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红外感应自动水龙头内容摘要：本文从红外感应自动水龙头的市场需求和发展前景作为入手点，讨论了红外感应自动水龙头潜藏的经济效益和社会效益，进而开始研究设计本次论文所要求的红外感应自动水龙头，主要讨论了红外感应自动水龙头的组成部件和材料，以及使用方法和实现技术。最后经过实际部件的电路搭建，完成了所要求的红外感应自动水龙头。红外感应自动水龙头是一项包含在建筑节能这个大的概念中的科技产品发达国家已有经验表明，建筑能耗总量约占社会总能耗的三分之一，最终将超越工业、交通等其它行业居于社会能源消耗的首位。积极创新建筑节能发展模式，任务艰巨，意义深远。建筑节能有利于促进科技进步，拉动内需，带动产业化发展。仅全国100多亿平方米的既有建筑节能改造就能带来2万亿元的市场商机。通过建筑节能工程的实施和示范作用，还将促进高效节能成套新技术、新设备、新材料产业的大发展，促进建筑业实现传统产业的更新改造。实施建筑节能，既能产生强大的能源环境效益，而且有着巨大的经济效益和社会效益，并潜在巨大的商机。同理对于这其中的一个部分也是适用的，所以我们可以说红外感应自动水龙头的市场是巨大的，潜在的商机也同样巨大。并且我们也是本着创造经济利益和促进科技进步的目的来研究红外感应自动水龙头。目前最大众也是最普遍的红外感应自动水龙头具有以下特点：1.节水：手一伸水就来，手一去水就停，特别节水。2.卫生：免接触，有效防止细菌的交叉感染。3.智能：采用单片机控制,设有超时停水功能，避免因异物长时间在感应范围内造成不必要的损失。4.水量可调：根据水压情况，可任意调整出水量。5.过滤装置：随时可拆洗，以免堵塞。6.安装：安装使用方便，适用于宾馆、酒楼、办公楼、学校、机场、车站、医院、星级公厕等公共卫生设施以及现代家居。从红外感应自动水龙的特点可以看出相比较于传统的水龙头，它的优点显而易见，尤其是在节水方面，这个优点使得红外自动水龙头可以大量的安装在公共场所，可以最大限度的减少公共场所中由水龙头造成的水资源浪费这符合我们可持续发展的基本国策。这就使本论文研究更有实际意义。虽然市面上的红外感应自动水龙头样式很多，但其控制原理基本上是利用红外反射开关、功率开关集成电路与电磁水阀来控制水龙头，所以我们研究红外感应自动水龙头的重点也集中在这几方面和电路的连接。就目前市面上现收的各种元件来考虑我选择了利用低功耗红外线反射开关TX05D和功率开关集成电路TWH8778和4分塑料通水电磁阀来实现一个的红外感应自动水龙头。所以这是一个基于红外反射开关TX05D的红外感应自动水龙头。（相关电路图见附件）一、原理图分析及画图红外反射开关在有物体遮挡时，红外线反射回开管内，产生电压信号控制TWH8778开关闭合，被控电磁水阀得电开始工作，水龙头打开。当红外反射开关没有物体遮挡时，无红外线反射回TX05D开关内部，没有电压信号输出，所以电磁水阀不得电不能工作，水龙头关闭。(原理protel图见附件，密码：881225)红外感应自动水龙头原理示意图红外感应自动水龙头原理参考图红外感应自动水龙头原理图二、器件说明(一)TX05D型红外反射开关1、TX05D它是一种一体化红外线发射，接收器件，内部包含红外线发射、接收及信号放大与处理电路，能够以非接触形式检测出前方一定范围内的人体或物体，并转换成高电平信号输出。由于TX05D内部采用了低功耗器件和抗干扰电路，所以工作稳定可靠，性能优良，可广泛应用于各种自动检测，自动报警和自动控制等装置中。如：光电计数器，接近式照明开关，自动干手器，自控水龙头，感应门铃，倒车告警电路等。2、TX05D的外形和引线见图一，TX05D红外线反射开关，本器件属模块化产品，全部电路焊装在一只46x32x17mm（不包括安装支架）的塑料盒内。盒的侧面设有状态指示和灵敏度调节孔，一只红色发光管用来指示开关的工作状态，平时熄灭，有反射物时发光。灵敏度调节孔用来调节反射检测距离，顺时针调距离增大，逆时针调距离减小。TX05D通过一条1.5米的双芯屏蔽线做为输出引线，其中红色线为电源正极，白色线为输出端，铜网接电源负极。白色线静态时为低电平，有反射物时输出高电平。实际应用时，如需加长引出线，可选用相同材质的双芯屏蔽线即可。3、TX05D的电参数：工作电压5～12V，极限电压15V，工作电流5～20mA，最大30mA，对应检测距离为0～120㎝，当工作电压12V时，输出最大灌电流大于50mA，最大输出电流大于3mA。TX05D的输出端内部电路见图2，由于考虑器件的通用性和输出保护措施，加入了限流保护电路，当外接负载超过额定值时启动保护，自动减小电流输出，以保护组件和外部负载的安全。如用户有特殊需要或批量定货时可申请减去保护电路，以便能直接驱动功率较大的负载，如电机，继电器等。4、TX05D的工作原理：当TX05D接通电源后，即从模块内部的红外线发射管向前方发射38KHZ的调制红外线，一旦有物体或人体进入有效范围内时，红外线就会有一部分被反射回来，被与发射管同排安装的光敏接收管收到并转换成同频率的电信号后，由模块内部电路进行放大，解调，整形，比较处理后，在输出端给出高电平信号。模块的红外线发射能力与工作电压有关。工作电压越高，红外线发射功率越强，检测距离就越远；反之，电压低，检测距离就相对较近。使用时请注意回避正对日光灯（不包括用电子变压器启动的日光灯）5、TX05D的注意事项：○1、在TX05D的前方或侧面不应有大面积的阻挡物或反射物，以免影响正常工作。○2、外界的各种颜色因对红外线的反射效率不同，表现出的检测距离也不一样。○3、TX05D的前方，身着浅色（白、灰、黄）和身着深色（黑、蓝、紫）时会造成检测距离的不同，此属正常现象。○4、TX05D的检测距离于工作电压有关，电压越高距离越远。○5、使用时请注意回避正对日光灯（不包括用电子变压器启动的日光灯）。(二)TWH8778功率开关集成电路它带有散热片。TO-220封装。总共5个引脚，引脚排列从左向右分别是：1脚（输入端）2，3脚（输出端）4脚（地）5脚（控制极）。功能简介它属于高速集成电子开关，可用于各种自动控制电路。它外形简单，外围电路简单，内部包含过热，过压保护电路。其内部具有过压、过流、过热保护功能，可以适合大电流的驱动开关领域应用。在一些定时器、报警器等实用电路中广泛使用。使用方法在5脚与4脚之间加1.6伏特以上电压，1脚与2，3脚之间即可导通。2，3脚内部已并联。其中4，5脚之间的电阻约为40k欧姆。参数过压保护：典型值30v最大值40最小输入电压:典型值3v最大输入电压：30v控制端最大电压;6v延迟时间：典型值8微秒最大值20微秒控制端开启电压：1.6-2v输出限制电流：最小值：0.55v典型值：0.8v最大值1v开关压降：典型值300毫伏最大值500毫伏(三)电磁水阀可选用市售12伏直流塑料电磁水阀。本实验选用的是4分塑料通水电磁阀。相关器件的调试与安装一、TX05D在调试红外反射开关时，为了使其工作在提供电压的范围内，把红外反射开关的工作电压设定在其最大的工作电压上，值为12伏工作电流为20毫安以下，检测距离为100厘米左右，但是发现在其距离日光灯较近时有开关的开闭，经过查询知道，是红外反射开关内部没有加入密码电路所以在频闪的日光灯下会有同步输出。故在实际使用时应避免该种情况的发生。第五条注意事项即为此种情况。二、TWH8778功率开关集成电路使用时应该在5脚与4脚之间加1.6伏以上电压，加6伏电压证明是安全的，此时1脚和2，3脚之间导通，4脚和5脚之间的电阻为40k欧。三、分塑料通水电磁阀本元件只需按电路要求正确接入即可。结果与讨论在完成后可以正常工作但是也有一些问题反映出来。在完成实验后发现TX05D红外反射开关在12伏的工作电压下感应距离过远，造成了反映过于灵敏，如果要真实的安装在水池上会造成不必要的浪费，对于安装在水池上的红外反射开关来说感应距离应该在20至30厘米之间最适，所以应该改进红外反射开关或者改进电路使提供的工作电压减小以适应红外反射开关的感应距离。结论利用TX05D红外反射开关，TWH8778功率开关集成电路，合适的电磁水阀以及合适工作电源可以组成一个可正常工作的红外感应自动水龙头。红外感应自动水龙头的合理利用可以明显有效的节约水资源。使用时也更加卫生，适合公共场所安装。说明红外感应自动水龙头原理参考图，本文的设计参考了红外感应自动水龙头原理参考图，但是考虑到实际的实验过程中可以直接使用12伏直流电压源，所以本文没有考虑红外感应自动水龙头原理参考图中的后半部分电路——变压电路。变压电路的作用是将220伏交流电通过该电路变为12伏直流电。参考文献：1.上海福美斯电子科技有限公司TX05D型红外反射开关使用说明书2.上海福美斯电子科技有限公司TWH8778型功率开关集成电路使用说明书3.金得利4分塑料通水电磁阀使用说明书4.百度百科