红外自动洗手器设计报告.doc

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1、成都信息工程学院电子系统设计报告课程名称：红外自动洗手控制器系部：控制工程学院专业班级：测控技术与仪器102班学生姓名：张继勇、文超学号：指导教师：王建波、杨笔锋完成时间：2012年4月15日报告成绩：评阅教师日期红外自动洗手设计报告设计要求：设计并制作一个红外线自动水龙头控制器，要求采用反射式红外检测方式对人手等目标进行检测，检测到后即自动打开水龙头电磁阀（本实验中用一个LED灯模拟电磁阀）。（1）．人手拿开后需要延迟5秒才断开。（2）．可靠作用距离大于10CM。（3）．尽量采用低功耗设计，降低待机时的电流消耗和增加作用距离。一.方案选择及电路的工作原理方案一：采用交流驱动，用n

2、e555芯片作为方波发生电路来驱动红外发射管，后级由接收管接收信号，再经运放反向放大后，通过一个RC回路延迟，最后接一单限比较器方案二：采用交流驱动，使用LM324，第一级放大，然后充电，最后使用比较窗口，设置门限，对外输出；接收放大充电交流红外发射门限比较一.单元电路设计计算与元器件的选择1.发射级要产生占空比可调节，须LM324的电源接双电源，为有效解决此问题，将3号脚并接三只等大电阻，使得3号脚电压为Vcc，等效了双电源；=P平均=dt30mAR5100（欧姆）注意：由于二极管接通时会有0.2-0.7V的压差，会影响占空比及产生信号的频率；1.接收级为了提高发射的有效距离，须

3、使得R6越大越好，因为会随着接收信号的增强而变小，而最开始时其值趋于无穷；使用C2和C1相同，滤掉直流；2.放大采用正向输入放大：Au=1+=5113.延时=R*C=50s可延迟0-50s不等；D5用于减少充电时间；1.门限窗口调节R11，可使得门限由0-Vcc不等当12号脚大于门限时，14脚对外输出高电平，否则为低电平；2.元器件选择电源选用6V的直流电压；方波产生电路：先在324运放同相端接三个相同的电阻，一个接电源、一个接地、一个接输出；在反相端一个电容接地，一个电阻接输出。同相放大电路：将接收的信号经运放同相放大。延迟电路：用电阻和电容组成一个RC延迟，并在电阻上并联一个二

4、极管。单线比较电路：在反相端接一参考电位，与同相端的输入电位相比较。主要元器件：二极管，LM324运放，电容，红外对管，电解电容，发光二极管，电位器，电阻。一.设计的具体实现1.系统概述接收滤波门限亮灯延时充电放大占空比可调节方波a.b.先采用振荡电路产生占空比可调节方波，因为红外发射管直流最大只能15mA，而采用交流电路时，因为平均功率概念，最大可达到30mA；c．当接收管未接收到任何信息时，电阻趋于无穷大，当接收信号时，电阻瞬时变小；可利用这种变化将信号采入放大器中；d．调节门限大小，影响精度及延时时间；2．电路的安装与调试   a.遇到的问题延时不稳定精度不够高b.原因分析由

5、于选用的充电电阻过大，延时时间过长；在室内还是室外，白天还是黑夜，都会有杂波信号；c.解决方案给接收管带上深颜色的套；d.电路参数测试输入级50%占空比门限其他最大距离（cm）最大电压（V）最小电压（V）最大延时（s）最大距离时延时时间1.8（V）503.61.22571.9（V）453.61.22372.0（V）423.61.22262.1（V）403.61.21952.2（V）403.61.21752.3（V）403.61.21552.4（V）263.61.21342.5（V）243.61.21142.6（V）243.61.2742.7（V）303.61.2542.8（V）21

6、3.61.2542.9（V）143.61.2333.0（V）103.61.2233.1（V）83.61.2213.2（V）53.61.2113.3（V）53.61.21闪一下3.4（V）53.61.21闪一下3.5（V）43.61.21闪一下3.6（V）43.61.2闪一下闪一下3.7（V）03.61.2无无3.8（V）03.61.2无无门限为2.2V时占空比其他最大距离最大延迟最大距离延迟时间最大电压15%51323.430%201543.638%401753.7739%361643.740%351623.6845%301513.650%241513.5960%1012闪一下3.

7、370%47闪一下2.9e.仪器设备及其他电源，示波器，万用表f.各类图表方波信号接收管未有接受信息时接收管刚接受信息时，瞬时变化最后一级，有手接触时，输出高电平，否则低电平四．心得体会及建议文超：通过这次的电子设计课程，让我学到了很多的在理论课中没有学到的东西和将很多在理论课中的一些电路图在电路板上得以实现，比如：方波的发生电路、放大电路、单线比较电路等。在接红外发射管前一定要计算好流过它的最大电流，避免烧坏发射管。在电路不工作或者工作效果不明显时要学会检查电路，一