智能化红外线自动水龙头控制电路设计与实现
电路一点通
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2023-11-29
原理框图
各单元电路作用如下（1）反射式红外线传感器。它是将红外发射二极管和接收三极管两个元件放在同一个封装体内,通过窗口向外发射和接收。在正向电流作用下,红外线二极管发出红外线,当有物体靠近传感器窗口时,由于物体的反射作用将红外线反射到接收管,从而使其内部的电流产生变化,生成控制信号。采用红外线发射和接收的方式可以抗日光、灯光的干扰。(2)信号鉴别电路。鉴别的目的是防止可能存在的其他红外信号的干扰,防止电磁阀产生误动作,提高电路工作的靠性。(3)驱动电路。在水龙头的管路上安装一个电磁阀,用于控制水流。电磁阀内部有电磁线圈,静铁心,动铁心和动铁心复位弹簧。当电磁阀线圈通电时,动铁心被提起,水龙头开启,反之则关闭。驱动电路是用来为电磁阀的线圈提供电流。
元器件
红外传感器st188
当红外线发射二极管有正向电流通过,向外发出红外光束时,如果有物体靠近
LG 的窗口,红外线将被反射到三极管内部的 PN
结上,产生较大的基极电流,使三极管由截止状态变为饱和状态,其集电极电平由高变低。“正向电流”和“物体靠近”这两个条件必须同时满足,传感器才会产生输出响应。锁相环音频译码器 LM567
LM567
是一种模拟电路和数字电路组合器件,3 脚为输人端,要求输人交变信号,8
脚为输出端,输出开关量信号,低电平有效。在电路内部有一个矩形波发生器,矩形波的频率由5，6 脚外接的 RC
的参数决定。这个矩形波有两个作用,一是作为内部参考电压,等待与外部输人电压进行比较；二是可提供外部输出。内部工作过程是：输人信号从 3 脚进人LM567 后,与内部的矩形波进行比较,若两者相位一致,则 8脚输出低电平,否则保持离电平。
电路原理图
将 LM567 内部产生的矩形波(幅值约 4V)从第 5 脚引出通过 R1送到三极管 VT1 的基极,使接在 VT1 发射极的红外线发射二极管导通并向周围空间发射经调制的红外光。当有人洗手时,接近水龙头的手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,这个信号和
LM567 输出(5脚)的信号变化规律是一致的,经 C1耦合又回到 LM567 的输入端(3
脚)上,与内部矩形电压信号进行相位比较,两者几乎丝毫不差,此时 LM567 的输出端(8 脚)由高电平变为低电平。需要注意的是,8
脚是集电极开路输出,使用时必须外加上拉电阻(R5)。
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