毕业设计（论文）-干手器设计

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1、电子技术课程设计综述自动干手器电路是由发射电路、红外接收电路、译码电路、触发和继电控制风机电路等组成。该产品可用于医院、食堂、公厕等公共场合，当有人洗手时，该电路会自动开启并关断，使用安全可靠、清洁卫生。自动干手器主要的组成部分就是555定时器电路。根据555强大的功能可以制造出多种产品，干手器只是其中的一种。在《数字电子技术基础》之中我们已经学习了555定时器，但是只是限于理论知识，没有把它应用到实际之中，通过这次对自动干手器的课程设计让我对555定时器又有了更新的认识，同时我也对红外线有了新的了解，知道了红外线遥控

2、的大体内容和原理。在许多场所自动干手器已经非常的常见，它的类型也有很多种，但是我们必须设计出最优的产品种使它的原理清晰，结构简单，所用器件最少，性价比最高。13电子技术课程设计1　红外线的简介红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。本章重点在于对红外线

3、的基本特征和其在应用电路中发射与接收的基本原理进行分析和介绍，掌握其发射方式和接收系统的基本组成，了解各个组成部分的功能，为以后在分析其他电路打下良好的基础。1.1　红外辐射及近红外光波谱[1]红外辐射又称红外线或者红外光，它是一种人的眼睛根本看不见的光，属于电磁波的一种。红外光是波长比红色光的波长（0.76μm）还长的光波。通常，将电磁波波谱中间为0.76～1000μm的波谱段成为红外光谱区。一般把红外光谱分为四个区域，即近红外（0.76～3.0μm）、中红外（3.0～6.0μm）、中远红外（6.0～20μm）、和远

4、红外（20～1000μm）区。实际上，目前在工业或居民用的红外光探测/遥控中所使用的红外光主要集中在0.76～1.60μm的近红外区。采用近红外光作为红外探测/遥控的光源，主要基于如下理由：1.1.1一般的接收用的光电二极管，光敏三极管大都采用硅（Si）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的红外光的探测灵敏度最高。1.1.2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（IRED），其发射波长在880～170

5、0nm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，使得探测灵敏度高，工作效率高。1.2　红外光发射方式及红外发收系统的基本组成使用红外发光二极管获得近红外光是相当简便的。红外发光二极管是一种由PN结构成的注入电流型发光器件，在加上合适的正向偏置电压后，就可以发出一定波长的近红外光。13电子技术课程设计除直流驱动外，发光二极管（LED）还有交流电流驱动方式和脉动电流驱动方式等。交流电流驱动方式主要用于红外测量、检测及较简单的红外通信等电路中。对红外光通信来势说，调制频率、调制带宽是重要的通

6、信指标。在红外探测/遥控系统中，对红外发光二极管一般不采用图1-1（a）所示的恒定直流驱动方式，即平均发射方式，而采用脉动直流驱动方式，即脉冲式红外光发射方式，如图1-1（b）所示。图1-1红外光平均发射和脉冲式发射示意图平均发射方式是指通过启动直流供电电源直接驱动发光二极管发出恒定的红外光。红外发光二极管的功率一般都比较小，而平均发射方式的功耗较大，而且抗干扰能力较差。为了提高红外探测/遥控系统的作用距离，而又不使红外发射管过载，一般不采用平均发射方式，而采用脉冲发射方式或调制载波脉冲发射方式。红外探测/遥控系统的有

7、效作用距离取决于发射二极管辐射的峰值功率，而峰值功率是由馈给发光二极管的电流峰值功率所决定的。峰值功率越大，驱动电流的平均值越小则发光效率就越高。脉冲发射方式或调制载波脉冲发射方式可使红外发射管的平均功率减小，提高系统的有效作用距离，且大大提高了红外探测或遥控系统的抗干扰能力。图1-2是红外光探测/遥控系统的基本组合框图。13电子技术课程设计图1-2红外光探测/遥控系统的基本组成在图1-2（a）中所示的红外光反射电路中，编码波形发生器产生一定占空比的脉冲信号，经驱动级放大后驱动红外发光二极管，使其发射出一系列等幅的红外

8、光脉冲信号。发射脉冲编码信号可降低功耗，提高发射效率。图1-2（b）所示电路为红外接收电路。光电探测器用来将接收到的红外脉冲信号转换成相应的电信号。接收光电管在没收到红外光信号时，光电管中流过的电流很小，即只有很小的“暗电流”，负载上无电脉冲信号输出；当有红外脉冲信号照射时，光电管的内阻急剧减小，电流增大，并在负载电阻上得到相应的