红外线控制自动水龙头设计
红外线控制自动水龙头设计[20200128191701]
传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费水资源。节能降耗是我们追求的目标，本论文介绍了利用红外对管设计自动水龙头的原理及设计方案，电路设计简单，操作方便，同时更省电节能。我设计了红外线自动供水电路，不仅可以节约用水，而且外形美观，使用起来也很方便。
红外线控制自动水龙头由阻容降压电路、红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、常闭式电磁阀等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作控制电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。
关键词:红外传感器；常闭式电磁阀；阻容降压；继电器
目录
一 、绪论 1
二、 系统方案论证 1
（一） 传感器 1
1 人体热释电传感器 1
2 超声波传感器 2
3 红外对射传感器 2
（二）电源电路 2
1 变压器供电 3
2 开关电源供电 3
3阻容降压供电 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 整体系统框图 4
（二） 阻容降压电路 4
（三）+5v的稳压电源的设计 5
（四） 水龙头的构成及传感器控制 6
（五） LM393电压比较器 7
（六） 继电器输出电路 8
（七） 电磁阀 9
四、主要电路仿真 10
结 论 12
致 谢 13
参考文献 14
附录 15
一 、绪论
水对我们的生命起着重要的作用 ,它是生命的源泉，是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一。人的生命一刻也离不开水，水是人生命需要最主要的物质。在现代工业中，没有一个工业部门是不用水的。也没有一项工业不和水直接或间接发生关系。水还常常用来作为洗涤剂，如漂洗原料或产品，清洗设备或地面，每个工厂的成产环节都需要用到水。
水作为大自然赋予人类的宝贵财富，早就被人们关注。但是人们确越来越不注意保护我们赖以生存的水资源环境，一点也不注意保护水资源，所以本设计本着一种以“节本降耗”的精神为原则，用红外线控制水龙头以达到节水的目的。
普通水龙头当然也是一种好的选择，但是人们的生活节奏越来越快，人们常常不会随手关水龙头，人人都有责任和义务节约用水，保护水资源。本论文设计的是一种以红外线自动控制的水龙头。采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。当人或事物靠近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动放水。它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、商场、工厂、学校、餐厅等场所。而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外线控制自动水龙头及其应用，有着非常重要的意义。本设计采用的芯片有红外对管，电压比较器LM393 ，常闭电子阀，继电器 。
二、 系统方案论证
（一） 传感器
根据我对市场的调查了解，适合本设计的传感器有人体热释电传感器、超声波传感器、红外对射传感器。
1 人体热释电传感器
热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U。
2 超声波传感器
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、绕射现象小、方向性好等特点。超声波对液体和固体的穿透力很强，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的厚度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波距离传感器一般应用在物位的监测，机器人防撞，以及防盗报警等相关领域。
3 红外对射传感器
红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。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，因此在工作时灵敏度高，响应快等特点。
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。
它的特长有以下七点：（1）检测距离长，（2）对检测物体的限制少，（3）响应时间短，（4）分辨率高 ，（5）可实现非接触的检测，（6）可实现颜色判别，（7）便于调整 。
因此，光电式传感器在检测和控制中得到广泛的应用。通过几种传感器的辩证比较，我选择了第四种——光电传感器，并采用其中的反射式光电传感器来作为我设计的核心元件。
传统的水龙头、卫生间供水等设施，使用起来不是特别方便，而且很浪费水资源。节能降耗是我们追求的目标，本论文介绍了利用红外对管设计自动水龙头的原理及设计方案，电路设计简单，操作方便，同时更省电节能。我设计了红外线自动供水电路，不仅可以节约用水，而且外形美观，使用起来也很方便。
红外线控制自动水龙头由阻容降压电路、红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、常闭式电磁阀等组成。当人或事物靠近时，自动产生控制信号，继电器动作控制电磁阀得电吸合从而自动打开水源；反之则自动关闭水源。
关键词:红外传感器；常闭式电磁阀；阻容降压；继电器
目录
一 、绪论 1
二、 系统方案论证 1
（一） 传感器 1
1 人体热释电传感器 1
2 超声波传感器 2
3 红外对射传感器 2
（二）电源电路 2
1 变压器供电 3
2 开关电源供电 3
3阻容降压供电 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 整体系统框图 4
（二） 阻容降压电路 4
（三）+5v的稳压电源的设计 5
（四） 水龙头的构成及传感器控制 6
（五） LM393电压比较器 7
（六） 继电器输出电路 8
（七） 电磁阀 9
四、主要电路仿真 10
结 论 12
致 谢 13
参考文献 14
附录 15
一 、绪论
水对我们的生命起着重要的作用 ,它是生命的源泉，是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一。人的生命一刻也离不开水，水是人生命需要最主要的物质。在现代工业中，没有一个工业部门是不用水的。也没有一项工业不和水直接或间接发生关系。水还常常用来作为洗涤剂，如漂洗原料或产品，清洗设备或地面，每个工厂的成产环节都需要用到水。
水作为大自然赋予人类的宝贵财富，早就被人们关注。但是人们确越来越不注意保护我们赖以生存的水资源环境，一点也不注意保护水资源，所以本设计本着一种以“节本降耗”的精神为原则，用红外线控制水龙头以达到节水的目的。
普通水龙头当然也是一种好的选择，但是人们的生活节奏越来越快，人们常常不会随手关水龙头，人人都有责任和义务节约用水，保护水资源。本论文设计的是一种以红外线自动控制的水龙头。采用了反射式红外传感器，这种传感器的发射与接收是一体化的。当人或事物靠近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合从而自动放水。它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，其广泛用于家庭、商场、工厂、学校、餐厅等场所。而且大大地扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外线控制自动水龙头及其应用，有着非常重要的意义。本设计采用的芯片有红外对管，电压比较器LM393 ，常闭电子阀，继电器 。
二、 系统方案论证
（一） 传感器
根据我对市场的调查了解，适合本设计的传感器有人体热释电传感器、超声波传感器、红外对射传感器。
1 人体热释电传感器
热释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U。
2 超声波传感器
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、绕射现象小、方向性好等特点。超声波对液体和固体的穿透力很强，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的厚度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。超声波距离传感器一般应用在物位的监测，机器人防撞，以及防盗报警等相关领域。
3 红外对射传感器
红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。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，因此在工作时灵敏度高，响应快等特点。
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。
它的特长有以下七点：（1）检测距离长，（2）对检测物体的限制少，（3）响应时间短，（4）分辨率高 ，（5）可实现非接触的检测，（6）可实现颜色判别，（7）便于调整 。
因此，光电式传感器在检测和控制中得到广泛的应用。通过几种传感器的辩证比较，我选择了第四种——光电传感器，并采用其中的反射式光电传感器来作为我设计的核心元件。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4388.html
