红外线控制自动水龙头课程设计

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1、红外线控制自动水龙头设计报告学生姓名：笑嘻嘻专业班级：电子信息工程本1502学生学号：12017年12月12日红外线传感器介绍红外线传感器利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，也称红外探测器。红外线即红光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只有它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线

2、接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干

3、扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图1-1所示）反射光强度的输出信号电压（Vout）是反射面与传感器之间的距离（X）的函数，设反射面物质为同种物质时，X与Vout的响应曲线是非线性的（如图1-2所示）。设定出电压达到某一阀值时作为目标，不同的目标距离阀值，电压是不同的。反射表图1-1红外发射接收原理图Vout410图1-2光强度相应曲线图二、红外线传感器应用红外传感器的应用非常广泛，可以做成红外测温系统、红外成像系统、红外分析、和报警与控制系统。红外测温是比较先进的

4、测温方法，具有很多优点，适用于远距离和非接触测量，可以测量高速运动物体，带点物体和高温、高压物体的温度测量；相应时间快，一般在毫秒级；灵敏度高；应用范围非常广，可以从摄氏零下几十度到零上几千度。利用红外传感器原理可以做成红外测温仪，红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。在很多场合，人们不仅需要知道物体表面的平均温度，更想了解物体的温度分

5、布红外成像能把物体的温度分布转换成图像以直观、形象的热图显示出来，根据成像器件的不同可以：红外变像管成像，红外摄像管，光子耦合摄像器件等，其中光子耦合摄像器件是比较理想的固体成像器。红外传感器在日常生活中最常见的应用：1. 遥控车。2. 遥控器：家用电器中的电视、智能冰箱、洗衣机、空调还有私家小车的车门。3. 汽车倒车防撞语音提示器。4. 车辆计数器。5. 感应水龙头。6. 自动门。7. 防盗报警装置。8. 军事应用。三、红外线控制自动水龙头的原理红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器和红外发射二极管；接收电路包括红外接收管D1和D2、运算放大器LM741

6、）、音频译码器（LM567）、继电器K、电源电路等组成。(1)红外线水龙头控制电路的原理图(2)红外线水龙头控制电路工作原理工作原理：发射电路中，多谐振荡器由IC(555)和和C7等组成。其振荡频率为f=(R0+2R。C7,振荡输出信号驱动TLN104型的LED1LED3C作，从而产生红外脉冲调制波。接收电路中红外接受头与发射中的发射管相匹配，采用TLN104型。红外脉冲调制经接收管转换成电信号，经C1藕合至LM741,再经C2输入到LM567的第3管脚，经识别译码，使得中心频率f=1/与红外调制频率40KHz一致，使第8管脚输出为低电平，又经反相后，驱动VT2导通，继电器因控制有信号触发而有

7、交流输出。当有人洗手将红外光束遮挡时，相应的因接收到光信号而进行光电转换，从而使LM567因有信号输入而在第8脚输出为低点平，经反相VT2导通，继电器吸合，交流电压被接通，从而使水龙头的电池阀动作，水源打开。四、总结此次课程设计我选做的是红外自动控制水龙头的设计，红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器和红外发射二极管；接收电路包括红外接收管D1和D2,运算放大器(LM741).音频译码器(LM567).继电器K.电源电路等组成。通过这次对红外线自动控制水龙头的设计，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于水龙头的原理与设计理念。通过这次学习，让我对各种电

8、路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。除了学会了许多专业知识外，在遇到困难时，积极地去请教我的指导老师，我通过看现有的教材、去图书馆查阅资料、去网上搜索相关信息这些方式，不仅完成了我的课程设计，而且大大增强了我的自学能力和独立能力。更重要的是，我拓展了思路，开阔了视野，活跃了思想。这次课程设计不仅使我对相关专业知识有了更深的理解，而且还让我认识到了理论知识对工作实践的重大意义，学会理论联系实际。课程设计要求我们完全依靠自己的能力去学习和设计，而不是像以往课程那样一切由教材和老师安排。因此，它给了我更大的发挥空间。让我发挥主观能动性独立的查阅资料、寻找数据、设计实验方案，并将理论知识应用到实践中去。同时，让我懂得红外线在生活中的广泛应用。通过这次设计提高了我认识问题、分析问题、解决问题的能力。