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感应式水龙头设计思路探究【摘要】感应式水龙头是一种新型的自动感应式水龙头，通过红外感应技术实现水的自动启停，既方便又卫生。
本文首先介绍了感应式水龙头的原理和设计特点，然后对市场需求进行了分析，探讨了设计思路及未来发展前景。
感应式水龙头在节水、卫生和便利性方面具有明显优势，受到消费者的欢迎。
设计思路的探究有助于不断改进产品性能和功能，提升用户体验。
未来，随着科技的不断进步和人们对健康生活的追求，感应式水龙头有着广阔的发展空间。
设计一个高效、智能的感应式水龙头至关重要。
感应式水龙头设计的重要性不言而喻，值得进一步研究和探讨。
【关键词】感应式水龙头、设计思路、市场需求、原理、设计特点、发展前景、重要性、总结与展望1. 引言1.1 背景介绍感应式水龙头是近年来厨卫家居领域的一项创新技术，它利用红外感应或触摸开关等技术，实现水流自动开启和关闭，不需要手动操作。
随着人们对生活品质的不断追求，感应式水龙头逐渐走进人们的家居生活，成为现代厨房和卫生间中一种时尚而便利的选择。
背景介绍中，我们可以回顾传统水龙头的缺点和问题：一是操作不便，需要不断旋转开关调节水流大小和温度，十分不便捷；二是卫生隐患，手部沾有油污或细菌时，操作水龙头会污染水龙头表面，带来卫生问题；三是浪费水资源，因为使用者可能忘记关闭水龙头，导致水资源浪费。
在这样的背景下，感应式水龙头应运而生，它解决了传统水龙头的种种问题，为人们创造了更加方便、卫生和节水的使用体验。
而随着科技的不断发展和人们生活品质的提高，感应式水龙头将有更加广阔的市场需求和发展前景。
的内容。
】1.2 问题提出感应式水龙头设计的出现，无疑给人们的生活带来了很大的便利，但是在实际使用过程中，也会出现一些问题。
最为常见的问题就是感应式水龙头的灵敏度不够高，导致用户在使用时需要较大幅度的移动才能触发水流，给用户操作带来了一定的不便利性。
由于感应式水龙头采用自动感应技术，因此一些恶意操作者也可以通过特定手段干扰水龙头的正常工作，给用户使用带来了一定的安全隐患。
目录前言 (1)1、总体方案设计 (1)1、1 设计任务与要求 (1)1、1、1 设计任务 (1)1、1、2 设计要求 (1)1、2 系统组成框图 (1)2、设计原理分析 (2)2、1 电路主要芯片介绍 (2)2、1、1 NE555时基电路简介 (2)2、1、2 MC78L12CP简介 (3)2、2 电路原理图 (3)2、3 主要单元电路设计 (3)2、3、1 红外线发射电路 (3)2、3、2 红外线接收电路 (4)2、3、3 时间延迟电路 (5)2、3、4 自动水龙头开关电路 (6)2、3、5 电源电路 (7)3、用Multisim仿真 (7)3、1 Multisim仿真软件简介 (7)3、1、1 Multisim仿真软件概述 (7)3、1、2 Multisim软件的特点与结构 (7)3、1、3 Multisim的仿真特点 (8)3、2 用Multisim软件仿真的结果 (9)结论 (12)参考文献 (12)致谢 (13)用Multisim仿真红外自动水龙头前言红外自动水龙头电路依靠红外线控制水龙头自动瞬时来水,自动延时断水,既使用方便,又节约用水。
红外自动水龙头采用非接触的红外感应方式自动开关,使用时手不接触水龙头,从而杜绝了细菌病毒的交叉感染,有效地预防了各种疾病的传播。
在医院、宾馆、饭店、学校、超市等公共场所及家庭中都得到了广泛的应用。
1、总体方案设计1、1 设计任务与要求1、1、1 设计任务设计一个红外自动水龙头开关控制电路。
该电路能够在人们需要用水的时候,通过感应装置自动打开自来水开关,并且在打开开关一段时间后,自动关断开关,从而起到节约用水的目的。
1、1、2 设计要求1、要求电路通过感应装置,在人们需要用水的时候,自动打开水龙头开关。
2、要求电路在打开水龙头开关一段时间后,自动关断开关。
3、要求电路能够调节自动水龙头开关打开的时间。
1、2 系统组成框图红外自动水龙头开关控制电路的总体框图如图1所示:图1 红外自动水龙头开关控制电路的总体框图红外自动水龙头开关控制电路就是由红外线发射电路、红外线接收电路、时间延迟电路、自动水龙头开关电路与电源电路5部分构成的。
感应式水龙头设计思路探究
感应式水龙头的设计思路是基于感应技术。
感应技术是利用传感器和控制系统来实现自动感应和控制的一种技术。
在感应式水龙头中，通过安装传感器，可以感应到用户的手部动作，从而启动水流。
感应式水龙头的设计思路是节能和环保。
传统的水龙头需要人工旋转开关才能启动和关闭水流，而感应式水龙头则可以自动感应用户的手部动作，只在需要时才启动水流，从而减少了能源的浪费。
感应式水龙头的水流也可以根据用户的需求进行调节，避免了水流泄露和浪费的问题。
感应式水龙头的设计思路是卫生和健康。
由于用户不需要触摸水龙头的开关，所以可以减少了细菌和病毒的传播。
感应式水龙头设计还可以减少因触摸水龙头而带来的污染，保持水流的清洁和卫生。
感应式水龙头的设计思路还包括人性化的考虑。
为了方便用户使用，感应式水龙头的传感器可以设置在用户容易接触到的位置，并且可以根据用户的喜好进行灵敏度和水流量的调节。
感应式水龙头还可以配备LED显示屏，用于显示水流的温度和压力，提供更好的使用体验。
感应式水龙头的设计思路主要体现在感应技术的应用、节能环保、卫生健康和人性化等方面。
随着科技的不断发展，相信感应式水龙头的设计将会越来越智能化和人性化，为用户的生活带来更多的便利和舒适。
传感器课程设计课题：感应水龙头的设计院学学校：新乡物理与电子工程学院院系：电子信息科学与技术二班专业：茹玉姓名：薛学号：12161010244指导老师: 李栋目录一、引言 (3)二、系统的基本组成 (4)2.1“感应式水龙头”的正视图和侧视图 (4)2.2水龙头的构成及红外传感器控制 (5)2.3系统组成方框图 (5)三、系统的工作原理 (6)3.1 红外线水龙头控制电路系统的组成 (6)3.2 红外线水龙头控制电路工作原理 (6)四、单元电路设计 (7)4.1 +5V稳压电源的设计 (7)4.2红外接收控制电路的设计 (7)4.3压放大电路的设计 (8)4.4音频译码器的设计 (10)4.5三端稳压器 (11)4.6 LM567芯片使用 (12)4.7元件选取 (13)五、结束语 (14)参考文献 (14)2一、引言许多人在日常生活中有这样的体验，每当在厨房中做饭，双手总会沾满油脂，想用油油的双手开启水龙头冲洗，又担心会将油脂留在水龙头的开关上，造成日后的清洗不便。
而对于公用场所的水龙头，随着接触的人多了，上面就会有很多细菌，每次接触就会带上细菌，危害人体健康。
特别是医用水龙头，在避免细菌交叉感染方面更加需要注意。
而对于普通的水龙头来说，它无法避免这些麻烦，但感应式节水水龙头就完全可以帮你解决这些问题。
它无需接触龙头任何部位，出水及关水由感应器自动完成，可有效避免细菌交叉感染，同时在感应范围内自动出水，用完自动关水特点也起到了节约水资源的作用。
我们所设计得是一种以红外控制出水关水的水龙头。
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，使电磁阀得电吸合放水的功能。
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。
并且它可在强光下工作，可应用范围极其广泛，如家庭、车站、工厂、学校、餐厅、医院等场所都可使用。
感应式水龙头的设计毕业设计感应式水龙头的设计诚信声明本人声明:本人所提交的毕业设计(论文)《感应式水龙头的设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果,设计(论文)中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果,均在设计(论文)中加以说明;有关教师、同学和其他人员对我的设计(论文)的写作、修订提出过并为我在设计(论文)中加以采纳的意见、建议,均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本设计(论文)和资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。
特此申明。
本人签名:年月日毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目:感应式水龙头的设计1.设计(论文)的主要任务及目标感应式水龙头的设计可给人们带来许多生活中的便利,它无需接触水龙头任何部位,出水与关水由感应器自己完成可有效避免交叉感染和各种不便,同时在感应范围内自动出水,用完自动关水也起到了节约用水,防止浪费的作用。
是现时代人们普遍欢迎的设计。
全自动感应水龙头安装方便、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,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。
本毕业设计自动感应水龙头基于红外线反射原理,由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。
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打开水源;反之则自动关闭水源。
与传统供水设施相比,能够提高水资源的使用效率。
使用方便,且由于不需要用手接触水龙头,避免了病菌的传播。
系统电路设计简单实用,可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。
本次设计红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个模块,系统由多谢振荡器调幅红外、红外接收、电压放大、音频译码、电磁阀动作等模块组成。
感应式水龙头设计思路探究感应式水龙头是一种通过感应技术实现自动出水的水龙头。
它可以根据人体接近的动作和手部信号自动感知并控制水流的开启和关闭，提供便利的同时也可以节约水资源。
现如今，感应式水龙头已经广泛应用于公共场所、办公场所以及家庭使用。
感应式水龙头的设计思路主要包括以下几个方面：1. 感应元件的选用：感应式水龙头主要通过红外线、超声波或者微波等感应元件来实现对人体接近动作的感知。
不同的感应元件有不同的感知范围和精准度，设计师需要根据实际使用场景和需求来选择合适的感应元件。
2. 控制系统的设计：感应式水龙头的控制系统需要能够准确感知到人体接近的动作，并且在一定的延迟时间后控制水流的开启和关闭。
控制系统通常由感应元件、微处理器、电磁阀等组成，设计师需要考虑系统的灵敏度和稳定性，以及节能、耐用等方面的需求。
3. 节水技术的应用：感应式水龙头的一个重要设计思路就是通过节水技术来实现对水流的控制。
设计师可以通过优化水喉的出水口和流量控制装置来降低水流率，或者设置自动关闭功能来避免长时间不必要的水流出。
4. 人体工程学的考虑：感应式水龙头的设计还需考虑用户的使用体验。
可以设计合适的出水角度和高度，方便用户使用并降低水花溅出的风险。
还可以考虑在水龙头上设置温度调节功能，让用户能够根据需要调节水的温度。
5. 安全性设计：感应式水龙头需要考虑防止不必要的触发和操作错误。
可以设置合适的感应距离，避免由其他物体触发水流的开启。
还可以设置自动关闭功能，防止长时间开启水流而造成浪费。
感应式水龙头的设计思路主要包括感应元件的选用、控制系统的设计、节水技术的应用、人体工程学和安全性的考虑等方面。
通过合理设计和应用相关技术，感应式水龙头能够提供便利的同时还能够节约宝贵的水资源。
红外感应自动水龙头电路电子懒人的基础硬件电路图讲解红外感应自动水龙头电路：（点击图片查看高清原图！）红外感应自动水龙头电路功能：本例电路利用555芯片，LM567通用锁相环电路音调译码器芯片和红外发射接收管组成的红外开关控制电路，可用于自动水龙头的控制。
红外感应自动水龙头电路讲解：本例电路可分为三个部分：一是由NE555和红外发射二极管TLN104组成的红外发射电路；二是由红外接收管TLP104和运放芯片uA741组成的红外信号放大电路；三是由LM567和继电器组成的控制执行电路；整个电路工作过程如下：当电路上电后，NE555芯片外围电阻R2,R6,C4组成频率约为30～50KHz的脉冲振荡器，驱动红外发光二极管TLN104发出红外光。
没有人洗手时，没有红外线信号反射，接收管TLP104处于截止状态，继电器不会动作。
当有人洗手或盛水接近水龙头时，由TLN104发出的红外线被人体反射回来一部分，被红外接收管TLP104接收，并通过运放U2放大后输入到音调译码器LM567的输入端第3脚，当LM567的③脚输入幅度≥25mV、频率在其带宽内的信号时，⑧脚由高电平变成低电平，继电器吸合，常开触点接通电磁阀电源，电磁阀打开，水龙头自动流水（这部分电路省略）。
人体离开水龙头后，BG失去红外信号，电路又恢复到等待工作状态。
LM567的⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2，f2≈1/1.1RC。
调节R5阻值，可以改变TLN104的发射电流，从而控制电路在人体接近时的有效作用距离（即灵敏度）。
注意：调试时，红外发射管和红外接收管要用铁皮罩起来，调R6、R7可使红外线发射、接收频率一致，这样才能触发LM567的8脚输出低电平，使人体接近水龙头时，电磁阀能够可靠动作。
测控电路设计专业：测控技术与仪器班级：姓名：学号：水龙头感应器1、设计思路：题目要求是：选择合适的传感器，设计一个能感应手的自动出水装置。
我的思路是：利用传感器，感知手的存在，产生电平跳变，激活电磁阀所在电路工作，从而自动出水。
2、方案设计：就感知途径而言有以下两种方案：一、利用温度传感器，但是非接触式温度传感器易受空气温度影响，而接触式传感器又会带来交叉接触，不卫生，所以决定放弃。
二、红外线传感，思路有两条：1、设置一个红外发生器，一个红外发接收器，当手干扰到这条红外线时，信号中断，产生电平突变，然后激活电磁阀工作，自动出水。
缺点是红外发生接收器的位置不好掌握，垂直在水龙头上下放置不好封装，会加大成本而水平放置又会受到水龙头形状的限制，最后决定放弃。
2、利用一种红外感应器，感应手产生的红外线，然后产生电信号，激发电磁阀工作。
缺点是可能受到人体产生的红外线干扰，但是可以通过传感器放置位置，及选定传感器敏感度来控制，大体符合条件。
3、单元电路设计：一、选择合适的传感器种类：为了满足不接触、对小范围红外线的敏感度高的需求，我选择了热释电红外线传感器。
热释电红外线传感器的工作原理如下：红外线传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光敏元件，通常将红外线传感器分为热型和光子型两种。
热释电红外传感器是利用红外辐射的热辐射作用引起的元件本身的温度变化，其探测率、响应速度都不如光子型传感器。
但由于热释电型传感器可在室温下使用，灵敏度与波长无关，所以应用领域很广。
热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。
不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。
为了抑制因自身温度变化而产生的干扰该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化并将其转换为电信号输出。
感应式水龙头设计思路探究
感应式水龙头是一种应用传感器技术和自动控制技术的现代化水龙头。
它通过感应用户的手部动作，自动打开和关闭水流，从而实现节水和卫生的功能。
感应式水龙头的设计思路主要包括传感器选择、水流控制、节水设计和卫生设计等方面。
选择合适的传感器是设计感应式水龙头的关键。
一般来说，设计感应式水龙头时常用的传感器包括红外传感器和压力传感器。
红外传感器可以感知用户的手部动作，根据用户的接近或离开来判断是否开启或关闭水流。
而压力传感器则可以感知水流的压力，当用户的手部靠近时，压力传感器会检测到水流压力变化，从而实现开启水流的功能。
根据实际情况选择合适的传感器，可以提高感应式水龙头的性能和稳定性。
水流的控制也是设计感应式水龙头时需要考虑的重点。
水流的控制主要包括水流的开启和关闭。
当传感器检测到用户的手部动作时，可以通过控制阀门来开启水流，当传感器检测到用户的手部离开时，则可以通过控制阀门来关闭水流。
通过合理的控制阀门的开启和关闭时间，可以提高感应式水龙头的响应速度和稳定性。
卫生设计也是设计感应式水龙头时需要考虑的重要因素之一。
感应式水龙头的特点是可以避免用户接触水龙头来开启和关闭水流，从而减少交叉感染的风险。
设计感应式水龙头时可以考虑采用光感应材料或者防水材料来设计水龙头表面，从而方便用户的清洁和维护。
可以设计排水结构，可以避免水滞留在水龙头内部，从而减少细菌滋生的可能。
红外线自动水龙头控制电路的设计与制作作者：XX[摘要]：“节本降耗”是每个企业追求的目标。
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，在这个基础上，我响应了国家的号召“节本降耗”的精神，设计了自动供水电路，不但可以节约用水，而且还降低了公司内部成本，达到了“节本降耗”的目的。
本设计介绍了用红外发射与接受电路设计自动水龙头的原理及设计方案。
红外式自动水龙头由红外发射电路、红外接受放大电路、控制电路、电磁阀、电源组成。
经5V恒压源，供给控制电路工作，然后由红外发射电路发射红外线，经红外接收电路接收、再经过放大选频，最后由控制电路控制电磁阀的开启，从而控制水龙头的开启和关闭的一个过程。
电路设计简单、使用方便、同时便于节能。
由于知识有限，在文章叙述中肯定有不恰当之处，希望各位老师多提出宝贵意见。
[关键词]：红外线选频放大电磁阀继电器。
绪言随着电子技术的发展，当前数字系统的设计正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。
在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。
水资源是不可缺少的，没有水不管人或事物都不能存活。
节约用水是一种美德。
普通水龙头当然也是一种选择，但是如果人们有急事却忘了关水会使水一直流，从而会浪费很多水。
要是在干旱的地区水就犹如他们的生命。
当然如何方便地控制水流的流出、关闭也成了我们关注的！所以本设计一种方便开关同时也可以专门为那些容易忘记关水的人使用。
本论文设计是一种红外线控制水龙头。
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，使电磁阀得电吸合放水的功能。
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。
感应式水龙头设计思路探究【摘要】感应式水龙头是一种先进的节水节能设备，通过感应器实现自动开关水源，逐渐受到人们的关注和欢迎。
本文从感应式水龙头的发展历程、工作原理、优势、设计要点和未来发展趋势等方面进行探究。
感应式水龙头经过多年的发展，已经成为现代家居中不可或缺的一部分。
其工作原理简单而高效，能够有效节约用水，提高水资源利用率。
在设计方面，需要充分考虑用户体验和节能环保等因素，确保产品能够更好地适应现代社会需求。
未来，随着科技的不断发展，感应式水龙头将会更加智能化和多样化，成为人们生活中的必备品。
通过对感应式水龙头的设计思路探究，可以更好地了解其发展历程和未来发展趋势，为相关领域的研究和应用提供参考。
感应式水龙头的设计思路是节水、高效、智能的未来趋势。
【关键词】感应式水龙头、设计思路、发展历程、工作原理、优势、设计要点、未来发展趋势、探究。
1. 引言1.1 感应式水龙头设计思路探究感应式水龙头作为现代智能家居产品的一种，其设计思路探究备受关注。
感应式水龙头通过传感器感应人的动作，实现自动开关水流，既方便又节约用水。
在设计思路上，感应式水龙头需要考虑用户的操作习惯、节能环保等因素。
设计师需要将科技元素融入产品中，使其更具智能化和人性化。
设计师还需要关注产品的外观设计，使其与不同风格的厨卫环境相匹配。
在探究设计思路时，设计师可以通过调研用户需求、分析市场趋势等方式获取灵感。
他们可以从传感技术、材料选择、节水功能等方面展开思考，不断创新，提升产品的竞争力和用户体验。
通过深入了解用户的生活习惯和需求，设计师可以更好地满足用户的实际需求，实现产品的差异化竞争。
感应式水龙头设计思路的探究不仅是技术创新的过程，更是对用户需求的深入理解和满足。
只有通过不断探索和创新，设计师才能设计出更具竞争力和适用性的感应式水龙头产品，实现智能家居的发展目标。
2. 正文2.1 感应式水龙头的发展历程感应式水龙头的发展历程可以追溯到20世纪80年代，最初是由自动感应水龙头技术引发的。
课程设计（说明书）水龙头自动开关控制电路的设计班级/ 学号学生姓名指导教师课程设计任务书课程名称电子线路课程设计课程设计题目水龙头开关控制电路的设计课程设计的内容及要求：一、设计说明与技术指标设计一个水龙头自动开关控制电路，技术指标如下：①通过光感应部件，在有用水需求时，电路控制自动打开水龙头开关；②在自动打开水龙头开关一段时间后，电路能自动关闭水龙头开关；③电路具有调节水龙头开关打开时间的功能；④要求设计直流电源电路。
二、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。
2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。
3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
三、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路，用软件仿真。
2．进行实验数据处理和分析。
四、推荐参考资料1.阎石主编. 数字电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2006年2．赵淑范、王宪伟主编. 电子技术实验与课程设计. [M]北京：清华大学出版社，2006年五、按照要求撰写课程设计报告成绩指导教师日期一、概述随着科技的发展，社会的进步，水资源短缺成为世界各国普遍面临的严峻问题。
而水又是不可再生资源，我国又是一个严重缺水的国家，淡水资源更是极度缺乏，因此节约用水是我们每个人应尽的职责。
红外线自动开关水龙头就是一个非常好的节水器件。
红外线自动控制开关水龙头具有伸手就来水离开就关闭的功能，非常适用于公共洗手间等公共场所，使用方便、卫生，不会产生冒、漏、滴等现象，且制作、安装极为容易。
节水水龙头的发展日新月异，红外线控制自动开关水龙头就是其中的代表。
您可以根据自身的需要，自行调节安装在水龙头内的节水器，自由转换控制节水率。
同时其快速开启和关闭的方式同样也是传统螺旋式所不及的，从而更加强了节水效果。
新型水龙头封闭严密、感应灵敏、关闭速度比老式水龙头快10倍，节水效果显著。
因此，研究红外线控制自动开关水龙头及其应用有着非常重要的意义。
感应式水龙头的电路原理
感应式水龙头的电路原理如下：
当有人的手靠近水龙头时，感应电路会检测到人体的存在，从而向水龙头开启水流的控制电路发出信号。
水龙头的控制电路接收到信号后，会打开水阀，让水流出来。
感应电路一般采用红外线传感器，它会发射红外线，当有人靠近时，人体会反射一部分红外线回来，传感器就会检测到这些信号。
红外线传感器将检测到的信号转换为电信号，通过微处理器处理后，再转发给水龙头的控制电路。
水龙头的控制电路一般采用电磁阀或伺服阀，控制水流的开关。
当控制电路接收到信号后，会通过这些阀门或可逆泵控制水流的开关。
总的来说，感应式水龙头是通过红外线传感器检测人体的存在，从而控制水流的开关。
这样可以节约用水，保持卫生，是一种环保、卫生的有效的设计。
传感器大作业题目感应水龙头专业班级08计算机1班开题日期2011年 12 月 20日目录一、引言...................................................................................................................... - 3 -二、系统的基本组成.................................................................................................... - 4 -2.1“感应式水龙头”的正视图和侧视图......................................................................... - 4 - 2.2水龙头的构成及红外传感器控制................................................................................ - 5 -2.3系统组成方框图............................................................................................................ - 6 -三、系统的工作原理.................................................................................................... - 6 -3.1 红外线水龙头控制电路系统的组成........................................................................... - 6 - 3.2 红外线水龙头控制电路的原理图（见附录）........................................................... - 6 -3.3 红外线水龙头控制电路工作原理............................................................................... - 6 -四、单元电路设计........................................................................................................ - 7 -4.1 +5V稳压电源的设计.................................................................................................... - 7 - 4.2红外接收控制电路的设计............................................................................................ - 8 - 4.3压放大电路的设计........................................................................................................ - 9 - 4.4音频译码器的设计...................................................................................................... - 10 - 4.5三端稳压器.................................................................................................................. - 12 - 4.6 LM567芯片使用......................................................................................................... - 13 -4.7元件选取...................................................................................................................... - 14 -五、结束语................................................................................................................. - 14 -参考文献 .................................................................................................................... - 15 -附录 ........................................................................................................................... - 15 -感应水龙头一、引言许多人在日常生活中有这样的体验，每当在厨房中做饭，双手总会沾满油脂，想用油油的双手开启水龙头冲洗，又担心会将油脂留在水龙头的开关上，造成日后的清洗不便。
JIU JIANG UNIVERSITY
电力电子技术
课程设计
题目感应水龙头的设计
院系电子工程学院
专业电子信息工程技术
姓名黄荣民
年级 B1262 07
指导教师波
2014年 12 月
目录
1．设计任务与要求 (2)
2．设计方案 (3)
3．单元电路设计 (4)
4．电路工作原理 (6)
5．参考文献 (11)
1、设计任务与要求
设计要求:选择合适的传感器，设计一个能感应手的自动出水装置，对于这种和距离有关的设计我们可以利用距离传感器；
设计任务：利用传感器，感知手的存在，产生电平跳变，激活电磁阀所在电路工作，从而自动出水。
2、方案设计：
就感知途径而言有以下两种方案：
一、利用温度传感器，但是非接触式温度传感器易受空气温度影响，而接触式传感器优惠带来交叉接触，不卫生，所以决定放弃。
二、红外线传感，思路有两条：
1、设置一个红外发生器，一个红外接收器，当手干扰到这条红外线时，信号中断，产生电平突变，然后激活电磁阀工作，自动出水。
缺点是红外发生接收器的位置不好掌握，垂直在水龙头上下放置不好封装，会加大成本而水平放置又会受到水龙头形状的限制，最后决定放弃。
2、利用一种红外感应器，感应手产生的红外线，然后产生信号，激发电磁阀工作、缺点是可能受到人体产生的红外线干扰，但是可以通过传感器放置位置，及选定传感器敏感度来控制，大体符合条件。
三、单元电路设计
一、选择合适的传感器种类：
为了满足不接触、对红外线的敏感度高的需求，我选择了热释电红外线传感器。
热释电红外线传感器的工作原理如下：
红外线传感器是将红外辐射能转换成电能的一种光敏元件，通常将红外线传感器分为热型和光子型两种。
热释电红外传感器是利用红外辐射的热辐射作用引起的元件本身的温度变化，其探测率、影响速度都不如光子型传感器。
但由于热释电型传感器可在温室下使用，灵敏度与波长无关，所以应用领域很广。
热释电红外传感器的热点系数远远高于热电偶，其部的热电元由高热点系数的铁钛酸铅汞瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。
为了抑制因自身温度变化而产生的干扰该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化并将其转换为电信号输出。
热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。
由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用因而需要用电阻将其转换为电压形式该电阻阻抗高达104MΩ，故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极跟随器来完成阻抗变换。
二、直接反馈型555多些振荡器原理图如下：
四．电路工作原理
感应水龙头是通过红外线反射原理，当人体的手放在水龙头的红外线区域，红外线发射管发出的红外线由于人体手的摭挡反射到红外线接收管，通过集成线路的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制水龙头出水；当人体的手离开红外线感应围，电磁阀没有接受信号，电磁阀阀芯则通过部的弹簧进行复位来控制水龙头的关水。
该红外自动水龙头电路由红外线发射电路、红外接收与信号放大电路、锁相环频率解码电路、单稳态延时控制电路和电源电路等组成，如图所示。
红外发射电路由时基集成电路ICOl、红外发光二极管VL、电源开关S、电阻器ROl-R03和电容器COl-C03组成。
红外接收与信号放大电路由红外接收光敏二极管VDl、运算放大器rCl和有关外围元件组成。
锁相环频率解码电路由IC2和外围阻容元件组成。
单稳态延时控制电路由时基集成电路IC3、开关晶体管V、延时电容器C6、继电器K、二极管VD2、电磁阀YV及有关外围元件组成。
电源电路由电源变压器T、整流桥堆UR，三端集成稳压器IC4和滤波电容器C8、Cg等组成。
接通开关S，由ICOl及其外围阻容元件构成的多谐振荡器通电工作，驱动VL 工作，将14kHz左右的红外调制信号发射出去。
该红外调制信号被VDl接收并转
换为电信号，再经ICl运算放大，放大后的信号送人IC2进行选频。
当加在IC2第3脚的外来信号频率与IC2的振荡频率相同时，IC2的8脚输出低电平，使V截止，IC3的2脚为高电位，3脚输出低电平，继电器K不工作，电磁水阀YV关闭。
当洗手或用器皿取水，手或物体将VL发出的红外线遮挡住时，IC2的8脚将由低电平变为高电平，使晶体管V导通，lC3的2脚电位降低，3脚输出高电平，继电器K吸合，常开触头接通，电磁水阀YV通电将水龙头打开。
当遮档物离开后，电磁水阀YV延时工作一段时间自动关闭。
红外水龙头的工作原理及特点
图2为红外水龙头的工作原理图。
它是利用红外发射电路和接收电路配合单片机来工作的。
发射电路定时间歇发射发外脉冲,当人要洗手时对红外产生反射,从而使接收电路接收到红外信号,再由单睡机控制电磁阀打开水龙头出水,当人手离开时,接收电路无法收到反射信号,单片机则控制电磁关闭水龙头。
为使这种家用或公共场合用的产品具有更高的安全性和可靠性,设计者普遍使用电池作为工作电源,因而对电路整机的功耗要求应足够的小,一般来讲应该从以下几个方面来减少功耗：
（1）为了便于电磁阀的驱动,采用4节1.5V电池供电,CPU工作使用HT1033稳压输出的3.3V电压,以降低CPU的工作功耗。
为防止在电池电压降低后红外水龙判断的工作可靠性下降,该电路设计有电池电压检测电路,当电池电压降低到一定程序时,电路具有通过指示灯闪烁提醒用户更换电池的功能。
（2）图3所示为电磁阀的控制电路,它通过两个I/O控制脚电平的翻转来对电磁阀进行开/关控制。
电磁阀开关动作的控制脉冲宽度可选为30ms,随着该脉冲宽度的增加,电路的功耗将会加大,但如果该脉冲太窄的话,一方面无法驱动电磁阀工作,另一方面还会使电池电压下降从而电磁阀失控。
因而应采用软件进行判断补偿：当计数电磁阀开关次数达到一定数值时,应适当增加电磁阀控制脉冲宽度,也可以根据使用次数逐级增加脉宽。
这样既能稳定控制电磁阀又能合理分配使用能
量。
（3）图4所示是该红外水龙头的发射/接收电路。
发射电路中的稳压二极管起着稳定发射距离的作用, 它能保证电池电压下降后发射距离保持稳定。
该发射电路以间歇方式工作,它每隔0.5秒发射一次脉宽为50μs的窄脉冲。
接收电路也采用间歇供电方式,在CPU做发射脉冲的时候打开接收电路的工作电源,然后检测是否收到反射脉冲。
检测完毕后再关闭接收电源。
（4）在设计CPU软件时,由于EM78P156程序存储器的容量为1k,因而可以将多种冲水功能程序放一片OTP芯片中,工作时再从I/O口管理判断应执行的功能段。
这样可以减少产品库存,并提高利用率。
WDT看门狗的打开信号可作为SLEEP工
作模式的唤醒源,如果WDT的基本定时周期为18ms,那么,WDT看门狗应在大约每隔0.56s时产生一次看门狗复位动作。
另外,该红外水龙头还设计有连续出水一分钟自动关闭电磁阀的功能。
这是为在异物阻挡使单片机误判断时,不致于水流不停而设计的。
该电路由以下几部分组成: (1)红外发射器它是一个由555电路组成的多谐振荡器,其振荡频率由RP1,R1,C1的数值决定,该电路的振荡频率为38kHz.(2)红外接收电路该电路由红外接收管VD2和CX20106组成. (3)水阀门控制电路该电路由控制门F1,F2,驱动管VT1和继电器K1组成. (4)电灯控制电路该电路由控制门F3,F4,驱动管VT2和继电器K2组成红外线自动水龙头控制器红外线自动水龙头控制器由发射器和接收、译码、控制几部分组成。
555和R1、R2、C1等组成无稳态多谐振荡器，其振荡频率约40kHz，它驱动三支TLN104型红外发射二极管，产生红外脉冲调制波。
红外接收头采用两支与TLNl04配套的TLP104接收管，将红外光转换为电信号，经过IC2放大后，加至IC3，IC3是锁相环音频译码器，调节RP1，使IC3的中心频率与发射的调制频率40KHz一致。
当有信号来时，LM567 的8脚输出低电平，VT1截止，交流固态继电器IC4(SP110)因无控制信号触发，交流输出处于断开状态。
而当有人洗手将红外光束遮挡时，LM567无信号输入，8脚因R7的高电平偏置作用而呈高电平，VT1导通，IC4因控制端有一跳变的脉冲信号，使SP110的交流电压接通，使得水龙头的电磁阀自动开启、放水，人手离开后，红外光又照射到接收头上，LM567输出又恢复低电平，VT1截止，IC4的交流输出也断开。
摘自《新编555集成电路应用800例》这是一个遮断式的电
路，反射式的只需在原电路的基础上稍微改动就可以啦。
我个人认为这种用LM567做40KHz调解的电路比较适合用反射一体头来制作成反射式，但是如发射、接受分别用红外发射管及通用的红外接收一体头如1838那么电路就可以更简单啦。
五．参考文献
传感器技术大全，宏润航空航天大学
传感器技术及应用樊尚春航空航天大学
单片机与嵌入式系统应用[M]，2002年，第5期：P5~8
单片机实验与实践教程. ：航空航天大学, 2001
单片微型计算机原理接口与应用．第1版[M]．：邮电大学，1996。
