感应式水龙头的设计毕业设计
感应式水龙头的设计
诚信声明
本人声明:
本人所提交的毕业设计(论文)《感应式水龙头的设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果,设计(论文)中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果,均在设计(论文)中加以说明;有关教师、同学和其他人员对我的设计(论文)的写作、修订提出过并为我在设计(论文)中加以采纳的意见、建议,均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。
本设计(论文)和资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。
特此申明。
本人签名:
年月日
毕业设计(论文)任务书
设计(论文)题目:感应式水龙头的设计1.设计(论文)的主要任务及目标感应式水龙头的设计可给人们带来许多生活中的便利,它无需接触水龙头任何部位,出水与关水由感应器自己完成可有效避免交叉感染和各种不便,同时在感应范围内自动出水,用完自动关水也起到了节约用水,防止浪费的作用。是现时代人们普遍欢迎的设计。
全自动感应水龙头安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强,使用寿命长,发出光均匀稳定。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,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。
本毕业设计自动感应水龙头基于红外线反射原理,由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。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打开水源;反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比,能够提高水资源的使用效率。使用方便,且由于不需要用手接触水龙头,避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用,可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。
本次设计红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个模块,系统由多谢振荡器调幅红外、红外接收、电压放大、音频译码、电磁阀动作等模块组成。
2.设计(论文)的基本要求和内容
水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时,一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器。红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器和红外发射二极管;接收电路包括红外接收管D1和D2、运算放大器LM741)、音频译码器(LM567)、继电器K、电源电路等组成。
发射电路中,多谐振荡器由IC(555)和R0.R1和C7等组成。其振荡频率为f1.44/(R0+2R1)C7,振荡输出信号驱动TLN104型的LED1~LED3工作,从而产生红外脉冲调制波。接收电路中红外接受头D1.D2与发射中的发射管相匹配,采用TLN104型。红外脉冲调制经D1.D2接收管转换成电信号,经C1藕合至LM741,再经C2输入到LM567的第3管脚,经识别译码,使得中心频率f1/1.1R6C3与红外调制频率40KHZ一致,使第8管脚输出为低电平,又经反相后,驱动VT2导通,继电器因控制有信号触发而有交流输出。当有人洗手将红外光束遮挡时,相应的D1.D2因接收到光信号而进行光电转换,从而使LM567因有信号输入而在第8脚输出为
低点平,经反相VT2导通,继电器吸合,交流电压被接通,从而使水龙头的电池阀动作,水源打开。
3.主要参考文献
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4.进度安排
设计(论文)各阶段名称起止日期
1 查阅资料,复习有关专业知识,并明确设计要求?13-03-03
2 确定总体设计方法,进行方案的可行性论证,做好开题报告
13-03-04?13-03-17(第1、2周)
3 红外线控制自动水龙头的设计13-03-18?13-04-14(第3-6周)
4 单元电路的设计13-04-15?13-05-12(第7-10周)
5 绘制电路图,完成设计13-05-13?13-06-09(第11-14周)
6 完善论文,并完成打印装订工作,准备答辩材料13-06-10?13-06-16(第15周)
7 答辩并总结设计工作13-06-17?13-06-23(第16周)
感应式水龙头的设计
摘要
本文所介绍的全自动感应式水龙头的设计基于红外线反射原理,由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。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打开水源;反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比,能够提高水资源的使用效率。使用方便,且由于不需要用手接触水龙头,避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用,可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。关键词:传感器,红外线,自动控制,信号
The design of the induction faucet
ABSTRACTThe fully-automatic faucet described in this paper is fabricated based on the application of infrared reflectance technology, it is consist of infrared emission circuit, infrared receiving, amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power supply, etc. When people or things are around, control signal will be generated automatically, then the relay operates, energizing the solenoid valve to pull in and start to supply water; otherwise water will be shut offIt is simple in design and easy to use. Comparing with traditional faucets, it is also water-saving. Fully-automatic tap is more convenient and artistic, and it enables the users to wash their hands directly without touching the tap, avoiding the transmission of germs. It can be widely used into people-intensive sites such as shopping malls, schools and office blocks.
Key words: sensor, infrared, automatic control,signal
目录
1 前言1
2 水龙头的设计概论 3
2.1水龙头的构成 3
2.2系统组成方框图 4
2.3红外反射式光电传感器特性与工作原理5 2.4红外线控制自动水龙头的工作原理 6
2.5红外线水龙头控制电路工作原理8
3单元电路的设计9
3.1 稳压电源的设计9
3.2 振荡电路的设计9
3.3 红外接收控制电路的设计10
3.4电压放大电路的设计12
3.5音频译码器的设计 13
3.6 三端稳压器的设计14
3.7 LM567调制传感器 15
4用Multisim仿真17
4.1 Multisim仿真软件简介17
4.2 用Multisim软件仿真的结果17
总结22
致谢23
主要参考文献24
附录25
1 前言
感应式水龙头的设计可给人们带来许多生活中的便利,它无需接触水龙头任何部位,出水与关水由感应器自己完成可有效避免交叉感染和各种不便,同时在感应范围内自动出水,用完自动关水也起到了节约用水,防止浪费的作用。是现时代人们普遍欢迎的设计。
随着经济的不断发展,人们对淡水的需求不断增加,不久的将来,淡水资源紧缺将成为世界各国普遍面临的严峻问题。据报道我国是一个水资源短缺的国家,若按人均水资源量计算,人均占有量只有2500立方米,约为世界人均水量的四分之一,世界排110位。感应式水龙头可以做到“伸手水来,手离水止”,处理了传统的水龙头跑水、滴水、漏水的问题及不良用水习惯,由于全自动感应水龙头有自动控制水龙头开闭的效果,它杜绝了水资源的浪费,避免了人们因为忘记关水龙头致使水白白流走的问题,伸手就来水,离开就关闭的功能,从而有效地节约用水60%以上,特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所伸手就来水,离开就关闭的功能,从而有效地节约用水60%以上,特别适合我国严重缺水的地区。目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等
公共场所。在公共场所,由于人员流动性比较大,公共设施的卫生情况普遍比较恶劣,传统水龙头必须通过人手操作,很容易造成病菌的大规模传播,而它就避免了洗手后,再次触摸水龙头造成的细菌污染,开关水完全由感应器自动完成,无需接触水龙头,有效避免细菌及交叉感染。
全自动感应水龙头安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强,使用寿命长,发出光均匀稳定。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,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。
本毕业设计自动感应水龙头基于红外线反射原理,由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。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打开水源;反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比,能够提高水资源的使用效率。使用方便,且由于不需要用手接触水龙头,避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用,可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。
设计一个红外自动水龙头开关控制电路。该电路能够在人们需要用水的时候,通过感应装置自动打开自来水开关,并且在打开开关一段时间后,自动关断开关,从而起到节约用水的目的。基于红外线反射原理,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打开水源;反之则自动关闭水源。
2 水龙头的设计概论
2.1水龙头的构成
水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时,一部份红外光被反射到接收管。反射式红外传感器(如图2-1所示)。
水龙头的正视图侧视图(如图2-2所示),水龙头安装示意图(如图2-3所示)。图2-1 红外线感应传感器图2-2 水龙头的正视图侧视图图2-3 水龙头安装图
反射式光电传感器可以用来检测地面明暗和颜色的变化,也可以探测有无接近的物体。此次设计的红外线控制自动水龙头就运用了它这个特点。光谱范围,灵敏度,抗干扰能力,输出特性等都是反射式光电传感器的重要参数。这种光电传感器的基本原理是,当人或有物体接近时,反射了红外光,光敏元件接收到光信号,从而进行光电转换,电磁阀作用,使水源打开。
红外线控制自动水龙头的控制过程是:当人或物体靠近自动水龙头时,红外发射光电管发出的红外经人和物体反射到红外接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动转换为电信号,经过后续电路进一步放大、整形、译码,最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。当人手或物体离开自动水龙头时,接收光电管接收不到反射光信号,驱动电路断开电磁阀电源,从而关闭水源。
红外线发射电路的功能是利用红外线发光二极管发射光脉冲,从而实现电路对人体或物体的感应。红外线接收电路功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲,并且将光脉冲信号转化为电信号,同时对其进行放大。时间延迟电路的功能是利用单稳态电路的特性,实现对自动水龙头开关打开时间的控制。自动水龙头开关电路的功能是利用电磁阀作为自动水龙头的开关,从而可以通过电信号对
自来水进行控制。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。
2.2系统组成方框图
红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个部分。系统组成方框图(如图2-4所示) 红外线控制水龙头电路包括发射电路和接收译码控制电路。图2-4 系统方框图
发射电路由多谐振荡器和红外发射二极管组成,接收电路由红外接收器,运算放大器(LM741),音频译码器(LM567),继电器K和电源电路组成。
2.3红外反射式光电传感器特性与工作原理红外线发射电路的功能是利用红外线发光二极管发射光脉冲,从而实现电路对人体或物体的感应。红外线接收电路功能是利用光敏元件接收发射出来的光脉冲,并且将光脉冲信号转化为电信号,同时对其进行放大。时间延迟电路的功能是利用单稳态电路的特性,实现对自动水龙头开关打开时间的控制。自动水龙头开关电路的功能是利用电磁阀作为自动水龙头的开关,从而可以通过电信号对自来水进行控制。电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。
反射式光电传感器的光源有多种,常用的有红外发光二极管,普通发光二极管,以及激光发光二极管,前两种光源容易受到外界光源的干扰,而激光二极管发出的光的频率比较集中,传感器只结合搜很窄的频率范围信号,不容易被干扰,但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射,同时又能被接收管接收到的范围进行检测,然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响,如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确
定因素。如果直接用发射和接收管进行测量,将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射,光敏管接收调制的红外信号(如图2-5所示)
反射光强度的输出信号电压(Vout)是反射面与传感器之间的距离(X)的函数,设反射面物质为同种物质时,X与Vout的响应曲线是非线性的(如图2-6所示)。设定出电压达到某一阀值时作为目标,不同的目标距离阀值,电压是不同的 Vout
x/mm
图2-5 红外发射接收原理图图2-6 光强度相应曲线图
2.4红外线控制自动水龙头的工作原理
红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器和红外发射二极管;接收电路包括红外接收管D1和D2、运算放大器LM741)、音频译码器(LM567)、继电器K、电源电路等组成。
感应式水龙头控制电路原理图(如图2-7所示)
图2-7 水龙头控制电路原理图
2.5红外线水龙头控制电路工作原理
工作原理:发射电路中,多谐振荡器由IC(555)和R0.R1和C7等组成。其振荡频率为f1.44/(R0+2R1)C7,振荡输出信号驱动TLN104型的LED1~LED3工作,从而产生红外脉冲调制波。接收电路中红外接受头D1.D2与发射中的发射管相匹配,采用TLN104型。红外脉冲调制经D1.D2接收管转换成电信号,经C1藕合至LM741,
再经C2输入到LM567的第3管脚,经识别译码,使得中心频率f1/1.1R6C3与红外调制频率40KHZ一致,使第8管脚输出为低电平,又经反相后,驱动VT2导通,继电器因控制有信号触发而有交流输出。当有人洗手将红外光束遮挡时,相应的D1.D2因接收到光信号而进行光电转换,从而使LM567因有信号输入而在第8脚输出为低点平,经反相VT2导通,继电器吸合,交流电压被接通,从而使水龙头的电池阀动作,水源打开。
该电路的核心器件是红外线发光二极管。红外线发光二极管由GaAs砷 )化镓的PN结构成,其发光波段处于可见光波段之外,因此不能在显示中使用,一般仅作为光信号传输之用。本电路的感应装置一般要求不可见,因此只能采用红外线发光二极管作为感应装置。
3单元电路的设计
3.1 稳压电源的设计
电路为输出电压+5V,输出电流1.5A稳压电源。它的电压变压器B,桥式整流电路D1~D4,滤波电容C1.C3,防止自激电路C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805)极为简捷方便的搭成。
200v交流电通过电源变压器变换成交流低压,再经过桥式整流电路D1~D4 和滤波电容C1的整流和滤波,在固定式三端稳压器LM7805的Vin和GND 两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生精度高,稳定性好的直流输出电压。稳压电源电路(如图3-1所示)。
电路直接从电网供电,通过变压器电路、整流电路、滤波电路和稳压电路将电网中220V交流电转换为+5V直流电压。电路中的变压器采用常规的铁心变压器,整流电路采用二极管桥式整流电路,C1、C2、C3和C4完成滤波功能,稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。
图3-1 稳压电源电路
3.2 振荡电路的设计
振荡电路是一种不需要外接输入信号就能将直流能源转换成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出的电路(如图3-2所示)
(a)电路图 b工作波形
图3-2 由定时器构成的多谐振荡器
由于555内部比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,这时振荡频率受电源的温度变化的影响较小。故只需通过调节R1的阻值来改变f来使其为1Hz 的秒脉冲信号,作为闸门信号
3.3 红外接收控制电路的设计
本电路是用小型一体化红外接收/解调块接受头SFM506-38和锁相环电路。它具有体积小,无需外部元件、抗光电干扰性能好,接受角度宽、功耗低、灵敏度高等优点。LM567、开关放大电路VT9013、固态继电器TAC08、电磁阀构成控制电路(如图3-3所示)。
图3-3 接收解调控制电路
LM567是1片锁相环音频解码电路,采用8脚双列直插塑封,3脚为信号输入端,其工作频率由5、6脚上的阻容元件决定,8脚为逻辑输出端。IC2与R7、C12组成振荡器,R7、C12决定IC2内部压控振荡器的中心频率,LM567的3脚为信号端,8脚为逻辑输出端,该输出是1个集电极开路的晶体管输出,最大灌电流为100mA,LM567的工作电压为4.75~9V,工作频率0.1Hz~500kHz,静态工作电流为8mA。当无人洗手时,IC1接受到发射电路的红外脉冲经放大输出到IC2的3脚后,IC2的8脚就会输出低电平,三极管VT1截止,继电器K断电处于释放状态,电
磁阀Y不动作,水龙头无自来水放出。当手放到水龙头下时,IC1不能接受红外线,IC2的3脚无信号输入,8脚输出高电平,使得VT1导通,继电器K吸合,使其常开触点闭合,接通电磁阀Y的220VAC,Y开始动作,使水龙头放出自来水,同时LED 发出绿光,指示水龙头正工作于放水状态。洗涤完毕,手离开水龙头后,停止放水。SFM506-38地内部原理图(如图3-4所示)
图3-4 SFM506-38的内部原理图
3.4电压放大电路的设计
电压放大电路采用LM741集成运算放大器,(如图3-5所示)。LM741是高性能内补偿运算放大器,功耗低,无需外部频率补偿,具有短路保护和失调电压调零能力。
LM741的管脚功能是:1脚为调零端,2脚为反相输入端,3脚为同相输入端,4脚为负电源端,5脚为调零端,6脚为输出端,7脚为正电源端,8脚为空脚端。此引脚图(如图3-6所示)。图3-5 LM741集成运算放大器图3-6 LM741引脚功能图
3.5音频译码器的设计
音频译码器采用LM567锁相环电路,锁相环内则包含一个电流控制振荡器(CC0)、一个鉴相器和一个反馈滤波器。此音频解码块包含一个稳定的锁相环路和一个晶体管开关,当在此集成块的输入端加上所先定的音频时,即可产生一个接地方波。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。用外接元件独立
设定中心频率带宽和输出延迟。主要用于振荡、调制、解调和遥控编、译码电路。如电力线载波通信,对讲机亚音频译码,遥控等。
LM567的基本工作状况有如一个低压电源开关,当其接收到一个位于所选定
的窄频带内的输入音调时,开关就接通。通用的LM567还可以用做可变波形发生
器或通用锁相环电路。当其用作音调控制开关时,所检测的中心频率可以设定于0.1至500KHz内的任何值,检测带宽可以设定在中心频率14%内的任何值。而且,输出开关延迟可以通过选择外电阻和电容在一个宽时间范围内改变。
LM567的管脚功能是:1脚为输出滤波,2脚为回路滤波,3脚为输入端,4脚为正电源端(电压值需最小为4.75V,最大为9V),5脚为定时电阻端,6脚为定时电容端,7脚为接地端,8脚为输出端。LM567的内部原理图(如图3-8所示)。LM567引脚图如图3-9所示。
图3-8 LM567的内部电路图图3-9 LM567引脚图
3.6 三端稳压器的设计
三端稳压器是一种标准化,系列化的通用线性的稳压电源集成电路,以其体积小成本低性能好,工作可靠性高等特点,成为目前稳压电源中应用最广泛的一种单片式集成稳压器件。
三端稳压器的工作原理:原它与一般分立元件组成的串联式的稳压电路基本相似的.不同的是增加了启动电路,保护电路和恒流源。启动电路是为恒流源建立工作点而设置的.恒流源设置在基准电压形成和误差放大器电路中,是为了
使稳压器能够在比较大的电压变化范围内正常可靠的工作。在芯片内设置了两种较为完善的保护电路:一是过流保护,一是过热保护Rsc是过流保护的取样电阻。Ri,Rb 为输出采样电阻。Rb 两端上的电压(反映输出电压的大小的采样电压)与基准电压在误差放大器中进行比较和放大,产生误差电压,去控制调整管的工作状态,从而稳定输出电压。
3.7 LM567调制传感器
LM567是一种比较廉价的音频锁相环集成电路,利用它可以构造性能较好的反射式光电传感器。
由LM567的内部振荡器提供方波信号,点亮探头的LED,由探头的光敏管接收反射光。经三极管放大,转换成电压信号后送到LM567的内部鉴相器2同步调解,然后由LM567内部的比较器转换为数字输出并联负反馈放大电路有若稳定的增益和低的输入阻抗,能消除光敏管电容的影响,获得良好的高频特性。这个电路的缺点是当多个探头同时使用时因为频率接近,一旦相邻单元的光斑出现部分重合就会有干扰造成输出抖动,另外567输出鉴相器参考信号是从振荡电容端引出的,与发射和接收信号几乎是正交的,解调效率非常低,前级需要高倍放大。
为了解决上述多个探头临近的问题,在使用多组传感器时,做了以下改动(如图3-10所示):
单独用一个单元作振荡,给其余四个单元(图中只画了一个)提供同步的时钟信号,消除了差拍问题。而且时钟信号既接到振荡电容端又用来控制输出放大管点亮探头照明的LED,使得参考信号与发射和接收信号的相差非常小,调节效率大大提高,最大探测距离有所增加。
图3-10 LM567原理图
4用Multisim仿真
4.1 Multisim仿真软件简介
Multisim是一种专门用于电子电路仿真和设计的EDA工具软件,属于Electronics workbench系列软件的高版本。Electronics workbench 简称EWB 由加拿大Interactive Image Technologies公司(简称IIT公司)于1988年推出。IIT公司从EWB6.0版本开始,将电路图输入仿真与设计的模块更名为Multisim 。Multisim在保留了EWB原有优点的基础上,大大扩充了元件库中电路的数目,增强了软件的仿真测试和分析功能,可实现模拟/数字电路的Spice仿真、VHDL/Verilog设计与仿真、RF电路仿真等。
Multisim由五部分组成:输入模块、器件模型处理模块、分析模块、虚拟仪器模块、后续处理模块。各部分的功能大体如下。
输入模块:用户以图形方式输入电路图。器件模型处理模块:Multisim 提供了丰富的元件,并可对元件属性进行编辑,还可以创造新元件。分析模块:Multisim的分析方法比较丰富,共有18种分析方法。除具有Spice基本分析方法外,还有些独有的功能,例如零极点分析。虚拟仪器模块:是Multisim最有特色的部分。与EWB相比,它种类更多,使用操作更方便。后续处理模块:可进行电路分析结果的后续处理,包括与多种软件的转换。其中分析模块与虚拟仪器模块构成了强大的分析与仿真功能。
4.2 用Multisim软件仿真的结果
1.红外线发射电路的工作状态仿真(如图4-1)所示图4-1 红外线发射电路
感应式水龙头的设计毕业设计 感应式水龙头的设计 诚信声明 本人声明: 本人所提交的毕业设计(论文)《感应式水龙头的设计》的所有材料是本人在指导教师指导下独立研究、写作、完成的成果,设计(论文)中所引用他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果,均在设计(论文)中加以说明;有关教师、同学和其他人员对我的设计(论文)的写作、修订提出过并为我在设计(论文)中加以采纳的意见、建议,均已在我的致谢辞中加以说明并深致谢意。 本设计(论文)和资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。 特此申明。 本人签名: 年月日
毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目:感应式水龙头的设计1.设计(论文)的主要任务及目标感应式水龙头的设计可给人们带来许多生活中的便利,它无需接触水龙头任何部位,出水与关水由感应器自己完成可有效避免交叉感染和各种不便,同时在感应范围内自动出水,用完自动关水也起到了节约用水,防止浪费的作用。是现时代人们普遍欢迎的设计。 全自动感应水龙头安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强,使用寿命长,发出光均匀稳定。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,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。
本毕业设计自动感应水龙头基于红外线反射原理,由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路、电磁阀、电源等组成。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打开水源;反之则自动关闭水源。与传统供水设施相比,能够提高水资源的使用效率。使用方便,且由于不需要用手接触水龙头,避免了病菌的传播。系统电路设计简单实用,可以广泛用于商场、学校、办公大楼等人员密集场所。 本次设计红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个模块,系统由多谢振荡器调幅红外、红外接收、电压放大、音频译码、电磁阀动作等模块组成。 2.设计(论文)的基本要求和内容 水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时,一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器。红外线水龙头控制电路包括发射电路和接收译码控制电路。其中发射电路由多谐振荡器和红外发射二极管;接收电路包括红外接收管D1和D2、运算放大器LM741)、音频译码器(LM567)、继电器K、电源电路等组成。 发射电路中,多谐振荡器由IC(555)和R0.R1和C7等组成。其振荡频率为f1.44/(R0+2R1)C7,振荡输出信号驱动TLN104型的LED1~LED3工作,从而产生红外脉冲调制波。接收电路中红外接受头D1.D2与发射中的发射管相匹配,采用TLN104型。红外脉冲调制经D1.D2接收管转换成电信号,经C1藕合至LM741,再经C2输入到LM567的第3管脚,经识别译码,使得中心频率f1/1.1R6C3与红外调制频率40KHZ一致,使第8管脚输出为低电平,又经反相后,驱动VT2导通,继电器因控制有信号触发而有交流输出。当有人洗手将红外光束遮挡时,相应的D1.D2因接收到光信号而进行光电转换,从而使LM567因有信号输入而在第8脚输出为
方案的设计与选择 节水龙头设计 1 前言 什么是节水龙头？水龙头自身具备“省减、限制、俭省”功能才可称“节水龙头”。节水属于社会概念，即水在使用的过程中，体现出“省减、限制、俭省”功能；龙头属于产品概念，即自来水水管放水的出口。 1.2市面上的节水龙头 目前，市面上所出售的节水水龙头，主要有陶瓷芯片式、变距式、自闭式等多种高新技术的新型水龙头。新型水龙头封闭严密，感应灵敏，关闭速度只有老式水龙头的1/10，节水效果显著。 中国的节水龙头还处在发展阶段，在市场上流通的产品大多是一些引进的外国产品，或者是外国的产品直接进入中国市场。 1.4.1 研究方向 本毕业创新设计主要源于节约用水、避免浪费的社会需要。为了解决上述两种情况，设计具有以下功能的节水龙头： 1、圆珠笔按钮式开关：改变了传统旋转式或摇动式开闭水龙头方式，采用按钮开启关闭水龙头。解决了使用过程中关不严滴水漏水问题；而且更方便使用。 2停水自闭：解决了用水时突然停水忘关水龙头或停水时打开水龙头见没水忘关造成水漫金山。 3稳定流量：解决因水压不定因素造成的无形浪费。 4增大出水面积小流量下增大出水的水面积，更便于使用，节约用水。
3.1 设计方案1 方案1：（见图3.1）结构简图如下所示 图3.1 方案1原理功能图 3.1.1 方案原理 零件2固定在水龙头接管上，零件1可在零件2滑动来控制出水口的开闭。零件1上方加装一个圆珠笔按钮装置。零件3可在水压下自由滑动来控制零件3与零件2的开度。如此图所示为停水状态。零件1处于开启状态，停水时零件3在无水压下被弹簧的弹力下向下移动并被具有始终向里趋势销卡死，即使此时来水，水压无法使零件3移动，因而无法开启水龙头。达到了停水自闭的功能。同时通过设计零件3和零件2的开度不同，在水压的作用下调节开度的大小。当水压正常时，开度适中，当水压过大时开度反而减小，达到了稳定流量的作用。 3.1.2 方案1存在的问题 此方案从原理上基本满足原理要求，但存在着许许多的问题。首先，零件的制造要求精度高，密封性好。这样无形中增加了水龙头的成本。其次在零件1与2，2与3之间相对运动时存在着压缩空气问题。经初步计算，零件尺寸适当时压缩空气产生作用力很大。如果零件的尺寸设计很大时，虽压缩空气产生的作用力不大，但尺寸过大不符合实际。如果设计零件压缩空气的地方与外界大气压相通的话，就必须大大提高零件的加工精度，在水龙头使用一段时间后，由于运动产生磨损，配合间隙增大，降低密封性，水龙头的使用寿命
感应式水龙头设计思路探究 感应式水龙头是一种通过感应技术实现自动出水的水龙头。它可以根据人体接近的动 作和手部信号自动感知并控制水流的开启和关闭，提供便利的同时也可以节约水资源。现 如今，感应式水龙头已经广泛应用于公共场所、办公场所以及家庭使用。 感应式水龙头的设计思路主要包括以下几个方面： 1. 感应元件的选用：感应式水龙头主要通过红外线、超声波或者微波等感应元件来 实现对人体接近动作的感知。不同的感应元件有不同的感知范围和精准度，设计师需要根 据实际使用场景和需求来选择合适的感应元件。 2. 控制系统的设计：感应式水龙头的控制系统需要能够准确感知到人体接近的动作，并且在一定的延迟时间后控制水流的开启和关闭。控制系统通常由感应元件、微处理器、 电磁阀等组成，设计师需要考虑系统的灵敏度和稳定性，以及节能、耐用等方面的需求。 3. 节水技术的应用：感应式水龙头的一个重要设计思路就是通过节水技术来实现对 水流的控制。设计师可以通过优化水喉的出水口和流量控制装置来降低水流率，或者设置 自动关闭功能来避免长时间不必要的水流出。 4. 人体工程学的考虑：感应式水龙头的设计还需考虑用户的使用体验。可以设计合 适的出水角度和高度，方便用户使用并降低水花溅出的风险。还可以考虑在水龙头上设置 温度调节功能，让用户能够根据需要调节水的温度。 5. 安全性设计：感应式水龙头需要考虑防止不必要的触发和操作错误。可以设置合 适的感应距离，避免由其他物体触发水流的开启。还可以设置自动关闭功能，防止长时间 开启水流而造成浪费。 感应式水龙头的设计思路主要包括感应元件的选用、控制系统的设计、节水技术的应用、人体工程学和安全性的考虑等方面。通过合理设计和应用相关技术，感应式水龙头能 够提供便利的同时还能够节约宝贵的水资源。
感应式水龙头设计思路探究 随着科技的不断进步和人们对健康生活的需求，感应式水龙头逐渐成为了现代化家居 和公共场所中的常用设备。感应式水龙头不仅在使用上方便快捷，避免了接触细菌的风险，而且在节约用水方面也具有显著的效果。针对感应式水龙头设计的思路，本文就进行探 究。 一、感应式水龙头的工作原理 传统的水龙头一般是手动转动开关控制水流的开启和关闭。感应式水龙头则是采用红 外线或超声波等无线电技术，当传感器感应到有物体靠近时，自动开启水流，离开时自动 关闭水流。感应式水龙头的工作关键就在于传感器的设计和性能。 1. 传感器的精度和稳定性 感应式水龙头的传感器要具有高精度和稳定性，能够快速而准确地检测用户的手部动作，并实现自动控制水流的开启和关闭。为了提高传感器的灵敏度和稳定性，设计师需注 意传感器的定位和调整，以确保传感器与用户的手部距离和角度的匹配。 2. 水流的控制和节约 感应式水龙头需要具有高度的水流控制能力，确保用户在使用时可以自由控制水流的 大小和流量。同时，为了节约用水，设计师还需要制定合适的水龙头流量控制标准，并针 对不同应用场景和用水需求进行各自的调整。 3. 安全和方便的使用体验 感应式水龙头设计还需要结合人性化设计，确保其具有方便快捷、安全可靠和易于操 作的使用体验。这需要设计师考虑到用户的使用习惯和特点，如手型、力度、喜好等，从 而优化各项设计参数，比如传感器的角度和大小、水流控制开关的位置和形状等。 目前，感应式水龙头已广泛应用于公共场所和家居生活中，比如厕所、厨房、浴室等。在家居生活中，感应式水龙头主要用于厨房和浴室，可以更加方便地控制水流，并保持环 境的清洁。在公共场所中，感应式水龙头则可以有效避免细菌的交叉感染，并节约用水， 同时也为人们带来了更加舒适、便捷和安全的使用体验。 综上所述，设计优质的感应式水龙头需要结合精准的传感器技术、流量控制和人性化 设计等多方面考虑，从而达到方便快捷、安全可靠和节约用水的目标。随着科技的不断发 展和人们对健康生活的更高追求，感应式水龙头的设计和应用将会迎来更大的发展前景。
感应式水龙头设计思路探究 随着科技的不断发展，感应式水龙头成为了家庭和公共场所常见的装置之一。与传统 的手动水龙头相比，感应式水龙头具有更加智能、方便、节水的特点。它通过感应器感知 使用者的接近，并自动开启和关闭水流，实现了无触摸的操作。本文将探究感应式水龙头 的设计思路。 感应式水龙头的设计主要包括两个部分：感应器和水控系统。感应器负责感知用户的 动作，而水控系统则负责控制水流的开关。 感应器的设计是感应式水龙头的关键部分。常见的感应器有红外线感应器和压力感应器。红外线感应器通过发射红外线信号，当有物体接近时，信号被物体反射回来，感应器 会识别出这个信号并启动水流。压力感应器则是通过感知物体接近水流的压力变化来控制 水龙头的开启和关闭。这两种感应器都具有灵敏的特点，可以实现准确的感应和控制。 水控系统是感应式水龙头的核心部分。它包括电磁阀、水泵、控制电路等组成。当感 应器检测到用户的动作时，感应信号会被传输给水控系统，水控系统会根据信号的强弱和 持续时间来判断用户的需求，并通过控制电路来控制电磁阀的开启和关闭，从而实现水流 的控制。水泵则负责提供水源，保证水流的正常供应。水控系统的设计需要考虑多方面的 因素，如电磁阀的稳定性、控制电路的精确性等。 在感应式水龙头的设计中，还需要考虑用户的使用习惯和需求。用户可能希望调节水 流的大小和温度。设计中可以加入水流调节器和温控装置。水流调节器可以通过控制水泵 的工作频率来实现水流大小的调节，用户可以根据需要选择适合自己的水流大小。温控装 置则可以通过控制热水器或加热器的工作来实现水温的调节，用户可以根据需要选择适合 自己的水温。 感应式水龙头的设计还需要考虑节水和环保的因素。通过加入节水装置，如自动停水 功能和定时停水功能，可以有效地减少水的浪费。感应式水龙头的设计还可以结合节能技术，如太阳能发电和热能回收，进一步降低能源消耗。 感应式水龙头设计思路的核心是通过感应器感知用户的动作，通过水控系统控制水流 的开关，并根据用户的需求和环境因素来设计相应的功能。通过合理的设计和创新的思路，可以实现更加智能、方便、节水的感应式水龙头。
感应式水龙头开题报告, 人 篇一：水龙头开题报告 开题报告 多功能水龙头设计 一、选题的背景、意义 水资源是基础自然资源，同时也是战略性经济资源，是综合国力的有机组成部分，水资源正日益影响全球的环境与发展。推行节约用水政策，加强水资源的管理和合理利用，是缓解水资源危机、减轻环境污染、促进经济和社会持续发展的重要措施，也是现阶段全球共同关注和各国政府的重点议题之一。[1]水资源极度紧缺和严重浪费现象并存是我国现阶段存在的主要问题。 专家指出，造成这种状况有以下几种主要原因： 一是人们对节水的重要性、紧迫性和长期性缺乏足够的认识。长期以来人们把谁看作取之不尽、用之不竭的可再生资源，水成为最廉价的资源。由于人们缺乏科学、正确的节水观念，没有把节水放在突出位置，浪费水、污染水环境的现象严重。 二是重复利用率低。全国工业用水重复利用率不到55℅，而发达国家则为75℅-85℅；农业灌溉用水利用率只有40℅左右，远低于发达国家70℅-80℅的水平。 三是节水产品使用量少，用水效率普遍较低。例如6升坐便器长期得不到有效推广应用，而12升坐便器却成为家庭主流，宝贵的水资源被毫无必要地白白浪费掉。有人士提出：如果人类不从现在节约水资源，保护人类，人类看到的最后一滴水将是自己的眼泪。而节约水资源的重要途径就是水龙头，节水水龙头应运而生。水龙头是截止或调节（通过管子的）水流量的开关；“节水水龙头”是通过使用起泡器等装置减缓水流的速度或改变开关方式，以达到节水的目的。
经过多年发展，水龙头的设计，不单单关注在外形设计，而转变到更加专业的领域，种类变得更多样化，设计也变得更人性化，消费者也由以往单纯地关注价格开始注重环保健康、设计角度、品牌意识。同时水龙头的设计越来越受到社会的重视，水龙头的专业分支化也越来越明显。 二、相关研究的最新成果及动态 （一）水龙头的市场分析 1．水龙头的市场现状 应当看到，虽然目前我国节水型水龙头的种类较以前相比有了较大的改观，生产厂家也较多，但大多数处于简单模仿国外产品的低水平重复开发阶段，若要真正使节水工作落到实处．还要在以下几个方面进行改进[2]：（1）节水高效化 节水性能是水龙头最主要的性能之一，今后的发展要着眼于以下两点：一、继续提高以减少无效水损失量为特点的水龙头的实际节水效果。如自动水龙头通过自动启闭可避免常流水现象，但如果同时附设手动关闭装置，则可以使某些用不了所给水量 的使用者提前关闭龙头，节水效果更佳。二、充分研究各种用承器具的用水特点，加大具有节水内涵的水龙头的研制力度。目前这种水龙头的开发研制还非常有限，亟待加强。 （2）结构简单化 水龙头(尤其用于公共场所时)简单耐用才具有持续的生命力。因此，一方面必须提高节水效率，另一方面又不得不面对市场对结构简单、经久耐用水龙头的迫切需求，对业内人士而言，这是一项极具挑战性的工作。目前我国工艺技术相对落后，与世界先进水平相比，这方面差距还很大。 （3）品种多样化 目前监管部门虽然只推荐使用陶瓷阀芯水龙头．但并不意味着排斥其他类型水龙头的存在。以螺旋升降式水龙头为例，如果有效克服了“跑、冒、漏”现象，耐用性能也能赶超其他类型的水龙头，那么经过评审，就可以重新进入
智能水龙头毕业设计 智能水龙头毕业设计 随着科技的不断发展，智能家居产品越来越受到人们的关注和喜爱。其中，智能水龙头作为现代家居的一部分，不仅方便了人们的生活，还具备了节水和环保的特点。本文将探讨智能水龙头的毕业设计，旨在为读者提供一些有关智能水龙头设计的思路和创新点。 一、智能水龙头的意义 智能水龙头是指通过传感器、控制器和执行器等技术，实现对水流的智能控制和管理。它可以根据用户的需求，自动调节水流的温度和流量，提供更加便捷和舒适的使用体验。同时，智能水龙头还可以通过数据分析和监测，实现对水资源的合理利用，达到节水和环保的目的。 二、智能水龙头的设计要点 1. 传感器技术的应用 智能水龙头的核心是传感器技术的应用。通过安装温度传感器和流量传感器，可以实时感知水流的温度和流量，并将数据传输给控制器进行处理。传感器的准确性和灵敏度对于智能水龙头的性能至关重要。 2. 控制器的设计与优化 控制器是智能水龙头的大脑，负责接收传感器的数据，并根据用户的需求进行智能控制。控制器的设计需要考虑功耗、稳定性和响应速度等因素。同时，可以通过优化算法和人工智能技术，提高智能水龙头的智能化程度和用户体验。 3. 执行器的选择和优化 执行器是智能水龙头的关键组件，负责调节水流的温度和流量。目前市场上常
见的执行器有电磁阀和伺服阀等。在设计中，需要根据实际需求选择合适的执 行器，并进行优化，以提高执行器的响应速度和控制精度。 4. 数据分析和监测系统的建立 智能水龙头可以通过数据分析和监测系统实现对水资源的合理利用和管理。通 过收集和分析用户的使用习惯和水流数据，可以提供个性化的水流控制方案， 并帮助用户节约用水。同时，监测系统可以实时监测水流的异常情况，及时发 出警报，确保用户的安全和健康。 三、创新点和应用前景 1. 智能语音控制 随着智能语音助手的普及，智能水龙头可以通过与语音助手的连接，实现语音 控制的功能。用户只需通过语音指令，就能实现水流的开关、温度的调节等操作，极大地提高了使用的便捷性。 2. 智能节水模式 智能水龙头可以根据用户的使用习惯和需求，自动调节水流的温度和流量，实 现节水的效果。通过与用户的互动和学习，智能水龙头可以逐渐了解用户的喜好，提供个性化的节水方案，帮助用户养成良好的用水习惯。 3. 智能健康监测 智能水龙头可以通过传感器监测水流的温度和质量，提供实时的健康监测功能。当水流温度异常或水质不合格时，智能水龙头会发出警报，并停止水流，保障 用户的健康和安全。 智能水龙头作为智能家居的一部分，将会越来越受到人们的关注和需求。通过 创新设计和技术应用，智能水龙头可以为用户提供更加便捷、舒适和节约的使
感应式水龙头设计思路探究 【摘要】 感应式水龙头是一种利用感应器控制水流的智能化设备，其原理 是通过感应器感知人体接近并触发水流，具有节水、卫生、方便等优势。设计时需考虑感应距离、感应灵敏度等因素，未来发展方向包括 智能化、节能化等方面。设计过程中需要创新思维，面临挑战包括技 术难题、成本控制等问题。感应式水龙头在提高节水效率、提升用户 体验方面具有重要意义，未来有望广泛应用于家庭、公共场所等领域，推动智能化水龙头的发展。感应式水龙头设计是一个具有巨大市场潜 力和创新挑战的领域，其应用推广将带来更多便利与未来机遇。 【关键词】 感应式水龙头、设计思路、原理分析、优势与特点、设计考量、 未来发展方向、创新与挑战、重要性、前景展望、应用推广 1. 引言 1.1 感应式水龙头设计思路探究 感应式水龙头是近年来厨卫领域的一项重要技术创新，通过感应 装置实现自动开关水流，不仅节省了用水，还避免了因接触水龙头而 造成的交叉感染风险。随着人们对健康环保的追求不断提高，感应式 水龙头正逐渐成为家庭和公共场所的首选产品。
本文旨在探究感应式水龙头设计的思路，从原理分析、优势特点、设计考量、未来发展方向、创新挑战等方面入手，全面解读该技术的 内涵和应用前景。通过对感应式水龙头设计的深入研究，可以更好地 认识这一领域的现状和未来发展方向，为相关行业的从业者提供参考 和借鉴。 2. 正文 2.1 感应式水龙头的原理分析 1. 感应式水龙头的传感器原理：感应式水龙头通常使用红外传感 器或者声波传感器来检测用户的手部位置，当用户将手放在传感器范 围内时，传感器会发出信号告诉水龙头开启水流。 2. 感应式水龙头的电子控制系统：感应式水龙头内部包含一个电 子控制系统，负责接收传感器信号并控制水阀的开关。通过精确的电 子控制，可以实现自动开启和关闭水流，提高水龙头的节水效率。 3. 感应式水龙头的节水原理：感应式水龙头可以根据用户的需求 进行智能调节水流大小和流量，避免不必要的浪费。通过定制化的节 水功能，可以有效降低用水量，保护水资源。 4. 感应式水龙头的安全保护措施：感应式水龙头在设计时考虑到 了用户安全因素，通常会设置自动停水功能，防止长时间不使用而造 成水浪费或者水漫溢的情况发生。一些高端的感应式水龙头还会具备 防漏电、防烫伤等功能，保障用户的安全。
传感器课程设计 课题：感应水龙头的设计 学校：新乡学院 院系：物理与电子工程学院 专业：电子信息科学与技术二班 姓名：*** 学号： *********** ****: **
目录 一、引言 (3) 二、系统的基本组成 (4) 2.1“感应式水龙头”的正视图和侧视图 (4) 2.2水龙头的构成及红外传感器控制 (5) 2.3系统组成方框图 (5) 三、系统的工作原理 (6) 3.1 红外线水龙头控制电路系统的组成 (6) 3.2 红外线水龙头控制电路工作原理 (6) 四、单元电路设计 (7) 4.1 +5V稳压电源的设计 (7) 4.2红外接收控制电路的设计 (7) 4.3压放大电路的设计 (8) 4.4音频译码器的设计 (10) 4.5三端稳压器 (11) 4.6 LM567芯片使用 (12) 4.7元件选取 (13) 五、结束语 (14) 参考文献 (14)
一、引言 许多人在日常生活中有这样的体验，每当在厨房中做饭，双手总会沾满油脂，想用油油的双手开启水龙头冲洗，又担心会将油脂留在水龙头的开关上，造成日后的清洗不便。而对于公用场所的水龙头，随着接触的人多了，上面就会有很多细菌，每次接触就会带上细菌，危害人体健康。特别是医用水龙头，在避免细菌交叉感染方面更加需要注意。而对于普通的水龙头来说，它无法避免这些麻烦，但感应式节水水龙头就完全可以帮你解决这些问题。它无需接触龙头任何部位，出水及关水由感应器自动完成，可有效避免细菌交叉感染，同时在感应范围内自动出水，用完自动关水特点也起到了节约水资源的作用。 我们所设计得是一种以红外控制出水关水的水龙头。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，使电磁阀得电吸合放水的功能。它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。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。并且它可在强光下工作，可应用范围极其广泛，如家庭、车站、工厂、学校、餐厅、医院等场所都可使用。 它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。
淮海工学院 产品语意设计 设计说明书 题目：水龙头设计 学院：艺术学院 专业：工业设计 班级：设计092 姓名：路忠 学号： 180914210 指导老师：张兆龙 2012 年05 月25日
目录 水龙头设计说明 (3) 1 课题背景资料 (3) 1.1课题来源 (3) 1.2目标市场 (3) 1.3目标人群 (3) 2 市场调查 (4) 2.1问卷调查 (4) 2.2 市场调查内容 (5) 2.3 同类产品调查 (5) 2.4 产品设计定位 (6) 3 产品造型设计分析 (7) 3.1 方案一 (7) 3.2 方案二 (8) 3.3 方案三 (9) 4 方案优化及最终方案说明 (10) 4.1 优化后的产品最终方案及说明 (10) 4.2 产品细节及效果图 (10) 5 产品可行性分析 (12) 5.1 产品主要特点 (12) 5.2 外形设计 (12) 5.3 功能设计 (12) 5.4 结构设计 (12) 5.5 材质设计 (12) 5.6 人机分析 (12)
水龙头设计说明 1 课题背景资料 1.1课题来源 二十一世纪的消费市场发生了巨大的变化，物质的富足促进了生活思潮，众多消费者开始对生活的品位有了自己的独到的理解和权益，他们高扬精致生活，物质主义、文化情趣、个性、自我等旗帜、打造自己的完美生活空间，以往许多家庭购买水龙头时，单纯认为“能用就行”。 如今，随着家居装修风格日益明显化，卫浴空间也开始处处张扬个性，为了创造个性的卫浴空间，从水龙头、脸盆、淋浴设备到卫浴配件等，独特的设计，处处都彰显着个性和不凡的品位，经典艺术设计突破了惯用的思维方式，将水龙头当做一件艺术品来并合使用,给卫浴空间带来几分文化气息。 在这种新消费的观念下，艺术水龙头使用户又有品位又可观赏价值，艺术水龙头增加了富有感的人性化设计，细分顾客群体，关注不同年龄层次的实际需求。德国高仪是欧洲最大的、世界领先的卫浴产品与系统供应商及环球性出口商，它坚守创始者讲求密度和高品质的精神，业务遍及欧亚及其他地区，美誉传遍天下。高仪以其创新技术、灵动设计与杰出品质的完美结合而在行业内闻名，高仪创新革命性的产品，将品质、设计与科技成功地融为一体。从高仪（格洛厄）的发展轨迹看，“国际化”是个关键词，质量与品牌意识也是高仪取胜的关键。 1.2目标市场 十年前，中国高端消费需求还很小，所以高仪从奢侈品做起，十年来，随着中国国民消费水平的不断提高，高端消费品需求日益旺盛，所以高仪努力把产品推向大众，希望以最快的速度把最好的产品传递给用户，包括消费者和地产商。 1.3目标人群 高级酒店 中高收入的消费人群
感应式水龙头设计思路探究 一、感应式水龙头的设计原理 感应式水龙头是通过感应器来感知人体的存在并自动开启或关闭水流的一种产品。其 设计原理主要包括以下几个方面： 1. 感应器：感应式水龙头的核心部件是感应器，它可以通过红外线、超声波或热传 感等技术感知人体的接近，一旦检测到人体的存在，就能够自动开启水流，等到人体离开 后自动关闭水流。 2. 控制系统：感应式水龙头还需要配备一个智能的控制系统，用于接收和处理感应 器传来的信号，控制水龙头的开关和水流量，并能够根据不同的环境和需求进行相应的调 节和控制。 3. 节水装置：为了进一步提高节水效果，感应式水龙头通常还会配备一些节水装置，比如限流器、加压器等，用于控制水流量和水压，将浪费降到最低。 感应式水龙头的设计原理主要是通过感应器和控制系统实现对水流的自动控制，再加 上节水装置的配合，以实现节水、卫生和便捷的效果。 感应式水龙头相比传统的手动水龙头，具有以下几个主要的设计特点： 1. 节水环保：由于感应式水龙头可以根据人体的存在和需求进行智能控制，因此能 够有效控制水流量和水压，达到节水环保的效果。 2. 卫生方便：使用感应式水龙头可以避免手部直接接触水龙头的情况，有效地减少 了细菌的传播，保证了水的卫生和安全。 3. 智能舒适：感应式水龙头具有智能化的特点，能够自动感应和调节水流，给人们 带来了更加舒适和便捷的使用体验。 4. 美观大方：目前市面上的感应式水龙头设计款式多样，外观时尚大方，能够更好 地满足人们的审美需求。 感应式水龙头的设计特点主要表现在节水环保、卫生方便、智能舒适和美观大方等方面。 随着科技的不断进步和人们对生活质量要求的提高，感应式水龙头的发展趋势也日益 明显，主要体现在以下几个方面： 1. 多样化的功能：未来感应式水龙头将会朝着功能多样化的方向发展，比如可以加 入温控功能、过滤功能、喷雾功能等，以满足不同用户的个性化需求。
红外线控制自动水龙头系统设计 1水龙头的构成及传感器控制 水龙头采用了反射式红外传感器。红外线的发射和接收一般使用红外发光二极管和红外接收管来完成。当有物体靠近时，一部份红外光被发射到接收管。反射式红外传感器（如图2-1所示）。 图2-1 反射式红外传感器 反射式光电传感器可以用来检测地面明暗和颜色的变化，也可以探测有无接近的物体。我设计的红外线控制自动水龙头就运用了它这个特点。光谱范围，灵敏度，抗干扰能力，输出特性等都是反射式光电传感器的重要参数。这种光电传感器的基本原理是，当人或有物体接近时，遮挡了红外光，光敏元件接收到光信号，从而进行光电转换，电磁阀作用，使水源打开。 红外线控制自动水龙头的控制过程是：当人或物体靠近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外经人和物体反射到红外接收光电管。接收光电管接收到的反射光信号自动转换为电信号，经过后续电路进一步放大、整形、译码，最后驱动电路控制电磁阀动作打开水源。当人手或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射光信号，驱动电路断开电磁阀电源，从而关闭水源。
2系统组成方框图 红外线自动控制水龙头整个控制过程分为5个部分。系统组成框图（如图 2-2所示）。 3 红外反射式光电传感器特性及工作原理 反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图2-3所示）。 红外发射 电路 变压器 滤波整流 电路 电磁阀控制电路 红外接收电路 图2-2 控制电路原理方框图 发射 接收 反射表面 x
红外线控制自动水龙头课程设计 (总7页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小--
红外线控制自动水龙头 设计报告 学生姓名：笑嘻嘻 专业班级：电子信息工程本1502 学生学号：1 2017年12月12日
一、红外线传感器介绍 红外线传感器利用红外线的物理性质来进行测量的传感器，也称红外探测器。红外线即红光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只有它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。 红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管，普通发光二极管，以及激光发光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率比较集中，传感器只结合搜很窄的频率范围信号，不容易被干扰，但价格较贵。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射，同时又能被接收管接收到的范围进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，如反射表面的形状、颜色、光洁度、日光灯照射等不确定因素。如果直接用发射和接收管进行测量，将会因为干扰而产生错误信号。采用对反射光强进行测量的方法可以提高系统的可靠性和准确性。红外反射光强法的测量原理是将发射信号经调制后送给红外管发射，光敏管接收调制的红外信号（如图1-1所示） 反射光强度的输出信号电压（Vout）是反射面与传感器之间的距离（X）的函数，设反射面物质为同种物质时，X与Vout的响应曲线是非线性的（如图1-
目录 前言 (1) 1、总体方案设计 (1) 1、1 设计任务与要求 (1) 1、1、1 设计任务 (1) 1、1、2 设计要求 (1) 1、2 系统组成框图 (1) 2、设计原理分析 (2) 2、1 电路主要芯片介绍 (2) 2、1、1 NE555时基电路简介 (2) 2、1、2 MC78L12CP简介 (3) 2、2 电路原理图 (3) 2、3 主要单元电路设计 (3) 2、3、1 红外线发射电路 (3) 2、3、2 红外线接收电路 (4) 2、3、3 时间延迟电路 (5) 2、3、4 自动水龙头开关电路 (6) 2、3、5 电源电路 (7) 3、用Multisim仿真 (7) 3、1 Multisim仿真软件简介 (7) 3、1、1 Multisim仿真软件概述 (7) 3、1、2 Multisim软件的特点与结构 (7) 3、1、3 Multisim的仿真特点 (8) 3、2 用Multisim软件仿真的结果 (9) 结论 (12) 参考文献 (12) 致谢 (13)
用Multisim仿真红外自动水龙头 前言 红外自动水龙头电路依靠红外线控制水龙头自动瞬时来水,自动延时断水,既使用方便,又节约用水。红外自动水龙头采用非接触的红外感应方式自动开关,使用时手不接触水龙头,从而杜绝了细菌病毒的交叉感染,有效地预防了各种疾病的传播。在医院、宾馆、饭店、学校、超市等公共场所及家庭中都得到了广泛的应用。 1、总体方案设计 1、1 设计任务与要求 1、1、1 设计任务 设计一个红外自动水龙头开关控制电路。该电路能够在人们需要用水的时候,通过感应装置自动打开自来水开关,并且在打开开关一段时间后,自动关断开关,从而起到节约用水的目的。 1、1、2 设计要求 1、要求电路通过感应装置,在人们需要用水的时候,自动打开水龙头开关。 2、要求电路在打开水龙头开关一段时间后,自动关断开关。 3、要求电路能够调节自动水龙头开关打开的时间。 1、2 系统组成框图 红外自动水龙头开关控制电路的总体框图如图1所示: 图1 红外自动水龙头开关控制电路的总体框图红外自动水龙头开关控制电路就是由红外线发射电路、红外线接收电路、时
感应式水龙头流水时间的优化设计 摘要：本文通过对感应式水龙头流水时间的优化设计的分析，在假设调查的100人能代表全部人的用水情况下，我们分析了方案一和方案二的用水情况，知道了方案一在满足100人用水时用水量为1200w，方案二用水量为1156w，所以我们认为方案二更能节约能源. 在考虑每位使用者放水次数不超过2次，且能满足大多人的用水需求的情况下,我们认为设计最优时间T应考虑的因素有：用水量；浪费的水量；未用到水的人数.我们用数字表示这些因素，再根据三因素对方案的影响程度分别赋予相应的权重,利弊指数越小越好,为此我们为厂家设计的最优参数T为3.8s. 第二问:在第一问求得最优时间参数的基础上,考虑洁净能力的重要性，不仅考虑对手的洁净能力还主要考虑到洗手后对器具的洁净作用，主要是第二次放水，不仅能洗手，同时对器具也作了清洗.这样保洁能力更好，所以我们把两次放水时间的长短给予调整,提出了一个优化方案，同样是利用了利弊指数来衡量所给出的方案, 验证方案时主要考虑因素：浪费量和洁净能力.再根据两因素对方案的影响程度赋予权重, 且第二次放水时的权重比第一次的大，突出第二次洁净的效果.根据模型计算出综合指数，得出优化方案的综合指数比旧方案低，说明优化方案比厂家的方案二好. 方案为：使用者在开始使用时，受感应水龙头的作用以均匀的水流开始放水，持续时间为3.6s，然后自动停止放水，若使用时间不超过3.6s，则只放水一次，否则，间隔3.4s后，再进行第二次放水，持续时间为4.0s，后间隔5.0s进行第三次放水……… 关键字:节约能源洁净能力最优利弊指数权重
一、问题的提出 我国是个淡水资源相当贫乏的国家，人均可利用淡水量不到世界平均数的四分之一.特别是近几年来，由于环境污染导致降水量减少，不少省市出现大面积的干旱.因此水资源的保护迫在眉睫，自然而然节水洁具成为众多目光关注的焦点.其中之一感应式水龙头可以最大限度的节约水，开发新型的感应式水龙头就显得尤为重要. 现有一生产厂家打算开发一种新型的感应式水龙头，它的单位时间内流水量为常数w，为了节约用水,现有两个控制放水时间的方案. 方案一：使用者开始使用时，受感应水龙头以均匀水流开始放水，持续时间为T(4秒)，然后自动停止放水.若使用时间不超过T(4秒)，则放水一次，否则，一段时间后再放水一次，持续时间为2T(8秒). 方案二：使用者开始使用时，受感应水龙头以均匀水流开始放水，持续时间为T，然后自动停止放水.若使用时间不超过T(4秒)，则放水一次，否则，到2T 时刻再开始第二次放水，持续时间也为T(4秒).但若使用时间超过2T(8秒)，则到4T时刻开始放第三次放水，持续时间也是T(4秒).在设计时，为了使水龙头的寿命尽可能延长，一般希望对每位使用者用水次数不超过2次. 随机调查了100人次使用者从开始使用到离开水龙头为止的时间(单位：秒)见表一，根据表一中的数据，我们要考虑的问题是： （1）哪一种设计方案更节约能源？要使这种方案达到最大限度节约水、电的目的，给出T(秒)的最优值. （2）从既能保持清洁又能节约能源出发，给出更好的设计方案，并通过建立数学模型与前面的方案进行比较. 表一
六安职业技术学院毕业 设计（论文） 红外线自动控制水龙头 摘要 水资源是不可缺少的，节约用水是一种美德。我们所见基本上是普通的水龙头，但是往往我们也可以发现，当我们因为急事而忘了关水龙头会使水一直流，从而浪费很多水。水是我们的生命之源，无论在干旱或者水米之乡。所以本设计是可以不浪费水，方便了我们，也为那些容易忘记关水的人使用。 本论文设计一种以红外线控制水龙头。此电路兼具设计简单、外形美观、操作性强等优点，传统水龙头容易浪费水资源，违背了现代社会追求“绿色低碳”目标，在这基础上，设计了自动供水电路，不但可以节约用水，而且还降低了自然、社会、公司财富。红外式自动控制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。当人或事物靠近时，自动产生控制信号继电器动作，使电磁阀得电吸合放水的功能。它安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长。发出光均匀稳定，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、车站、工厂、学校、餐厅等场所。而且大大的扩展了原先水龙头的功能。因此，研究红外自动水龙头及扩大其应用，有着非常现实的意义。 关键字：传感器、红外线、自动控制
Abstract Water is indispensable, save water is a virtue. What we see is basically ordinary faucet, but often we can also found that, when we because urgent and forgot to turn off the faucet can make water has been flowing, thus wasting a lot of water. Water is the source of our lives, no matter in drought or water meters of the township. So this design can not waste water, convenient for us, but also the easily forget shut water use. This paper designed a kind of infrared control faucet. This circuit is simple in design, both in appearance, such advantages as high maneuverability, the traditional faucet easy to waste water, violated the modern society is seeking "green low carbon" goal, in this basis, automatic water supply circuit design, not only can save water, but also reduced the natural, social, company wealth. Infrared type automatic control faucet consists of infrared emission circuit, infrared receiving amplifier circuit, control circuit, solenoid valve, power component. When people or things close, automatically generate control signal relay action, make the electromagnetic valve fits the absorption of water to electricity function. It convenient installation, high sensitivity, anti-jamming ability, long service life. Emit light uniform stability, has become necessary in People's Daily life necessities, which are widely used in household,
引言 相对机械而言，塑料工业是一门新兴工业。在近百年的发展历程中，世界塑料工业在一开始主要是发展和利用热固性塑料。原料的发展经历了天然树脂，改性天然树脂，人工合成树脂完整过程。酚醛塑料和氨基塑料在当时的电器和仪器制造业上得到了广泛的应用，这一阶段的工业化特征仅是间歇法、小批量生产。随后逐步发展热塑性塑料。低密度聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯和聚酰胺等热塑性塑料相继工业化，奠定了塑料工业的基础，为塑料工业的进一步发展开辟了道路。之后的石油化工的高速发展为塑料工业提供了丰富而廉价的原料。高密度聚氯乙烯和聚丙烯相继工业化生产。工程塑料也因为聚碳酸酯、聚甲醛和聚酰亚胺的相继出现且工业化生产，使得塑料向着耐高温的结构件领域发展。增强及复合材料的出现进一步是塑料步入高强度、耐高温的尖端材料领域。近些年，由于石油危机，原材料价格猛涨，塑料的增长速度平稳。通过共聚、交联、共混、填充和发泡等方法来改进塑料性能、提高产品质量、扩大应用领域，生产技术更加日趋合理。塑料工业向着生产工艺自动化、连续化和产品协力恶化以及不断开拓功能性塑料的新领域发展。 相对世界塑料工业发展而言，我国的塑料工业则起步较晚，新中国成立之前基本上是一个空白点，仅能生产少量酚醛和氨基塑料制品，而且原材料主要依赖进口。随着我国经济的腾飞，塑料成型加工机械和成型模具发展十分迅速，高效，自动化，大型，微型，精密，高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国大型、复杂、精密、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，不少种类模具已能替代进口模具，模具CAD/CAM技术得到了较快推广应用并取得了良好效果，快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段，高速铣等新一代制造技术已被人们重视并开始应用。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，作简便；从模具制造角度，要求结构合理，制造容易，低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着化工、轻工产业的快速发展，我国的模具工业近年来一直以每年13％～15％左右的增长速度高速发展，而各行业对模具的要求也越来越高。面对市场的变化，有着高技术含量的模具正在市场上崭露头角。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。近年来，由于我国国民经济的高速、稳定的增长，促进了我国模具工业迅速发展壮大，因此，模具设计与制造专业或相关的材料成形与控制专业已成为国内具有优势的热门专业之一。模具是现代化工业生产的重要工艺装备。广泛用于汽车、拖拉机、飞机、家用电器、工程机械、动力机械、冶金、机床、兵器、仪器仪表、轻工、日用五金等制造业中，起着极为重要的作用。模具是实现上述行业的钣金