傳感器應(yīng)用(第2版) 課件 5-6 項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路_第1頁
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5.6項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路一項(xiàng)目名稱二實(shí)訓(xùn)目標(biāo)三實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及器材四實(shí)訓(xùn)步驟本章小結(jié)5.6項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路一項(xiàng)目名稱自動(dòng)水龍頭控制電路。二實(shí)訓(xùn)目標(biāo)1.熟練掌握光電傳感器組成結(jié)構(gòu)、工作原理及其典型檢測電路。2.熟練掌握常用穩(wěn)壓電源電路、555經(jīng)典振蕩電路,實(shí)現(xiàn)調(diào)制光輸出。3.了解并掌握鎖相放大器的工作原理及典型電路,實(shí)現(xiàn)抗干擾檢測。4.了解電子產(chǎn)品的檢測、調(diào)試過程及方法。5.通過網(wǎng)絡(luò)查詢電子元器件uPC1373技術(shù)資料,了解網(wǎng)上相關(guān)技術(shù)論壇。5.6項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路三實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及器材1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容醫(yī)院、賓館、飯店、商場、公園等公共場所的水龍頭,由于使用的人多,很容易引起手上細(xì)菌的交叉?zhèn)魅?,如果這些公共場所的水龍頭采用非接觸紅外自動(dòng)水龍頭,就能有效防止細(xì)菌通過接觸水龍頭旋鈕導(dǎo)致的交叉?zhèn)魅?。紅外自動(dòng)水龍頭將紅外發(fā)射電路、接收處理電路和受控執(zhí)行部件裝配在一起,使用時(shí)只需將手放入洗手器下的感應(yīng)區(qū),其紅外光束被反射,經(jīng)接收、放大、譯碼并輸出觸發(fā)固態(tài)繼電器,打開水龍頭、自動(dòng)放出自來水供使用者洗手或洗滌其它物品;洗完后手離開洗手器感應(yīng)區(qū),水龍頭就自動(dòng)關(guān)閉。這樣,既可達(dá)到節(jié)水的目的,又清潔衛(wèi)生。如果將洗手器用于家庭,可實(shí)現(xiàn)家庭衛(wèi)生設(shè)施的自動(dòng)化。5.6項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路三實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及器材1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容紅外自動(dòng)水龍頭控制電路,是由穩(wěn)壓電源、紅外發(fā)射電路、檢測處理電路、控制電路和執(zhí)行部件組成。紅外發(fā)射電路由時(shí)基集成電路555、紅外發(fā)光二極管LED、電阻器RP1、R2~R4,電容器C1~C2、三極管VT1和二極管D1組成可控多諧振蕩器,振蕩頻率取決于RP1、R2、C1的時(shí)間常數(shù),即:調(diào)節(jié)RP1,使振蕩器輸出頻率為38kHz。5.6項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路三實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及器材1.實(shí)訓(xùn)內(nèi)容檢測處理電路采用紅外專用集成電路uPC1373,它的輸入端接有與紅外發(fā)射二極管配套的紅外光接收管PH302。38kHz的紅外脈沖調(diào)制信號經(jīng)uPC1373內(nèi)部放大、選頻、檢波、整形后,在它的輸出端產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖,加到固態(tài)繼電器SSR的負(fù)極控制器端,SSR導(dǎo)通而將交流電220V加至電磁閥上,電磁閥吸合、打開水龍頭放水。洗手人洗畢離開后,紅外反射光消失,紅外接收管D2及uPC1373收不到紅外光信號,其輸出又被鉗制在高電位,SSR關(guān)閉斷電,電磁閥回位,關(guān)閉水龍頭。紅外專用集成電路uPC13735.6項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路三實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及器材2.實(shí)訓(xùn)器材5.6項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路四實(shí)訓(xùn)步驟利用數(shù)字萬用表檢測紅外自動(dòng)水龍頭控制電路模塊,元件管腳間的電路連通性、是否存在短路問題,發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)排除。將變壓器輸出端與控制電路模塊A、B點(diǎn)連接;220V交流電的零線連接控制電路模塊D端;照明臺(tái)燈的一端接控制電路模塊的C端,另一端連接220V交流電的相線。檢查線路連接確認(rèn)無誤后,插接220V交流電。用數(shù)字萬用表檢測穩(wěn)壓集成電路輸出端電壓并確認(rèn)為6V,表示控制電路模塊工作正常。5.6項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):自動(dòng)水龍頭控制電路四實(shí)訓(xùn)步驟用手機(jī)照相功能在5~10cm距離查看紅外發(fā)光二極管,應(yīng)看到5~8mm直徑的圓形光斑,表示紅外發(fā)光二極管工作正常。用示波器檢測555芯片3端的輸出,應(yīng)為一定頻率的矩形波,高電位在4V左右,表示多諧振蕩器工作正常;調(diào)節(jié)電位器RP1,使多諧振蕩器輸出為38kHz頻率。用白色紙片反射調(diào)制紅外光到紅外接收管D2,若此時(shí)照明臺(tái)燈亮;去掉反射紙片后,照明臺(tái)燈熄滅,則表示整個(gè)控制電路工作正常。若此時(shí)照明臺(tái)燈不亮,可用示波器檢測uPC1373調(diào)諧回路接入3端,用無感螺絲刀調(diào)節(jié)可調(diào)電感L,使LC振蕩中心頻率為38kHz,電路就會(huì)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。本章小結(jié)1.常用光電傳感器光是一定波長范圍內(nèi)的電磁波,具有波粒二象性。光照射到某些物質(zhì)上,使該物質(zhì)的電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng),可分為內(nèi)光電效應(yīng)和外光電效應(yīng),產(chǎn)生光電效應(yīng)的原因是光子對光敏物質(zhì)的作用?;谕夤怆娦?yīng)的光電器件有如光電管、光電倍增管,基于內(nèi)光電效應(yīng)的光電器件有光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池等。利用半導(dǎo)體光電敏感元件可以制作各種光電傳感器。光電傳感器通常由光源、光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器和傳感器電路4部分組成,分為一體式和分體式??蓪?shí)現(xiàn)對射式、反射板或直反式光電檢測。本章小結(jié)2.光敏電阻傳感器光敏電阻(photo-resistor)是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器件,其光譜特性范圍分為可見光(0.38~0.78μm)探測和紅外光(0.78~100μm)探測,常采用梳狀結(jié)構(gòu)以提高靈敏度。光敏電阻傳感器常用白熾燈泡、白色LED或自然光作為發(fā)射光源,其檢測電路通常是與電阻串聯(lián)。光敏電阻的特性有暗電阻、亮電阻、光電流、伏安特性、光照特性、光譜特性、頻率特性、溫度特性以及靈敏度、時(shí)間常數(shù)和最佳工作電壓等,這些特性是選擇使用的重要依據(jù)。光敏電阻可廣泛應(yīng)用于各種光控電路,如燈光的控制、調(diào)節(jié),也可用于光控開關(guān)等。本章小結(jié)3.紅外熱釋電傳感器一些晶體受到紅外線熱輻射轉(zhuǎn)化為熱量時(shí),兩端會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相等、極性相反的電荷,這種由熱變化產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。這種能產(chǎn)生熱電效應(yīng)的晶體稱為熱釋電體,又稱熱釋電元件。利用熱釋電體可制成紅外熱釋電傳感器,用于檢測動(dòng)物或人體發(fā)射的紅外線,配以紅外熱釋電處理電路和少量外接元器件可構(gòu)成被動(dòng)式的紅外熱釋電開關(guān),可用于構(gòu)成防入侵報(bào)警器和各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。被動(dòng)式紅外熱釋電傳感器有三個(gè)關(guān)鍵性的元件:菲涅爾濾光透鏡,紅外熱釋電傳感器(PIR)和匹配低噪放大器。利用BISS0001紅外傳感信號專用處理器、HN911紅外熱釋電傳感控制模塊,可設(shè)計(jì)制作出各種性能的紅外探測器和自動(dòng)化節(jié)能裝置。本章小結(jié)4.光電傳感器應(yīng)用光電檢測方法具有精度高、響應(yīng)快、性能可靠、非接觸等優(yōu)點(diǎn),而且可測參數(shù)多,傳感器的結(jié)構(gòu)簡單,形式靈活多樣,因此在日常生活、工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。利用光敏電阻可制作室內(nèi)電燈自動(dòng)開關(guān)、聲光控制延時(shí)節(jié)能開關(guān),利用光敏二極管可設(shè)計(jì)出光電煙霧報(bào)警器、光電轉(zhuǎn)速計(jì),利用光電三極管可研發(fā)出用于紡織機(jī)械自動(dòng)檢測的光電式緯線探測器,并且在軍事國防、汽車安全方面得到了更加廣泛的應(yīng)用。本章小結(jié)5.數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)是一個(gè)典型的光機(jī)電一體化產(chǎn)品,其核心器件是光電陣列圖像傳感器,包含了幾百萬乃至上千萬個(gè)具有感光特性的光敏元件——光電二極管,每個(gè)光敏元件即為一個(gè)像素。根據(jù)累積電荷轉(zhuǎn)換電路的差異,圖像傳感器分為電荷耦合器件(ChargeCoupledDevice,CCD)和

互補(bǔ)金屬氧

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