1、红外线自动控制电路设计摘要：这个电路采用了反射式红外线传感器。这种传感器的发射与接收对管是一体化的，当有物体靠近时，一部分红外光被反射到接收管，从而产生控制信号。红外线自动水龙头具有人或物体靠近时，自动产生控制信号控制继电器的动作，使电磁阀得电吸合放水的功能。它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强、可在强光下工作，广泛用于家庭、工厂、医院、车站、餐馆等。关键词：红外线反射传感器；集成运放；锁相环音频译码器随着社会的进步，科学的发展，越来越多的高科技产品已经融入了我们的生活当中。这个红外线自动水龙头控制电路就是一个运用现代科技的产品。运用这个电路就可以让人们伸手就可以完成洗手，洗菜等日常生活的事情。
2、从而避免了开关水龙头，让人们的生活更加的方便、清洁和卫生。由于不用开关水龙头，就不会损坏水龙头和更换水龙头，即节省了资金，又节省了材料。而且人伸手时，水龙头自动打开，人的手离开时，水龙头自动关闭，节约了巨大的水资源。所以这块电路既小巧轻便，又经济节约和环保的电路。它广泛适用于家庭、工厂、医院、餐馆等许多的场合。1.红外线自动水龙头控制电路设计框图红外线触发 电压放大 识别译码 驱动继电器吸合放水图 1.红外线自动水龙头控制电路设计框图2.红外线自动水龙头控制电路设计图1k12k100k150100k1k 23467C0.22 FC20.1FC4C30.01 F2.2FC51F741 LM567
3、4835 6 7 1 2 90139013+5V47 F+ C610kIC1IC2 IC3VD1k1VT1VT2R1R3R7R5R4R8R6R2+1KLG图 2.红外线自动水龙头控制电路设计图3.红外线自动水龙头控制电路工作原理红外线反射传感器：本电路的最大特点是红外发射部分不用专门设置信号发生电路，而是直接从接收部分的检测电路 LM567 的 5 脚引入信号，此信号是 LM567 锁相音频译码器的锁相中心频率，这样既简化了线路和调试工作，有防止了周围环境变化和元件参数变化对收发频率造成的差异，实现了红外线发射与接收工作频率的同步自动跟踪，使电路的稳定性和抗干扰能力大大加强。电路中使用了集成运
4、放 LM741(或 OP07)作为电压放大器。LM741 是一种常见的信号放大器，他可以用于信号放大，滤波，整形，比较等各种电路中，其引脚介绍如图 3。1 和 5为偏置，2 为正向输入端，3 为反向输入端，4 接地，6 为输出，7 接电源，通过对 2 和 3输入的电压信号进行比较处理，6 为输出电压信号。本红外线反射传感器中运用 LM741 对接收到的一定频率的信号进行比较，整形，滤波处理后，输出一定频率范围的电压信号，以供 LM567 进行检测。图 3.LM741 引脚图电路中还使用了锁相环音频译码器 LM567。LM567 是一种模拟与数字电路组合器件，图4 为 LM567 管脚图。其电路
5、内部有一个矩形波发生器，矩形波的频率由 5、6 脚外接的R、C 值决定。输入信号从 3 脚进入 LM567 后，与内部矩形波进行比较，若信号相位一致，则 8 脚输出低电平，否则输出高电平。需要注意的是，8 脚是集电极开路输出，使用时必须外接上拉电阻。在本红外线反射传感器中，经过调节 LM567 的中心频率，在由 5 脚输出控制三极管的导通也就控制了红外发射管的发射频率，实现了红外发射的发馈控制，也就是说通过调节接收检测装置的中心频率的同时也就调节了发射频率，达到了防止外部环境对收发频率的影响。LM5675 6 7 1 23 8图 4.LM567 管脚图电路的工作原理是：将 LM567 第 5
6、脚上幅值约为 4V 的标准矩形波，通过 R1 引至三极管 VT1 的基极，使接在 VT1 发射极的红外线发射管导通并向周围空间发出调制红外光。当有人洗手或接水时，接近水龙头的手或盛水器就将红外光反射回一部分，被红外接收管接收并转换为相应的交变电压信号，经 C1 耦合至运放进行放大后，再经 C2 输入到 LM567 的第 3 脚，经识别译码后，使第 8 脚输出低电平，又经反相后，驱动三极管 VT2 导通，使继电器吸合，继电器控制安装在水龙头上的电磁阀得电吸合放水，当手或容器离开后电路又恢复等待状态。4.电路组装调试过程按照图 2：1.组装 LM567、VT1 和红外线传感器，用示波器的双通道输入
7、，观察接收管的波形并与 LM567 第 5 脚波形比较，观察接收管的波形并与 LM567 第 5 脚波形比较，比较它们相位是否一致。2.组装集成运放。3.组装继电器驱动电路。组装电路后，用手靠近红外线传感器，观察电路是否动作。若动作不正常，检查耦合电容 C1、C2 前后信号波形，观察比较 LM567 的 3 脚与 5 脚信号的相位。若 3 脚与 5 脚波形相位一致，但 8 脚任为高电平，可减小 R1 或 R2 的值，以增大红外光发射强度，直至 8 脚跳变为低电平；若 3 脚与 5 脚波形相位一致，但人体远离红外传感器时，8 脚为低电平，继电器不释放，一般来说是因为红外传感器灵敏度过高，可增大R
8、1 或 R2 的值，以减小系统灵敏度，直至 8 脚跳变为高点平。4.观察红外线传感器的作用距离并做记录。5.结论通过这次电路的制作，我学会了许多的知识。第一，在制作电路前，一定要弄懂这个电路的工作原理，这对组装电路以及调试电路有很大的帮助。 当遇到了一些不懂得问题时，我还及时查阅了相关的书籍和资料，它不仅让我弄懂了这个电路的工作原理，还加深了我对红外线传感器，集成运放 LM741 和锁相环音频译码器 LM567 等一些电子元件的了解和对电路知识的掌握。第二，在组装电路时，不要怕困难和麻烦。一步步的做，就能把电路组装好。当然，电路组装好后，并没有成功。这就要对电路进行调试。在调试时，我根据电路原理用万用表测试各个点上的电压以及电流值，逐步排查各个元件。最后终于发现红外线传感器接反了以及锁相环音频译码器有一个脚没有接地。当我更改了这些错误后，电路终于调试成功。所以我发现，只要我们不怕困难，肯下功夫，根据电路原理一步步组装调试电路，就一定能把电路做成功。参考文献【1】 廖先芸主编.电子技术实践与训练.第 2 版.北京：高等教育出版社，2005【2】 罗克韦尔实验室编写.红外反射式传感自动控制开关设计.重庆邮电大学自动化学院
