如何设计一个简单的电子电路-自动洗手间灯

自动洗手器课程设计报告设计人：XXX指导老师：XXX 设计时间：2011/3/14-2011/4/17摘要：由LM567 组成的红外线自动洗手器电路设计简单,使用方便。

只要人手放在洗手器下,洗手器即能自动放出水来供使用者洗手。

关键词：自动洗手器、LM567、红外线正文设计任务：1、设计一个用于控制水龙头自动出水的装置；2、当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间1S以内），水龙头也能自动出水；3、工作电源为交流220V；4、灵敏度可调；设计方案：工作原理： 220V 交流电路经变压器T降压, 变为交流电, 再由D1～D4 桥式整流, C1滤波, 三端稳压集成电路7805稳压,得到直流电供给控制电路工作。

LED1为红色发光二极管,用作洗手器的电源指示。

LM567与R6、C6 组成振荡器,R6、R6 决定LM567内部压控振荡器的中心频率,LM567 的3 脚为信号输入端, 8脚为逻辑输出端, 该输出是一个集电极开路的晶体管输出, 最大灌电流为100mA , LM567 的工作电压为4. 75V～9V , 工作频率可从零点几赫兹到500kHz ,静态工作电流为8mA 。

NE555 定时器与外围元件组成单稳态定时电路,其目的是在人手偶尔偏离了红外线的探测范围时,能保证洗手器的正常出水。

LM567 芯片5 脚输出的振荡信号经三极管V T1 功率放大后, 推动红外发射二极管LED2向外发射红外线。

没有人洗手时, 红外接收电路接收不到LED2 向外发射的红外线, LM567 的3 脚无信号输入, 8 脚为高电平, NE555的3 脚为低电平, 三极管V T2 截止,继电器断电处于释放状态,电磁阀不动作,洗手器无自来水放出。

当人手放到洗手器下时, 红外接收管接收到人手反射的红外线并经LM368放大后,输入到LM567的3 脚,由LM567内部处理后使LM567的8脚输出低电平, 从而使NE555的低触发端2 脚变为低电位, 导致NE555的3 脚输出高电平, 三极管V T2导通, 继电器K 吸合, 使其常开触点闭合, 接通电磁阀Y 的220V 交流电源, Y 开始动作, 使洗手器放出自来水, 供人们洗涤之用, 同时发光二极管LED3 发出绿光, 指示洗手器正工作于放水状态。

自制红外线感应自动洗手器电路自制红外线感应自动洗手器电路电路工作原理自动洗手器的电路原理如图1所示。

220V交流电路经变压器T降压，变为9V交流电，再由～桥式整流，C1滤波，三端稳压集成电路7806稳压，得到6V直流电供给控制电路工作。

LED1为红色发光二极管，用作洗手器的电源指示。

A1为红外接收电路SFH506-38，A2为锁相环音频译码器LM567(点击查看:LM567中文资料)，A2与R3、C6组成振荡器，R3、R6决定A2内部压控振荡器的中心频率，LM567的3脚为信号输入端，8脚为逻辑输出端，该输出是一个集电极开路的晶体管输出，最大灌电流为100mA，LM567的工作电压为4.75V～9V，工作频率可从零点几赫兹到500kHz，，静态工作电流为8Ma。

A3为NE555定时器，它与外围元件组成单稳态定时电路，其目的是在人手偶尔偏离了红外线的探测范围时，能保证洗手器的正常出水。

LM567芯片5脚输出的振荡信号经三极管功率放大后，推动红外发射二极管VD向外发射红外线。

没有人洗手时，红外接收电路A1接收不到VD向外发射的红外线，A2的3脚无信号输入，8脚为高电平，A3的3脚为低电平，三极管截止，继电器K断电处于释放状态，电磁阀Y不动作，洗手器无自来水放出。

当人手放到洗手器下时，A1接收到人手反射的红外线并经A1放大后，输入到A2的3脚，由A3内部处理后使A3的8脚输出低电平，从而使A3的低触发端2脚变为低电位，导致A3的3脚输出高电平，三极管导通，继电器K吸合，使其常开触点闭合，接通电磁阀Y的220V交流电源，Y开始动作，使洗手器放出自来水，供人们洗涤之用，同时发光二极管LED2发出绿光，指示洗手器正工作于放水状态。

洗涤完毕，人手离开洗手器后，A3延时几秒钟后复位，使洗手器停止放水。

图1中，变压器T采用220V/9V、5V小型交流变压器，VD为PH303红外发射二极管，为8050三极管，为9013三极管，K采用JRX-13F、6V小型直流继电器，Y采用市售的220V交流电磁阀，其余元件型号与数据见图1中所标参数。

卫生间“门拉手”控制灯开关——电子科技制作案例本开关利用人进出卫生间手抓“门拉手”的习惯动作，控制照明电灯的亮与灭，新颖而有趣。

其最大特点：既省掉开关电灯的麻烦，又防止了因忘记关灯而造成的电能浪费。

整个开关自身耗电甚微，经实测约43m W。

通过这个实用有趣的制作，不仅可以认识一种特殊的节能型记忆自锁继电器，而且还可从中体会到独出心裁的创意设计，给我们的生活带来方便和时尚！弄懂工作原理卫生间“门拉手”控制灯开关的电路如图22-1所示，它实际上是一个新颖触摸式交流开关（为说明原理而绘出被控电灯H）。

由于采用了国产新型记忆自锁继电器K，故可以通过单触摸板M（实为金属“门拉手”）很容易地实现开关的双稳态控制。

电容器C容量取得比较大，具有一定储能作用，可满足记忆自锁继电器K线圈工作时所必需的脉冲电功率。

图22-1 卫生间“门拉手”控制灯开关电路图当有人手抓“门拉手”推门进入卫生间时，人体泄漏或感应的微弱交流电信号经保安电阻器R1加至晶体三极管VT的基极，使晶体三极管VT的发射极输出放大了的正脉冲电流，触发单向晶闸管VS导通。

于是电容器C通过记忆自锁继电器K的线圈快速放电，放电电流使记忆自锁继电器K吸动，由其触点KH接通电灯H的电源，实现自动开灯。

电容器C放电结束后，由于电阻器R2输出电流（实测＜0.44mA）小于单向晶闸管VS的维持导通电流，故单向晶闸管VS在交流电过零时自行关断。

但记忆自锁继电器K却依靠内部特殊的机械保持“锁定”状态，故电灯H始终通电发光。

当来人离开卫生间时，随着手抓“门拉手”关门，晶体三极管VT、单向晶闸管VS再次导通，电容器C通过记忆自锁继电器K的线圈又一次快速放电，放电电流使记忆自锁继电器K释放，由其触点KH切断电灯H的电源，实现自动关灯。

准备好元器件本制作共用了9个元器件（不含屏蔽线），备料清单见表22。

表22 元器件清单制作与使用图22-2所示为该“门拉手”控制灯开关的印制电路板接线图。

课程设计报告班级：学号：姓名：指导教师：题目：自动洗手器的设计设计人：摘要关键字:红外线自动洗手器 lm567 整流稳压电路红外发射红外接收 555单稳延时电路正文•设计任务：•1、设计一个用于控制水龙头自动出水的装置；•2、当有人洗手时，装置能自动出水，若手稍微偏离水龙头时（偏离时间1S以内），水龙头也能自动出水；•3、工作电源为交流220V；•4、灵敏度可调；设计方案：1.系统总框图如下2.各功能模块设计（1）整流稳压电路模块该模块电路原理图如图（1）所示，电源为220V市电经过变压器变压后的10V交流电压，经过D1-D4，4个1N4007组成的整流桥整流后，由电容C1滤波，图中LED1为红色发光二极管，通过R1限流作为电源部分的指示电路。

三端整流集成芯片7805将经过整流滤波的电压转变为稳定的5V直流电供后面电路使用。

电解电容C2用于滤波作用和改善7805负载特性。

图中电容C1的取值由下估算而得整流滤波后的电压+V约为12V，经过估计，后部分电路总电流最大时不超过0.2A，由此估计电路等效负载R=12/0.2=60欧，由公式RC=（3~5）T/2，带入计算得C1约为830uF，故其电容值可取1000uF，另外由于性价比的考虑，四个整流二极管都取1N4007。

图（1）整流稳压模块电路原理图（2）红外线发射接收及其控制电路如图（2）所示，为电路的红外发射部分发射管通过RW1和R2限流，三极管VT1的基极通过R8限流接LM567的5管脚，LM567，R9，RW2，C8组成振荡器，R9，RW2，C8决定LM567 内部压控振荡器的中心频率，震荡频率由公式f=1/（1.1*（R9+RW2）*C8）可算得，设计时经计算得：当C8取103时（0.01uF），要使震荡频率在5-8KHZ范围可调则电阻应取9-18千欧。

为适当降低灵敏度，我将R9设为5.1K，RW2设为5K，以减小无人时干扰物体对红外线的反射。