自動(dòng)洗手器 的設(shè)計(jì)

1、自動(dòng)洗手器自動(dòng)洗手器 的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)課題基本要求 1、設(shè)計(jì)一個(gè)用于控制水龍頭自動(dòng)出水的裝置； 2、當(dāng)有人洗手時(shí)，裝置能自動(dòng)出水，若手稍微偏離水龍頭時(shí)（偏離時(shí)間1S以內(nèi)），水龍頭也能自動(dòng)出水； 3、工作電源為交流220V； 4、靈敏度可調(diào)；注：請?jiān)诘?周（3.29）之前完成作品制作和設(shè)計(jì)報(bào)告。課程設(shè)計(jì)的基本要求 1、查找資料、確定課題的總體設(shè)計(jì)方案，畫出總方框圖，劃分各單元電路的功能，并進(jìn)行各單元電路的設(shè)計(jì)，畫出電路圖。方案報(bào)指導(dǎo)教師審核，提出修改意見。2、選擇元器件型號(hào)，確定元器件的參數(shù)。3、應(yīng)用Protel99軟件設(shè)計(jì)電路原理圖，設(shè)計(jì)PCB板圖，制作出電路板，完成焊裝。.4、自擬硬件的測試方法

2、及步驟（注意：請務(wù)必保證工作電源正常后請務(wù)必保證工作電源正常后，方能插上其它集成芯片），并進(jìn)行電路調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的功能。5、每人獨(dú)立完成一份設(shè)計(jì)報(bào)告，報(bào)告的組成部分如下： （1）題目；（小二號(hào)黑體） （2）設(shè)計(jì)人（含專業(yè)、學(xué)號(hào)等）、指導(dǎo)教師、設(shè)計(jì)時(shí)間；（小三號(hào)黑體） （3）摘要、關(guān)鍵詞（35個(gè)）；（五號(hào)字） （4）正文包括：設(shè)計(jì)任務(wù)；設(shè)計(jì)方案（含系統(tǒng)總框圖）；各功能模塊設(shè)計(jì)（含各模塊原理圖、集成電路封裝及功能描述、工作原理、最后形成系統(tǒng)原理圖）；硬件調(diào)試要點(diǎn)；結(jié)果分析、改進(jìn)思路及設(shè)計(jì)工作總結(jié)； （五號(hào)字） （5）參考文獻(xiàn)； （五號(hào)字） （6）附件（元器件清單、系統(tǒng)原理圖、PCB版圖）。

3、自動(dòng)洗手器實(shí)現(xiàn)方案自動(dòng)洗手器實(shí)現(xiàn)方案 1、目前，自動(dòng)洗手器使用最多的方案是利用紅外發(fā)射接收實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； 2、也有采用紅外感應(yīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制出水控制，但該方案成本較高，易受干擾。 建議同學(xué)們采用紅外控制方案。紅外控制方案F12AD1-D44007X4LED1R11K+C11000uF/25v132IC17805+C2100uF/25VRW15kLED2T19013C3104OUT8GND7Ct6Rt5Ofil1Lfil2IN3V+4IC3LM567+C42.2uF+C51uFC6R6+5V+VTRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1IC4555outR3C7C8104out

4、+5VR45.1KT29013R51KLED3D5400712J1+VVinVin220Vac10VacSFH506-38IC2紅外發(fā)射紅外接收32184ALM358LED10k10k10k10k470k5k10.01uf+5V紅外接收R210KRW2紅外接收電路代替SFH506-38R7200R810k+5V+1uF23456789紅外接收波形圖38KHz載波調(diào)制信號(hào)發(fā)射信號(hào)接收信號(hào)1接收信號(hào)2（庫房接收頭）（SFH506-38）LM567的原理與應(yīng)用 1腳輸出濾波,2腳環(huán)路濾波(腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。腳所接電容的容量應(yīng)至少是腳電容的2倍。 ) 腳是輸入

5、端，要求輸入信號(hào)25mV; 4腳接Vcc, 7腳接地; 、腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，f21/1.1RC; 腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個(gè)集電極開路的三極管，允許最大灌電流為100mA。 LM567的工作電壓為4.759V，工作頻率從直流到500kHz，靜態(tài)工作電流約8mA。LM567的原理與應(yīng)用 （1）邏輯輸出具有高達(dá) 100mA的吸收電流； （2）鎖定帶寬范圍從0% 到14%中心頻率； （3）噪聲抑制能力強(qiáng)； （4）抗假信號(hào)干擾能力強(qiáng)； （5）中心頻率穩(wěn)定度高； （6）中心頻率從0.01Hz到500KHz可調(diào)。圖5.7.1 LM567的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳鑒相器I鑒相器Q

6、壓控振蕩器放大器12345678輸出濾波環(huán)路濾波信號(hào)輸入VccGND輸出定時(shí)電容定時(shí)電阻 電路工作時(shí)，輸入信號(hào)與壓控振蕩器VCO的振蕩信號(hào)在鑒相器（雙平衡模擬乘法器）中鑒相，相差信號(hào)經(jīng)環(huán)路低通濾波后，形成與相差成一定比例的電壓信號(hào)，用于控制VCO輸入頻率跟蹤輸入信號(hào)的相位變化，若輸入信號(hào)頻率落在鎖相環(huán)路的捕捉范圍內(nèi)，則環(huán)路鎖定，VCO的頻率與輸入信號(hào)的頻率一致。 鑒相器（雙平衡模擬乘法器）與鑒相器工作方式略有不同，它是利用壓控振蕩器的輸出信號(hào)經(jīng)90度移相后與輸入信號(hào)鑒相，因而鑒相器的輸出電壓達(dá)到輸出范圍的最大值，經(jīng)運(yùn)放后反相輸出，其輸出是集電極開路方式，采用該方式方便輸出信號(hào)與TTL或CMOS

7、電路匹配，且可直接驅(qū)動(dòng)繼電器等小功率負(fù)載。 中心頻率為f=1/1.1RC；捕捉的帶寬為BW=1070sqrt(Vin/fC2 ) 其中25mVVin200mV，Vin為有效值，） LM567的工作頻率范圍為0.01HZ500kHZ，而且工作頻率十分穩(wěn)定。最大鎖范圍為14%f0，電源電壓為4.75V9V，輸入電阻為20千歐，典型工作電流為7mA，主要用于單音解碼。 （1）為了便于調(diào)試和維修，導(dǎo)線的顏色和安裝應(yīng)符合一定的要求。通常正電源用紅線，負(fù)電源用藍(lán)線，地線用黑線；線徑不要太細(xì)，否則容易斷開；連線不允許跨接在集成電路上，應(yīng)從芯片周圍過，且盡量做到橫平豎直；按上述要求做不僅電路整齊美觀，而且能提

8、高電路的可靠性、便于檢查和排除故障。 （2）將線路板的各引線梳理整齊，避免亂纏在一起，將工作臺(tái)的管腳、焊錫渣等清掃干凈，以避免這些雜質(zhì)引起線路板局部短路。準(zhǔn)備好紙筆，把各步驟調(diào)試的現(xiàn)象記錄下來，并加以適當(dāng)?shù)恼f明。 （3）認(rèn)真檢查線路接線是否正確無誤。根據(jù)原理圖逐一檢查各器件連接是否正確、器件型號(hào)參數(shù)是否正確、有極性的器件（如二極管、三極管、穩(wěn)壓管、電解電容等）方向是否正確。借助萬用表電阻檔測各點(diǎn)的對地電阻，并與原理圖的理論分析對照，以便找出電源對地短路、元器件焊點(diǎn)之間短路等故障。 （4）確定線路安裝無誤后，若部分關(guān)鍵芯片可拔起來的話先拔起來，再接入電路設(shè)計(jì)要求的電壓，觀察電路中各元件是否有嚴(yán)重

9、發(fā)熱、冒煙、異常聲響、異常氣味等不正?，F(xiàn)象。若有異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即斷開電源，直到故障排除后方能再次通電；若無異常，用萬用表測芯片座電源輸入電壓是否符合要求，若符合要求則斷開電源后插上芯片再重新通電，若不符合要求要進(jìn)行排查直至符合要求才能斷電插上芯片。（5）單元電路調(diào)試。一個(gè)復(fù)雜的電子線路系統(tǒng)通常由多個(gè)單元電路組合而成，調(diào)試時(shí)先按照信號(hào)流向逐級(jí)逐單元調(diào)試。調(diào)試前應(yīng)明確本單元電路的調(diào)試要求，按調(diào)試要求測試性能指標(biāo)和觀察波形或頻譜。電路調(diào)試包括靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試，靜態(tài)調(diào)試指單元電路無信號(hào)輸入時(shí)，調(diào)整相關(guān)元件，測試各測試點(diǎn)的電流、電壓、波形等，使這些信號(hào)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，它是動(dòng)態(tài)調(diào)試的基礎(chǔ)。動(dòng)態(tài)調(diào)試是指單元

10、電路加入規(guī)定的信號(hào)，調(diào)整相關(guān)元件，測試各測試點(diǎn)的電流、電壓、波形等，使這些信號(hào)滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。（6）整機(jī)聯(lián)調(diào)。各單元電路調(diào)整完畢后，將各單元電路連接起來進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試，用萬用表、示波器、掃頻儀、頻譜儀等儀器檢查電路的性能參數(shù)，分析測量結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，若有故障或指標(biāo)不滿足設(shè)計(jì)要求及時(shí)采取相應(yīng)措施。（1）目視檢查法檢查電源線、信號(hào)線是否連錯(cuò)；PCB板布線是否布錯(cuò)；器件型號(hào)、參數(shù)是否正確；二極管、三極管、穩(wěn)壓管、電解電容極性是否正確；功率器件、芯片等是否異常發(fā)熱；元器件之間、焊點(diǎn)之間、信號(hào)線之間、PCB銅膜導(dǎo)線之間是否存在局部短路；觀察顯示裝置（指示燈、數(shù)碼管、液晶屏等）的顯示內(nèi)容大體推

11、斷故障部位和性質(zhì)。（2）信號(hào)循跡法尋找電路故障時(shí)，一般可以按照信號(hào)的流程逐級(jí)進(jìn)行。從電路的輸入端加入適當(dāng)?shù)男盘?hào)，用示波器或電壓表等儀器逐級(jí)檢查信號(hào)在電路內(nèi)各部分傳輸?shù)那闆r，根據(jù)電路的工作原理分析電路的功能是否正常，如果有問題，應(yīng)及時(shí)處理。調(diào)試電路時(shí)也可從輸出級(jí)向輸入級(jí)倒推進(jìn)行，信號(hào)從最后一級(jí)電路的輸入端加入，觀察輸出端是否正常，然后逐級(jí)將適當(dāng)信號(hào)加入前面一級(jí)電路輸入端，繼續(xù)進(jìn)行檢查。這里所指的“適當(dāng)信號(hào)”指頻率、電壓幅值等參數(shù)應(yīng)滿足電路要求，這樣才能使調(diào)試順利進(jìn)行。（3）對分法把有故障的電路分為兩部分，先檢測這兩部分中究竟是哪部分有故障，然后再對有故障的部分檢測，一直到找出故障為止。采用“對分

12、法”可減少調(diào)試工作量。 （4）分割測試法 對于一些有反饋的環(huán)形電路，如振蕩器、穩(wěn)壓器等電路，它們各級(jí)的工作情況互相有牽連，這時(shí)可采取分割環(huán)路方法，將反饋環(huán)去掉，然后逐級(jí)檢查，可更快查出故障部分。對自激振蕩現(xiàn)象也可以用此法檢查。 （5）電容旁路法 如遇電路發(fā)生自激振蕩或寄生調(diào)幅等故障，檢測時(shí)可用一只容量較大的電容器并聯(lián)到故障電路的輸入端或輸出端，觀察對故障現(xiàn)象的影響，據(jù)此分析故障的部位。在放大電路中，旁路電容失效或開路，使負(fù)反饋加強(qiáng)，輸出量下降，此時(shí)用適當(dāng)?shù)碾娙莶⒙?lián)在旁路電容兩端，就可以看到輸出幅度恢復(fù)正常，也就可斷定旁路電容的問題。這種檢查可能要多處試驗(yàn)才有結(jié)果，這時(shí)要細(xì)心分析可能引起故障的原

13、因。這種方法也可用來檢查電源濾波和去耦電路的故障。 （6）對比法 將有問題的電路的狀態(tài)、參數(shù)與相同的正常電路進(jìn)行逐項(xiàng)對比。此法可以較快地從異常的參數(shù)中分析出故障。 （7）替代法 把已調(diào)試好的單元電路代替有故障或有疑問的相同的單元電路（注意共地），這樣可以很快判斷故障部位。有時(shí)元器件的故障不很明顯，如電容器漏電、電阻變質(zhì)、晶體管或集成電路性能下降等，這時(shí)用相同規(guī)格的優(yōu)質(zhì)元器件逐一替代試驗(yàn)，就可以具體的判斷故障點(diǎn)，加快查找故障點(diǎn)的速度，提高調(diào)試效率。 （8）靜態(tài)測試法 故障部位找到后，要確定是哪一個(gè)或哪幾個(gè)元件有問題，最常用的就是靜態(tài)測試法和動(dòng)態(tài)測試法。靜態(tài)測試是在電路不加信號(hào)時(shí)用萬用表測試電阻值

14、、電容器漏電、電路是否短路或斷路，晶體管和集成電路的各引腳電壓是否正常等，通過測試發(fā)現(xiàn)判斷故障元件。 （9）動(dòng)態(tài)測試法 當(dāng)靜態(tài)測試還未能找到故障時(shí)，采用動(dòng)態(tài)測試法。測試時(shí)在電路輸入端加上適當(dāng)?shù)男盘?hào)再測試元器件的工作情況，觀察電路的工作狀況，分析、判斷故障原因。本課程設(shè)計(jì)的故障排查（信號(hào)循跡法）本課程設(shè)計(jì)的故障排查（信號(hào)循跡法）1、測試電源是否正常，若不正常查電源部分電路；2、測試1點(diǎn)信號(hào)波形是否為近似方波，且幅度約為4伏，若不正常查LM567部分電路；3、測試2點(diǎn)信號(hào)波形是否為近似方波，且幅度為零點(diǎn)幾伏，若不正常查R2及其銅膜導(dǎo)線；4、測試3點(diǎn)信號(hào)波形是否為近似方波，且幅度約為4伏，若不正常查T1和LED2是否壞或方向錯(cuò)；5、有反射時(shí)，測試4點(diǎn)是否有信號(hào)波形，且信號(hào)頻率和1點(diǎn)的信號(hào)頻率相同，若無可能紅外接收管壞或方向錯(cuò)；6、有反射時(shí)，測試5點(diǎn)是否有信號(hào)波形，若無可能LM358及其周邊電路有問題；7、有反射時(shí)，測試6點(diǎn)是否有信號(hào)波形，若無可能C3及其銅膜導(dǎo)線有問題；8、有反射時(shí)，7點(diǎn)應(yīng)為低電平，否則LM567及其周邊電路有問題；9、有反射時(shí)，8點(diǎn)應(yīng)為高電平，否則NE555及其周邊電路有問題；10、有反射時(shí)，9點(diǎn)應(yīng)為零點(diǎn)幾伏電壓，且繼電器吸合，指示燈亮，否則可能繼電器有問題。斷電時(shí)量繼電器的1和2腳之間的阻值應(yīng)為幾百歐。紅外發(fā)射接收管引腳判斷+-紅外發(fā)射管正向電阻約1200歐+