毕业论文-红外线控制自动水龙头.doc

郑州职业技术学院 毕业设计（论文）红外线控制自动水龙头系 别： 电气电子工程系 学生姓名： 专业班级： 应用电子技术2班 学 号： 指导教师： 2012 年 1 月 30 日 独创性声明 本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 2012年1月30日毕业论文版权使用授权书 本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定，即：学校有权保留并向有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权郑州职业技术学院要以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 保密，在_年解密后适用本授权书. 本论文属于 不保密。（请在以上方框内打“”）毕业论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘 要本文主要介绍用红外发射与接收电路设计自动水龙头的原理及方案。“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，本设计方案响应国家号召“节本降耗”的精神，设计了自动供水电路，电路设计简单，使用方便，同时更利于节能，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。红外式自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路，电磁阀，电源组成， 220VAC经变压器T降压，变为9VAC，再由整流、滤波、稳压，得到9VDC供给控制电路工作。自动水龙头接通电源，当手伸到水龙头下时，使水龙头放出自来水，洗涤完毕，手离开水龙头后，停止放水。关键词：传感器 ；红外线 ；自动控制目 录独创性声明 2毕业论文版权使用授权书 2摘要 3 1. 绪论 1.1 概述 (6) 1.2 国内外研究与应用现状 (6) 2. 方案论证 方案论证 （7） 3. 设计原理3.1电源部分 （8） 3.1.1电源功能 （8） 3.1.2电源的组成 （8） 3.1.3原理图 （10） 3.1.4电路分析 （10） 3.2红外发射电路 （11） 3.2.1红外发射的功能及组成 （11） 3.2.2 555电路的工作原理 （11） 3.3接收和放大电路 （14） 3.3.1光电传感器工作原理 （14） 3.3.2运算放大器分析 （15）3.4控制电路 （18） 3.4.1控制电路的基本组成 （18） 3.4.2控制电路的电路图及分析 （19）3.5电磁阀 （21） 3.5.1电磁阀的分类及其分析 （21） 3.5.2电磁阀的特点 （22）3.6红外线水龙头原理图 （23）4. 电路的安装调试4.1电路的安装 （25）4.2技术性能 （26）4.3技术参数 （27）4.4功能介绍 （27）5. 故障分析5.1常见故障分析 （28）5.2感应水龙头的初期缺陷 （29）5.3总体情况 （29） 致谢.(30)参考文献(33) 1 绪论1.1概述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。本装置具有安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定的有点。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，其广泛用于家庭、商场、工厂、学校、餐厅等场所。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。本文设计的是一种以红外线自动控制的水龙头。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，使电磁阀得电吸合从而自动放水。本设计方案满足了人们对物质的需求，又提高了科学性。以适应当今品种多批量小的电子市场的需求，大大提高了产品的市场竞争力。1.2 国内外发展方向及现状随着红外技术的高速发展，红外焦平面阵列技术出现了，并且迅速得到发展。美、英、法、德、日、加拿大、以色列等西方发达国家都在竞相研制和生产先进的红外焦平面阵列摄像仪，其中美国在红外焦平面阵列传感器的发展水平方面处于遥遥领先地位，其焦平面阵列规模已达20482048元，已接近与可见光硅CCD摄像阵列的水平。日本在世界上最先实现了100万像元集成度的单片式红外焦平面阵列等种类产品推向市场，抢占商机，法国、荷兰、瑞典、英国、德国和意大利等在非制冷红外热摄像仪技术的发展方面，已显示出其处于前沿的竞争地位。此外，加拿大、以色列、韩国、澳大利亚、波兰、新加坡的一些公司和机构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30um210001000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 方案论证2.1本方案选用低功耗红外反射开关（A），功率开关集成电路（Ic）,及电源变换电路组成，红外反射开关向外发射调制红外线，与其同并排安排光敏晶体管来接收，红外信号控制功率开关集成电路进而驱动电磁水阀。本设计方案中红外反射开关是选用模块化产品，全部电路焊装于塑料小盒内，本方案特点是制作简单，安装可靠。2.2 本方案选用多谐振荡器，由红外发射管向外发射红外信号，该信号被接收并转换为电信号，经信号放大电路放大送入译码器，对其信号进行判断，来控制集成电路是否工作，进而判断继电器是否工作。本方案和方案一比较，方案一由反射开关（A）和功率开关集成电路（Ic）组成，多为成品，水龙头控制电路与电磁阀一起装在盒子里，便制作，而本方案多采用集成电路，虽制作复杂，但其稳定性能好，远远大于方案一，而且抗外界干扰比方案一强，节水效果也比较好，所以选用本方案。下面是具体的设计思路、原理、结构组成以及元件选用。3 设计原理红外线控制水龙头由路由红外线发射电路，红外线接受与信号放大电路，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。接通开关SA，由ICO1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左右的红外线调制信号发射出去。该红外线调制信号被VL接受并转换成电信号，再经IC1运算放大，放大后的信号送入IC2进行选频。当加在IC2 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VL截止，IC3的2脚为高电平，3脚输出低电平，继电器K不 工作，电磁阀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VT导通，IC3的2脚电位降低，3脚输出高电平，继电器K吸合，常开触点接触，电磁阀YV通电将水龙头打开。当遮挡物离开后，电磁阀YV延时工作一段时间后自动关闭。电源变压器T，整流桥堆UR，三端集成稳压器IC4和滤波电容C8，C9等组成电源电路。3.1 电源部分3.1.1 电源功能 为各元器件的正常工作提供直流电源。根据设计要求组成电路的主要部分有555够成的多谐振荡器，其工作电压为4.5V18V，放大电路与红外发射管相配套光敏二极管PH302接收，其工作电压为3V18V，阀门开关控制电路是由NE567音频译码器和晶体管组成，其工作电压为4.5V17V，电磁阀9V12V，由此可知，电源电压应为9V使电路正常工作。3.1.2 电源的组成由变压器，整流桥，滤波器，稳压器组成。变压器把220V交流电（市电）变为稳压所需的低压交流电；整流器把低压交流电变为直流电；整流后的直流电中仍会含有交流成分，可以通过滤波电路将交流成分滤除；经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。1、电源变压器变压器的作用是将220V 50Hz交流电变成整流滤波所需的交流电压。本设计需要把220V交流电变为9V 交流电，变压器匝数比 n=原边匝数/副边匝数25。2、整流滤波电路整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压。再经滤波电路滤除较大的波纹成分，输出波纹较小的直流电压。整流通常有半波整流和全波整流。常用的整流滤波电路有全波整流滤波、桥式整流滤波等。3、稳压电路 经整流滤波输出的电压通常是不稳定的，不能直接对系统供电，因此需要经过稳压电路将电压稳定到单片机系统所需的要求。对任何稳压电路都应从两个方面考察其稳压特性，一是设电网电压波动，研究起输出电压是否稳定；二是设负载变化，研究其输出电压是否稳定。直流稳压电路分为串联型稳压电路和开关型稳压电路，本设计采用串联型稳压电路。稳压器一般包括单管稳压器和集成稳压器。常用的集成稳压器有固定式三端稳压器和可调式三端稳压器4、稳压电源技术指标稳压电源的技术指标可以分为两大类：一类是特性指标，如输出电压、输出电流及电压调节范围；另一类是质量指标，反映一个稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、波纹电压及温度系数等。5、对稳压电源的性能，主要有以下四个方面的要求：a、稳定性好当输入电压Usr(整流、滤波输出电压)在规定范围内变动时，输出电压Usc的变化一般要求很小。由于输入电压变化而引起输出电压变化的程度，称为稳定度指标，长用稳压系数S来表示：S的大小，反映一个稳压电源克服输入电压变化的能力。在同样的输入电压变化条件下，S越小，输出电压的变化越小，电源的稳定度越高。通常S约为10-210-4。b、输出电阻小负载变化时（从空载到满载），输出电压Usr应基本保持不变，其这方面的性能可用输出电阻表征。输出电阻（又称等效内阻）用rn表示，他等于输出电压变化量和负载电流变化量之比rn反映负载变动时，输出电压维持恒定的能力,rn越小，则Ifz变化时输出电压的变化也越小。性能优良的稳压电源，输出电阻可小到1，甚至0.01。 c、电压温度系数小当环境温度变化时，会引起输出电压的漂移。良好的稳压电源，应在环境温度变化时，有效地抑制输出电压的漂移，保持输出电压稳定，输出电压的漂移用温度系数KT来表示。 d、输出电压纹波小所谓纹波电压，是指输出电压中50Hz或100Hz的交流分量，通常用有效值或峰值表示。经过稳压作用，可以使整流滤波后的纹波电压大大降低，降低的倍数反比于稳压系数S。3.1.3 原理图图3-1 电源原理图3.1.4 电路分析220V的交流电压经过变压器变压，整流桥UR整流，及滤波器滤波，输出给稳压器。稳压器CW317输出电压为1.2537V，输出电流可达1.5A的可调集成三端正输出电压集成稳压器，基准电压1.25V在输出端3和调整端1之间决定输出电压只能从1.25V开始往上调节，Uo=1.25（1+RW/R1），取R1=240n，故RW选4.7Kn精密可调电位器，在空载下，电阻R1不能选过大，R1=100200n,集成稳压器输出端可不加电容也可正常工作，但当空载为容性，在5005000PF，集成稳压内部放大器是1：1比例反馈，引起电压自激振荡，在输出端上接电容C8，C9为滤波电容。整流二极管选用+N4001，参数为U50V，I=1A，满足U2V2，IImax条件。3.2 红外发射电路3.2.1 红外发射的功能及组成555组成的多谐振荡电路驱动红外发射管向外发射红外线。由555时基集成电路，SE303A，红外发光二极管，电源开关S，电阻器R01R03和电容器CO1CO3组成的电路。接通SA，由ICO1及其外围容阻元件构成的多谐振荡器通电工作，驱动红外发光二极管工作，将红外信号调制发射出去。图3-2发射部分电路图集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个3K电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556电路；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器。556和7556是双定时器。双极型的电源电压Vtt5V15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源时电压为318V。3.2.2 555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图33所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相吕、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。RD是复位端（4脚），当RD0,555输出低电平。平时RD端开路或接VCC。(a)(b)图3-3 555定时器内部框图（a）及引脚排列(b)Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。构成单稳态触发器图3-4由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。触发电路由C1、R1、D构成，其中D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关和T导通，输出端F输出低电平，当有一个外部2与脚5与6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端C1放电，使电路产生振荡。电容C在1/3VCCt和2/3Vcc之间充电和放电。555电路要求R1与R2均应大于或等于1K,但R1R2应小于或等于3.3M欧。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即要获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的多谐振荡器应用很广。图3-4 单稳态触发器3.3 接收和放大电路红外接收，放大的功能：红外调制信号被红外接收光敏二极管接收并转换为电信号，在经UA741型运算放大集成电路运算放大，放大后的信号送入NE567型音频锁相环译码器集成电路进行选频。红外接收，放大的组成是由接收光敏二极管，UA741型运算放大集成电路组成。 图3-5 红外接收放大电路光电元件特点是其高精度、高分辨率、大动态范围，利用光敏元件上的光电流随光强变动而变化这一现象实现几何增量，光电传感器可广泛地应用于静态测量、动态测量及自动化控制等领域。本设计中接收部分就采用了光敏二极管。3.3.1 光电传感器工作原理光电传感器的基本转换原理是将被测量参数转换成光信号的变化，然后将光信号作用于光电元件转换成电信号的输出。常用的光电传感器是采用发光二极管作为光源，光源经过透镜聚焦于空间某一点。如果在该点有障碍物，U0光就照不到光敏二极管上，电路处于偏置状态，PN结截止，反向电流很小。当没有障碍物遮挡时，光照到光敏二极管上时，PN结附近产生电子空穴对，并在外.电场和内电场的共同作用下，漂移过PN结，产生光电流。此时，光电流与光照强度成正比，光敏二极管处于导通状态。具体方法是在光源侧使用发光二极管，在受光侧使用光敏二极管，并将信号处理电路集成制作在一块芯片上。它的特点是体积小，可靠性高，工作电源电压范围宽，接口电路的复杂程度大幅度减少，可直接与TTL，LSTTL和CMLS电路芯片连接。3.3.2 运算放大器分析运算放大器主要由输入级、中间放大级、输出级和偏置电路等四部分组成，如图3-5所示。中间放大级互补对称输出级偏置电路差分放大级+-uI+VCC-VCC-+u0图3-6 运算放大器运算放大器的偏置电路与分立放大电路的偏置电路设计有很大不同，主要由各种形式的恒流源电路实现，熟悉各种形式的恒流源电路是阅读运放电路的基础。运算放大器的输入级通常是差分放大电路，其主要功能是抑制共模干扰和温漂，双极型运放中差分管通常采用CC-CB复合管，以便拓展通频带；运算放大器的中间级采用共射或共源电路，并采用恒流源负载和复合管以增加电压放大倍数。双极型运算放大器的输出级采用互补输出形式，其主要功能是提高负载能力并增大输出电压和电流的动态范围。二只输出管轮流导通，每管工作在乙类状态。为消除交越失真，通常会给输出管提供适当的偏置电流，让其工作在甲乙类状态。由于集成电路工艺的限制，各级之间采用直接耦合。为保证输入短路时，输出直流电平为零，有时还需要在级间加入电平移动电路。图3-7是uA741运算放大电路的等效电路图，对其基本工作原理的分析。图3-7 uA741运算放大电路的等效电路图1、运放电路的结构分解输入级是一个差动放大电路，主要由T1、T3（共集-共基组合）和T2、T4组成。中间放大级由T16、T17、T23组成共集共射电路；输出级由T14、T20组成互补输出电路。2、基准电流分析T12、TREF、T11组成运放的基准电流源，RREF中得到的基准电流为IREF =（VCC+VEE）/RREF 式3、静态偏置分析T10与T11构成微镜像电流源，一方面给T3、T4的基极提供偏置，另一方面由T8、T9构成的镜像电流源给T1、T2、T3、T4的集电极提供恒流偏置，同时作为T1、T2的恒流负载。T13是多集电极管，它与T12构成镜像电流源。T13A一方面给T17提供偏置电流，同时作为T17的有源负载。T13B则是给T23提供偏置电流，同时作为T23的有源负载。将电路中的镜像直流电流源用等效恒流源代替，得到等效直流通路如图3-8所示。图3-8 等效直流通路电路图 4、交流分析差分输入级中的T5、T6、T7管构成高精度交流镜像电流源，ic3=ic6，因而提供给T16的电流为i16B=iC4-ic6=ic4-ic4-ic32ic4，使单端输出的差分电路达到双端输出的效果。T5、T7同时分别作为T3、T4的有源负载。电容C的作用是进行相位补偿，用于防止该运放可能产生的自激振荡。输出级中的T18，T19，R8给互补输出管T14，T20提供静态偏置，以消除交越越失真。R10、R11是输出限流保护用取样电阻，当输出电流过大时，T15或T20导通，通过T22、T24组成的镜像电流源，将该电流镜像至T23的另一个基极，通过负反馈抑制输出电流的增大。3.4 控制电路3.4.1 控制电路的基本组成控制电路主要由时基集成电路NE555，LM567型音频琐相环译码器基成电路，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。传输来的外来频率信号被LM567接收，比较判断输出的信号来驱动晶体管VT，当加在LM567 3脚的外来信号频率与LM567相同时，IC2的8脚输出低电平，使VL截止，IC3的2脚为高电平，3脚输出低电平，继电器K不 工作，电磁阀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VT导通，IC3的2脚电位降低，3脚输出高电平，继电器K吸合，常开触点接触，电磁阀YV通电将水龙头打开。当遮挡物离开后，电磁阀YV延时工作一段时间后自动关闭。3.4.2 控制电路的电路图及分析 图3-9 控制电路LM567为通用音调译码器，当输入信号于通带内时提供饱和晶体管对地开关，电路由I与Q检波器构成，由电压控制振荡器驱动振荡器确定译码器中心频率。图3-10 LM567译码电路用外接电阻20比1频率范围；逻辑兼容输出具有吸收100mA电流吸收能力；宽信号输出与噪声的高抑制；对假信号抗干扰；高稳定的中心频率；中心频率调节从0.01Hz到500kHz；电源电压5V-15V，推荐使用9V；应用举例：输入端接104电容，输出端接上拉电阻10K，C1、C2为1uF。R1、C1决定振荡频率，一般C1为104电容，R1为10K-200K。电源电压为9V。 图3-11 74HC00管脚图LM567是一片锁相环电路，采用8脚双列直插塑封。其、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，f21/1.1RC。其、脚通常分别通过一电容器接地，形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络。脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽：电容值越大，环路带宽越窄。脚所接电容的容量应至少是脚电容的2倍。脚是输入端，要求输入信号25mV。脚是逻辑输出端，其内部是一个集电极开路的三极管，允许最大灌电流为100mA。LM567的工作电压为4.759V，工作频率从直流到500kHz，静态工作电流约8mA。LM567的内部电路及详细工作过程非常复杂，这里仅将其基本功能概述如下：当LM567的脚输入幅度25mV、频率在其带宽内的信号时，脚由高电平变成低电平，脚输出经频率/电压变换的调制信号；如果在器件的脚输入音频信号，则在脚输出受脚输入调制信号调制的调频方波信号。在图4的电路中我们仅利用了LM567接收到相同频率的载波信号后脚电压由高变低这一特性，来形成对控制对象的选频。继电器额定工作电压是继电器最主要的一项技术参数。在使用继电器时，应该首先考虑所在电路(即继电器线圈所在的电路)的工作电压，继电器的额定工作电压应等于所在电路的工作电压。一般所在电路的工作电压是继电器额定工作电压的0.86。注意所在电路的工件电压千万不能超过继电器额定工作电压否则继电器线圈容易烧毁。NE555电路是可以直接驱动继电器工作的，而有些集成电路，例如COMS电路输出电流小，需要加一级晶体管放大电路方可驱动继电器，这就应考虑晶体管输出电流应大于继电器的额定工作电流。根据本设计继电器应选9V直流电压继电器。3.5 电磁阀3.5.1电磁阀的分类及其分析追溯电磁阀的发展史，到目前为止，国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即直动式、分步式、先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步重片结构、先导膜式结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构)。1、直动式电磁阀： 原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。 特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。 2、分布直动式电磁阀：原理： 它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。 特点： 在零压差或真空、高压时亦能可靠动作，但功率较大，要求必须水平安装。 3、先导式电磁阀： 原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动阀门关闭。3.5.2电磁阀的的特点1、适用性 管路中的流体必须和选用的电磁阀系列型号中标定的介质一致。 流体的温度必须小于选用电磁阀的标定温度。 （电磁阀允许液体粘度一般在20CST以下，大于20CST应注明）。工作压差，管路最高压差在小于0.04MPa时应选用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直动式和分步直动式；最低工作压差大于0.04MPa时可选用先导式（压差式）电磁阀；最高工作压差应小于电磁阀的最大标定压力；一般电磁阀都是单向工作，因此要注意是否有反压差，如有安装止回阀。 流体清洁度不高时应在电磁阀前安装过滤器，一般电磁阀对介质要求清洁度要好。 注意流量孔径和接管口径：电磁阀一般只有开关两位控制；条件允许请安装旁路管，便于维修；有水锤现象时要定制电磁阀的开闭时间调节。 注意环境温度对电磁阀的影响。 电源电流和消耗功率应根据输出容量选取，电源电压一般允许10%左右，必须注意交流起动时VA值较高。 2、可靠性 电磁阀分为常闭和常开二种；一般选用常闭型，通电打开，断电关闭；但在开启时间很长关闭时很短时要选用常开型了。 寿命试验，工厂一般属于型式试验项目，确切地说我国还没有电磁阀的专业标准，因此选用电磁阀厂家时慎重。 动作时间很短频率较高时一般选取直动式，大口径选用快速系列。 3、安全性 一般电磁阀不防水，在条件不允许时请选用防水型，工厂可以定做。电磁阀的最高标定公称压力一定要超过管路内的最高压力，否则使用寿命会缩短或产生其它意外情况。 有腐蚀性液体的应选用全不锈钢型，强腐蚀性流体宜选用塑料王（SLF）电磁阀。 爆炸性环境必须选用相应的防爆产品。 4、经济性有很多电磁阀可以通用，但在能满足以上三点的基础上应选用最经济的产品。 3.6 红外线水龙头原理图红外线控制水龙头由路由红外线发射电路，红外线接受与信号放大电路，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： （a）(b) 图3-12红外线控制自动水龙头电路原理图 （a）发射电路 （b）接受控制电路接通开关SA，由ICO1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左右的红外线调制信号发射出去。该红外线调制信号被VL接受并转换成电信号，再经IC1运算放大，放大后的信号送入IC2进行选频。当加在IC2 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VL截止，IC3的2脚为高电平，3脚输出低电平，继电器K不 工作，电磁阀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VT导通，IC3的2脚电位降低，3脚输出高电平，继电器K吸合，常开触点接触，电磁阀YV通电将水龙头打开。当遮挡物离开后，电磁阀YV延时工作一段时间后自动关闭。电源变压器T，整流桥堆UR，三端集成稳压器IC4和滤波电容C8，C9等组成电源电路。4 电路的安装调试4.1电路的安装系统的安装难点在于红外发射与接收管的安装,如果安装不当,系统将无法工作。红外发射与接收管并不是焊接在主电路板上,而是通过电缆和插针插接在主电路板上的。为了保证系统工作的灵敏度并避免红外发射与接收管之间相互干扰,通过试验,须使发射管与接收管的间距为15mm 左右,并使管头部向内稍做倾斜,大约50，同时需调节R1的阻值,使手在洗手器的下方适当感应距离在10cm 左右,水龙头自动放出自来水。线路板焊好仔细检查无误、即可安装固定在F的引脚上，连接好VDD、VSS、D6、D1、IC2的连线，并将F底座与VSS连接，使用外接稳压电源实验时VDD电压调节为56V，并在电源两端并一只470uF电解电容，用示波器可以在JA两端观测到445kHZ脉冲突发振荡波形。将W顺时针旋到底此时的感应距离最近。用手逐渐接近F底座上的红外线辐射孔，可以听到电磁阀吸合时的“嗒”一响声，手逐渐离开时又会听到电磁阀释放时“嗒”的响声。同时伴随“嗒”声D6闪亮。将感应水龙头安装在自来水管上反复调整W，当手距离出水口120mm左右时龙头出水，手离开后水自行关断。水流大小由入水口上的旋塞调整。把配套的密封胶圈安装在水龙头底座螺纹口的密封槽内旋紧上盖，此时整机组装完毕即可使用。4.1.1 电源部分调试：电源由变压器、整流桥、滤波器、稳压器构成。220V的交流电压经过变压器变压，整流桥UR整流，及滤波器滤波，输出给稳压器。要确保每个焊点都是实焊，不能虚焊，用万用表检测交流供电是否正常，然后检测电源变压器的输出是否正常。整流是利用二极管的单向导电性。滤波是利用储能元件电容两端的电压不能突变的特性，滤掉电压中的交流成份，保留其直流成份，达到平滑输出电压波形。稳压器是为电路或负载提供稳定的输出电压的一种电子设备，稳压电路的输出电压大小基本与负载、环境温度的变化无关。所以，在此过程中，要用示波器观察波形，确保输出的电压是正常工作电压。4.1.2 红外发射电路的调试：先检查电路板线条无断路或短路，再检查所有元件焊接无误、无虚焊后，用示波器测试输出端。4.1.3 红外接收、放大电路的调试：先确信电路无误，无虚焊，先把电容、电阻换成可调元件，按照电路图，先把可调的元件都放在固定元件值上，测输出。然后开始调整指直到测出的波形达到最佳效果。4.1.4 控制电路的调试：确保电路元件都是好的，焊接正确、无虚焊。换成可调元件进行调试，直到输出达到最好状态。4.2技术性能4.2.1 自动设定感应区域 感应水龙头通电后自行对使用环境（如：台盆的色泽、大小、形状等）进行扫描，根据扫描的数据自动设置好最优化的感应区域。 4.2.2 有物体进入感应区域固定不动而自动调节感应区域 当有物体进入感应区电磁阀被开启后，若物体保持静止不动，30秒后控制器关闭电磁阀，感应水龙头并根据物体的位置重新调整感应区域。如此类推可反复调节，当物体消失控制器自动将感应区域恢复到初始的状态。 4.2.3 当光线发生变化感应器自动适应 当环境的光线发生改变，感应器自动进行修正(俢正时不会误出水)，使盆底等反射物不会对龙头产生干扰。 4.2.4 自动断水超时保护功能 感应水龙头当有物体进入感应