，反射部分红外线让红外线接收器接收使洗手器开启，否则红外洗手器处于关闭状态。此时，不打开照明灯，到了夜晚有人来洗手（盛水）时，提前打开照明灯，当人离去30s后由单片机程序精确设定后照明灯熄灭，平时无人洗手时，洗手器处于关断状态，单片机处于低功耗状态，直到有人走近洗手器时单片机被唤醒，启动相应的电路。

2.2红外线自动洗手器主电路图

图2-2

3、洗手器电源部分

图3-1

如图所示，首先让220V 交流市电通过变压器变压，将电压降至9V ，再通过整流桥进行桥式整流，得到直流，

图3-2

()()220

220

00U 9.0U 2

2t td sin U 21

21u ==

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⎰

π

ωωπωπ

π

π

t d u

然后滤波，最后通过三端稳压器7805稳压得到+5V 的直流电源。

4.1红外线发射器

图4-1

如图4-1所示为提高红外线发射功率与作用距离。这里采用一定占空比的脉冲发射式发射红外线的提高发射管的瞬时发射功率降低其平均功率、因为红外系统的作用距离时由馈送进LED的电流峰值所决定的电流平均值越小，其效率越高。如图所示5个连续波形（未调剂）单音红外光束发射电路555时及电路和R1、

R2、C2等组成一个无稳态多谐振荡器，它的振荡频率f=1.44/（R1+2R2）C2图示参数的频率可调40kHZ左右。由于充电时间常数（R1+R2）C2远大于放电时间常数R2C2。因此，图示的低电平和高电平时间比值为1：8，由于驱动级采用PNP型的2N2095，因此红外LED的“开”（发射）和“关”（停发）的周期比为1：8,也就是说红外LED发射时间仅为振荡周期T=50us的1/8。

f=1.44/(R1+2R2）C2

f=40kHZ,C2=2700p;

(R1+2R2)=1.44/ C2f；

R1+2R2=13.3K;

R1=7.9K。

4.2红外线发射管和接收管的选择

这里选择TLN系列的发射管TLN104、TLN 107均为小功率管，其峰值波长均为940nm

TLN104/TLP104，它们采用白色塑料封装结构，顶端加玻璃透镜封装，有聚光效果，辐射方向性好。

配对的TLN107/TLP107的外形和尺寸采用平定式透明塑封结构，TLN104的功率比TLN107的辐射功率大，因TLN107的管芯未加玻璃透镜，辐射时无聚光效应，因此，其辐射方向散的较大。

图4-2