圖2.2.3 LM741集成運放大器

2.2.4 電磁繼電器

固體繼電器具有高穩(wěn)定、高可靠、無觸點及壽命長等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在電動機調(diào)速、正反轉(zhuǎn)控制、調(diào)光、家用電器、烘箱烘道加溫控溫、送變電電網(wǎng)的建設(shè)與改造、電力拖動、印染、塑科加工、煤礦、鋼鐵、化工和軍用等方面。

固體繼電路工作原理：固體繼電器與通常的電磁繼電器不同：無觸點、輸入電路與輸出電路之間光(電)隔離、由分立元件．半導(dǎo)體微電子電路芯片和電力電子器件組裝而成，以阻燃型環(huán)氧樹脂為原料，采用灌封技術(shù)持其封閉在外殼中、使與外界隔離，具有良好的耐壓、防腐、防潮抗震動性能。

固體繼電器由輸入電路、驅(qū)動電路和輸出電路三部分組成。

這里僅以應(yīng)用較多的交流過零型固體繼電器為例，介紹其工作原理。該電路采用了過零觸發(fā)技術(shù)，具有電壓過零時開啟，負裁電流過零時關(guān)斷的特性，在負載上可以得到一個完整的正弦波形，因此電路的射頻干擾很小。

在此電路中我們用的是SP110型繼電器，SP110型繼電器是一個由發(fā)光二極管及兩個反向接光電可控硅組成的四端器件。這兩部分分別在焊在陶瓷基片上，用導(dǎo)光膠進行光路耦合，外部用密封材料固封。見圖2.2.4

圖2.2.4  SP110型繼電器內(nèi)部原理圖

本電路見圖2.2.5，低壓部分采用6v直流穩(wěn)壓電源供電，具體設(shè)計如下：

根據(jù)設(shè)計要求組成電路的主要部分有555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器延時電路，其工作電壓為4.5－18V，作為接收與放大電路使用的SFH506-38其工作電壓為5V左右，閥門開關(guān)控制電路是由LM567音頻譯碼器和晶體管組成，其工作電壓為4.5V－17V,電磁閥5V－12V，由此可知，電源電壓應(yīng)為6V使電路正常工作。

圖2.2.5電源電路

電源由變壓器，整流橋，濾波器，穩(wěn)壓器組成。變壓器把220V交流電（市電）變?yōu)榉�(wěn)壓所需的低壓交流電；整流器把低壓交流電變?yōu)橹绷麟姡徽�流后的直流電中仍會含有交流成分，可以通過濾波電路將交流成分濾波；濾波后穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉�(wěn)定的直流電壓輸出。

（1）變壓器將220V50HZ交流電變成整流濾波所需的交流電壓。本設(shè)計是把  220V交流電變?yōu)?V交流電。

（2）整流電路將交流電壓經(jīng)過變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除比較大的波紋成分，輸出波紋比較小的直流電壓。整流通常有半波整流和全波整流。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。本電源電路設(shè)計是采用全波整流濾波，是由VI~V4進行全波整流，再經(jīng)過電容C1濾波獲得比較平滑的直流電。

（3）經(jīng)整流濾波輸出的電壓通常是不穩(wěn)定的，不能直接對系統(tǒng)供電，因此需要經(jīng)過穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)定到電路系統(tǒng)所需要的要求。本電路采用L7806穩(wěn)壓管進行穩(wěn)壓。LM7806外觀圖：

2.2.6 延時電路（振蕩電路）

振蕩電路是一種不需要外接輸入信號就能將直流能源轉(zhuǎn)換成具有一定頻率、一定幅度和一定波形的交流能量輸出的電路（如圖所示）。

（1）電路圖                           （2）工作波形

圖2.2.6 由定時器構(gòu)成的多諧振蕩器

2.2.7紅外發(fā)射、接收和放大電路

本設(shè)計采用的是SFH506-38元器件， SFH506-38系列新型紅外遙控接收模塊是將紅外接收管、前置放大、解調(diào)等電路集成在同一基片上的功能模塊。它具有體積小，無外部元件，抗干擾力強，接收角度寬，性價比高等優(yōu)點，它完全可取代電視、音響和其它電器設(shè)備中的常規(guī)紅外遙控接收電路，且實踐證明效果很好。

（1） 分類

SFH506-38紅外遙控接收模塊接收載波頻率為38kHz，

SFH系列分為：30,33,36,40,56kHz。

（2） 外形及引腳功能

SFH506-38紅外接收模塊采用黑色環(huán)氧樹脂封裝形式。

引腳功能為：1腳公共端，2腳電源正端，3腳輸出端，見圖2.2.7

圖2.2.7 SFH506-38封裝及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖2.2.7（2） 紅外發(fā)射、接收放大電路

三、紅外線控制自動水龍頭的工作原理

              總電路原理（見圖3）220V交流電路經(jīng)變壓器T降壓，變?yōu)?V交流電，再由橋式整流，C1濾波，三端穩(wěn)壓集成電路7806穩(wěn)壓，得到 6V直流電供給控制電路工作。LED1為紅色發(fā)光二極管，用作水龍頭的電源指示。A1為紅外接收放大電路SFH506-38，A2為鎖相環(huán)音頻譯碼器 LM567，A2與R3、C6組成振蕩器，R3、C6決定A2內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率，LM567的3腳為信號輸入端，8腳為邏輯輸出端，該輸出是一個集電極開路的晶體管輸出，最大灌電流為100mA，LM567的工作電壓為4.75V～9V，工作頻率可從零點幾赫茲到500kHz，，靜態(tài)工作電流為 8mA。A3為NE555定時器，它與外圍元件組成單穩(wěn)態(tài)定時電路，其目的是在人手偶爾偏離了紅外線的探測范圍時，能保證水龍頭的正常出水。

LM567芯片5腳輸出的振蕩信號經(jīng)三極管功率放大后，推動紅外發(fā)射二極管VD向外發(fā)射紅外線。沒有人洗手時，紅外接收電路A1接收不到VD向外發(fā)射的紅外線，A2的3腳無信號輸入，8腳為高電平，A3的3腳為低電平，三極管截止，繼電器K斷電處于釋放狀態(tài)，電磁閥Y不動作，水龍頭無自來水放出。當(dāng)人手放到水龍頭下時，A1接收到人手反射的紅外線并經(jīng)A1放大后，輸入到A2的3腳，由A2內(nèi)部處理后使A2的8腳輸出低電平，從而使A3的低觸發(fā)端2腳變?yōu)榈碗娢唬瑢?dǎo)致A3的3腳輸出高電平，三極管導(dǎo)通，繼電器K吸合，使其常開觸點閉合，接通電磁閥Y的220V交流電源，Y開始動作，使水龍頭放出自來水，供人們洗滌之用，同時發(fā)光二極管LED2發(fā)出綠光，指示洗手器正工作于放水狀態(tài)。洗滌完畢，人手離開水龍頭后，A3延時幾秒鐘后復(fù)位，使水龍頭停止放水。

圖3. 紅外線控制自動水龍頭的工作原理圖

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