红外线感应水龙头控制器的设计.doc

1 绪论 红外线(Infrared rays)也是一种光线，由于它的波长比红色光（750nm)1800年发现，又称为红外热辐射(Infrared radiation) [1]。通常把波长为0.75～1000μm0.75～1.50μm1.50～6.0μm6.0～l000μm PC数据通讯等。 红外线又是一种热辐射，任何一定温度的物体都会向外辐射，温度不同辐射光波（电磁波）的波长也不同，而常温下的热辐射通常就是红外线的波长范围。比如人体的正常体温为37度左右，其热辐射的波长约为10μm，属于远红外线的范围，但体温变化时，辐射光的波长也会随之变化。根据这一原理，可以通过检测热辐射的光波长，测量温度（体温），这就是非接触式体温计的测量原理；也可以通过探测特定空间中，一定波长范围内红外光线的位置移动，识别空间范围内是否有移动人体存在，达到安全警戒或者自动控制的目的，如：被动式红外线入侵探测、自动门、自动水龙头、自动路灯、火灾探测等等，都是这一原理；还可以通过红外成像以及红外摄影的技术，构成夜视装置；医学检查中的乳腺扫描，也是利用了红外热辐射的基本原理，乳腺癌变部位的皮肤与正常部位皮肤的温度略有不同，通过红外线成像技术，呈现出整个乳房表面的温度分布图形，就可以早期发现乳腺癌变。 近年来，由于检测设备的完善及研究的深入，人们对红外线的物理性能及其生物学效应有了比较全面的认识，获得了许多进展。红外线特别是远红外线已被广泛运用在医疗保健产业中，与日常生活有关的各种红外线产品也大量出现，相关的专利申请也逐渐增度。 1.1课题来源 随着电子技术的发展，在其推动下，产品领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。1.2发展状况及应用前景 随着国内社会体系的不断完善，技术不断提升，进入中国的时机也将越来越成熟。从用水的便捷和方面来说，比更具优势，只是目前价格仍居高不下。 在一些国家，例如国，方便家庭成员使用。据悉，目前国内已经在使用这，以后有望向家庭普及。实现人性化自动控制的优越特点与功能计时冲水、智能计数、停电时自动关闭系统，可直接按备用手动开关在中应用并且1.3设计内容 本论文设计一种以红外线控制的水龙头, 红外式自动水龙头由红外发射、红外接放大电路、，红外光反射式节水龙头的、两大部分，置于水龙头的两侧，当有人靠近水龙头洗刷时，其红外光束被反射，经接收、放大、译码并输出触发固态继电器，打开水龙头。洗毕，人走，水龙头自动关闭。自动水龙头接通电源，当手伸到水龙头下时，使水龙头放出自来水，洗涤完毕，手离开水龙头后，停止放水1.4设计意义 这种水龙头电路设计简单，使用方便，同时更利于节能节本降耗是每个企业追求的目标。传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费，在这个基础上，我响应了的号召节本降耗的精神，设计了自动供水电路，不但可以节约用水，而且还降低了公司内部成本，达到了节本降耗的目的。只需将手放入水龙头下，水龙头就会自动放出自来水供使用者洗手或洗涤其它物品。这种水龙头特别适合酒店、宾馆、医院等公共场所使用，能有效防止手上细菌的交叉传染，如果这种水龙头用于家庭，可使家庭的卫生设施实现自动化，省去了洗手时要拧开水龙头的麻.1系统总体设计方案 图2.1为红外感应水龙头系统总体设计的原理框图[2]。它是利用红外发射电路和接收电路配合处理器来工作的。发射电路定时间歇发射红外脉冲，当人要洗乎时对红外产生反射，从而使接收电路接收到红外信号，再由处理器控制电磁阀打开水龙头出水，当人手离开时，接收电路无法收到反射信号，处理器则控制电磁阀关闭水龙头。 图2.1 系统总体设计的框图 2.2方案论证 通过查找各方面资料，并经过细致研究。我们提出以下三种方案： 方案1： 采用功率开关集成电路为处理器的控制系统[3]。它由红外线反射开关、功率开关集成电路、电磁阀及电源变换电路等组成，工作原理如图2.2所示：给电路提供交流220V电压经电源变压器降压、二极管桥式整流及电容器C 滤波后，产生+l2V电压供给水龙头控制电路。平时，由于TXO5D型低功耗红外反射开关内部红外发光二极管向外发射的调制红外线遇不到反射物体，所以，与其同向并排安装的光敏晶体管接收不到红外信号而处于截止状态，当有人洗手或用水时，接近水龙头的手或盛水容器将红外线反射回去一部分，被光敏晶体管接收并转换成相同频率的电信号，经TWH8778电路处理后，输出高电平信号，开关闭合，开闸放水。当手或盛水容器离开水龙头时，TXO5D型低功耗红外反射开关内部光敏晶体管失去红外脉冲信号，电路又恢复到平时的待机状态。 图2.TWH8778型功率开关集成电路为处理器的系统总方框图 方案2：采用锁相环音频译码器为处理器的总体控制系统[4]。