光电水龙头电路.doc

目录 第二章 方案设计 3 2.1 电路总框架图设计 3 2.2 元件介绍 3 2.2.1 电源部分元件的选取 3 2.2.2传感器电路选择 4 2.3 延时电路 6 第三章 电路设计 8 3.1 电路原理图设计 8 3.2 使用器件介绍 8 3.3设计电路实物制作 12 3.3.1 设计电路元件清单 12 3.3.2 实物的组装 12第二章 方案设计 2.1 电路总框架图设计 经过对本设计的要求分析及大量收集、查询资料后，得出本设计的主体电路包括：电源电路、探测控制电路、延时控制电路。其信号控制框架如图2-1： 图2-1设计总框架图 本设计用的电源采用变压器变压，整流桥整流，然后经过大小电容结合滤波后再用稳压芯片7805稳出5V电压，对整个电路提供电源，传感器在本设计中采用反射性光耦RPR-220，它体积小反应灵敏，并且在不工作是出于关断状态，能和大程度的节省电能，并且有外加了一个运放做电压比较器从而增加它的抗干扰性，之后的延时器我才用了555的单稳态脉冲触发器，并且用精密电阻器可对其延时时间进行调整，在30s~2min内时间可调。本电路在保证所有功能的前提下本着简洁，方便的原则，用最简单的电路完成所有的功能。 2.2 元件介绍 2.2.1 电源部分元件的选取 方案一：用7805进行供电 7805芯片可以直接对它直接采用50Hz脉动直流电源给发射光电管 图2-1 LM7805电路原理图 供电，不用专门的调制——解调电路进行处理， 图2-2 LM2904供电路原理图 LM2940该芯片转化效率高且波纹小且稳定， 图2-3 光敏电阻电路原理图 通过光敏电阻和普通电阻分压形成一个灰度传感器，当有人是光线很弱，光敏电阻阻值变大，从而使光敏电阻上所分电压电平变高，开启三极管Q1,在OUT处输出输出一个低电平平，控制水龙头开启；当没人时，光敏电阻阻值很小，使光敏电阻上电压很低，此时三极管Q1不导通，OUT处输出的是高电平，关断水龙头，使其流水停止。 方案二：采用光电传感器RPR-220 当检测到人手时，由于有反射光，所以RPR-220内部三极管导通，LM3243引脚被拉低，然后从1引脚输出一个底电平对后边水龙头进行控制：当没有检测到时，分析原理和上边一样，在LM324的1引脚输出一个高电平。同时当产生低电平信号时，开启水龙头使其流水，当产生高电平时，关断水龙头，使其停止流水,电路图如图2-4所示： 图2-4 传感器电路原理图 因方案一直处于通电状态，而方案二中，当光线能反射回来时另一支路处于导电，当光线不反射时该支路处于断路状态可以避免电路的功率损耗，从而节省电能，故决定采用方案二。 2.3 延时电路 方案一：使用电容电阻组成延时电路 图2-5 电容延时电路 在前边传感电路里产生的电信号经过74LS04的一个非门，使其电平发生反转，若74LS04的1管脚输入低电平即2管脚输出高电平则，对电容C1进行充电，经过限流电阻R3后，使三极管Q2导通，从而导通继电器，开启水龙头，使其流水；若74LS04的1管脚输入高电平即2管脚输出底电平则三极管不会导通，水龙头也不会开启。 至于延时功能，则是在水龙头开启后对电容C1进行充电，当74LS04的2管脚输出低电平时，电容通过电阻R3放电，能继续维持三极管Q2导通一段时间，其延时时间t是根据电阻R3和电容C1决定的他们之间关系为：t=RC。 方案二：使用555定时器进行延时控制 本电路为由555定时器组成的脉冲触发式单稳态电路，电源接通后，定时器进入稳态。此时定时电容CT的电压为：VCT=VCC=6V。对555这个等效触发器来讲，两个输入都是高电平，即VS=0。继电器不吸合，?输入高电平继电器吸合，水龙头流水，当人走后，555的2管教变成低电平?，定时电容CT立即放到电压为零。于是此时555电路等效触发的输入成为：R=0、S=0，它的输出就成高电平：V0=1。继电器吸动，电源电压通过RT向电容CT充电，暂稳态开始。当电容CT上的电压升到 2/3VCC既4伏时，定时时间已到，555等效电路触发器的输入为：R=1、S=1，于是输出又翻转成低电平：V0=0。暂稳态结束，有恢复到稳态继电器释放。?时间计算公式为：T=1.1RT*CT。本电路提供参数的延时时间约为1秒~2分钟，可由电位器RP调整和设置。 图3-1信号测试电路 图3-2 电源供电电路 3.2 使用器件介绍 1、RPR-220 RPR-220是一种一体化的反射性光电探测器，发射管是一个砷化镓红外发光二极管，而接收器是一个高灵敏度，硅平面光电三极管。RPR-220用法很简单：它的四个管脚，两个长脚分别接限流保护电阻后接+5V电源，两个短脚都接地。它内部还有可见光过滤器，是其特性之一能减少离散刚对其的影响，它的灵敏度高、体积小以及