如何实现红外线控制自动水龙头的设计

　　本文结合红外线相关理论，研究了红外线控制自动水龙头的设计方法，旨在为推广该类型水龙头的应用提供参考。

　　红外线自动水龙头通过将红外线发射头与接收头装配在一起，当人靠近时，会自动发出控制信号使电磁阀通电吸合产生放水功能。并且具有灵敏可靠，抗干扰能力强，安装方便等优点，能有效的起到节水、防止各种传染病传播的作用。本设计以 STC89C52RC单片机为主控芯片，进行了红外感应控制自动水龙头设计的研究。

　　设计功能及拟解决的问题

　　设计功能主要包含了三个方面：一是当人们的手靠近水龙头时水龙头自动出水，并有提示水龙头在出水中；二是当人们的手离开水龙头后，水龙头过一段时间自动停水，在 2S 以内。三是防误操作，当感应到连续出水 1 分钟时，自动断水，直至感应到物体离开后重新进入后再次供水。结合设计目标，本次设计拟解决的问题有：如何利用单片机控制电磁阀的开和关；如何检测出人手的靠近距离；如何以单片机为核心进行红外线水龙头设计；如何防止水龙头错误感应出水。

　　红外线自动控制水龙头电路图。它由红外线发射电路、红外接收电路、选频放大电路、驱动电路、电源及执行电路等几部分组成。

　　发射电路由 1IC、 RP1、 R1、C1、C2 、VT1、VD1 等元件构成， 1 IC 及外围元件构成多谐振荡电路，通过选择 RP1、 R1、C1 可使其振荡频率为 38Hz。振荡由 3 端输出，经 VT1 进行功率放大后，驱动红外发光二极管VD1 发出红外光脉冲。 VD2 是红外光敏二极管，当它受到红外光脉冲照射时，其内阻作同频率的变化，VD2 变化的电阻R2 与分压后，便在 C12 左端产生一个微小的同频率交流电信号，经 C12耦合给选频放大器。选频放大器由 COMS 与非门 G1~G3， R3~ R6 ，C3 ~C5 构成， R4 、 R5 既是双 T 选频网络的元件，又是将 G1~G3 偏置在线性工作区的负反馈偏置电阻，双 T 选频网络在此为放大器的交流负反馈通道，当输入信号频率满足 ： 0 4 56 3 45 f RC R R R R R C C C C C = = = = = = = 1/ 2 （ ， / 2， ， 2 ） π 反馈通道的交流阻抗最大，也就是交流负反馈系数最小，放大器放大倍数最大，故电路将选出频率为 0f 的信号进行放大，选出的信号经 C6 耦合至 VT2 等构成的交流放大器进一步放大，以达到一定的幅度值。 VD3、VD 、C8 将 C7 送来的具有一定幅度值的交流信号进行半波整流和滤波，变为直流电压作用于 VT3 基极，VT3 基极导通，驱动 K1 吸合，电磁阀通电导通，同时，发光二极管 VD5 发光，指示出此刻的电路状态。