发布时间 : 星期三 文章红外线自动控制水龙头李卫鹏更新完毕开始阅读9eddaee7d15abe23482f4d99
都在尽力发展先进红外焦平面阵列热摄像仪技术，竞争已遍及全球几大洲。 近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性也同西方同步。如目前已能生产面积小于30um21000×1000像素的探测器阵列，由于采用了基于锑化铟的新器件，目前已达到了分辨率小于0.01℃的温差，使对目标的识别达到更高的水平。
2
2． 红外线控制水龙头系统设计
2.1 水龙头的构成及传感器控制
水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被物体遮挡住，通过物体的反射，发射到接收管，接收管在对其转化。反射式红外传感器（如图2-1所示）。
图2-1 反射式红外传感器
光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号转换为电信号的一个非常重要的工具。我设计的红外线控制自动水龙头正是运用了它的这个特点。光谱范围，灵敏度，以及抗干扰能力，输出特性等都是反射式光电传感器的非常重要的参数。这种光电传感器的基本原理是，当人手靠近接近水龙头时，遮挡了红外光，人手对红外光进行了反射，光敏元件接收到了这个被反射红外线光信号，从而进行光电转换，通过控制电路爹给你对电磁阀作用，从而水龙头流出水来。
红外线控制自动水龙头的控制过程是：当人的手接近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外线经人和物体反射到红外线接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动将光信号转换为电信号，经过后放大电路电路控制电路进一步放大、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作使水龙头打开。当人手或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。
2.2系统组成方框图
该红外线水龙头控制电路由稳压电路、红外发射电路、红外接收电路以及控制电路，执行电路等组成。用到的元器件有光电传感器（红外发射器
3
SE303,PH302、红外接收器、）三极管、锁相环频率解码LM567、电磁阀、555集成芯片以及电阻、电容若干，以及三端稳压器LM7812由220伏交流电供电，经变压器从次级输出交流电压，该电压经过整流、滤波、稳压，得到12伏电压提来供给供给发射电路接收电路以及控制电路等。
红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个部分稳压电路、振荡电路、接受控制电路以及执行电路部分。一个完整的电路首先要有一个稳定电源，才可以保证它稳定的工作在这里我设计了一个稳压电路以三端稳压器LM7812为主，电容二极管为辅来为整个电路提供稳定的12电压。接下来是整个电路红外发射电路的核心电路的组成，振荡电路发射电路向外发射红外线信号， NE555为主，电阻电容为辅为整个红外线水龙头提供固定频率然后由SE303向外发射红外线；接下来对红外线的接收，接收电路主要由PH302和三极管组成，由PH302接收红外线光，转化为电信号，再由三极管对电流进行放大；对接收的光线进行辨别选频，控制电路部分主要由LM567，LM567对接收到的电流进行分析，然后输出相应的高低电位；执行电路部分与前面的控制电路的信号相结合，信号驱动电磁阀的开关，也就驱动了水龙头是否有水流出。如图2-2 系统方框组成图
2-2 系统组成方框图
红外发射 红外接收 电流放大 音频译码 驱动控制 水龙头 多谐振荡器 电源12V 稳压电路的简介：稳压电路即恒压，理想意义的恒压是指负载电压的大小在负载变化时和输入电流变化时都不会变化，也就是指负载电压是恒定的。当然，实际上是这是有局限性的，负载和电流只能在一定范围内变化，可使负载电压基本稳定。在本次电路中电压主要通过LM7812由220V稳压为12V。
振荡发射电路的简介：振荡电路，就是能产生大小和方向都随周期发生
4
变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。驱动红外发射管发射红外线。通过NE555产生固定频率的红外线
接收电路简介：红外接收电路的作用是接收红外发射管发出的调制红外光，并通过三极管放大器进行放大后输入到音频锁相环译码器集成电路进行选频。在这里我选择用两个三极管对电路进行放大。
控制电路简介：锁相环频率解码电路的主要作用是对接收到的电信号进行识别译码输出低电平主要由音频译码器构成。在这部分电路的主要部分是LM567，输入脚3接收信号，输出脚8输出信号。
执行电路部分：通过电流放大，经过LM567的选频以及控制，若选频信号符合，则LM567输出信号驱动电磁阀动作，控制水龙头出水。若不符合则电磁阀不动作，水龙头没有水流出。
2.3红外反射式光电传感器特性与工作原理
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，然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，但是它的价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面是都可以受到光源照射以及反射，同时又能够被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的状态结果。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、日光灯照射等等得多种不确定因素。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，红外线接收管接收调制的红外信号（如图2-3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2-4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
发射 反射表面 接收 x 5