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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：红外自动洗手限制器系 部：限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：20100710732010071070 指导老师：王建波、杨笔锋完成时间： 2012年4月15日 报告成果： 评阅老师 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限制器，要求采纳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（本试验中用一个LED灯模拟电磁阀）。（1）人手拿开后须要延迟5秒才断开。（2）牢靠作用距离大于10CM。（3）尽量采纳低功耗设计，降低待机时的电流消耗和增加作用距离。一. 方案选择及
2、电路的工作原理方案一：采纳沟通驱动，用ne555芯片作为方波发生电路来驱动红外放射管，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，最终接一单限比较器方案二： 采纳沟通驱动，运用LM324，第一级放大，然后充电，最终运用比较窗口，设置门限，对外输出；接收放大充电沟通红外放射门限比较二. 单元电路设计计算与元器件的选择1. 放射级要产生占空比可调整，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=dt 30mA R5 100 （欧姆）留意：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
3、的频率；2. 接收级为了提高放射的有效距离，须使得R6越大越好，因为会随着接收信号的增加而变小，而最起先时其值趋于无穷；运用C2和C1相同，滤掉直流；3. 放大采纳正向输入放大： Au=1+=5114. 延时=R*C=50s可延迟0-50s不等；D5用于削减充电时间；5. 门限窗口调整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；6. 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
4、电阻和电容组成一个RC延迟，并在电阻上并联一个二极管。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。三. 设计的详细实现1.系统概述接收滤波门限亮灯延时充电放大占空比可调整方波a.b.先采纳振荡电路产生占空比可调整方波，因为红外放射管直流最大只能15mA，而采纳沟通电路时，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；可利用这种改变将信号采入放大器中；d调整门限大小，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
5、时不稳定 精度不够高b.缘由分析 由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）30
6、3.61.2542.8（V）213.61.2542.9（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%241513.59
7、60%1012闪一下3.370%47闪一下2.9 e.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，瞬时改变最终一级，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，让我学到了许多的在理论课中没有学到的东西和将许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。在接红外放射管前肯定要计算好流过它的最大电流，避开烧坏放射管。在电路不工作或者工作效果不明显时要学会检查电路，一般从发生电路起先分级检查，比如先用示波器检查放射管那是否产生了方波并视察起幅度是否达到要求，若
8、发生级正常，又用示波器检查接受管是否接收了信号，这样逐级检查。还有在焊接元器件的时候，为了焊接便利可以从元器件的高矮依次进行焊接，比如，由于电阻元件最矮，所以可以先焊电阻，这样从低到高顺次焊接。在焊接中也要留意，一些元器件的极性，如：二极管、红外对管、电解电容等。最终在调试电路板的时候，要知道怎么检查一些焊盘是否脱焊之类的。张继勇：在方波发生电路中起初要检查运放的同相端、反相端是否等于电源电压的三分之一，若不等则要检查电路是否正确、或者看运放是否可行。并且要使流过红外发生管的电流不能超过30MA。在同相放大电路中，在同相端肯定要接一个平衡反相端的一个电阻，称为平衡电阻。延迟电路的二极管肯定要正
9、接，若没有二极管电容的放电将瞬间放完从而达不到延迟的目的。最终的单限比较器，在调整反相门限的时候，要先用万用表测试出电容电压的改变范围来限制最终LED灯持续发光的时间。这次是第一次仔细的做pcb图，根据原理图结构布局会为后面省去许多麻烦，在rules中调整规则等等；细心，沉稳就能做好事情；通过此次的课程设计，我学到了许多。五附录元器件明细表（主要用于列出本次课程设计中所用的全部元器件），附图要求用A4纸画出电路原理图并打印。名称 参数型号数量大小LM324四运放1红外对管1发光二级管1对插座14脚1电容10420.1u电位器精密型2电阻若干电解电容1100u排针若干 原理图 PCB图六参考文献参考文献的格式如下：模拟电子技术基础成都信息工程学院电子试验中心
