洗手间自动装置作品说明书

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1、洗手间自动装置作品说明书摘要：利用现有的电子技术，实现洗手间设施自动化。该洗手间装置由直流电源电路、照明电路和冲水控制电路组成，能够实现的功能有：一、白天照明电路不工作，夜晚当有人进入洗手间时，照明灯自动点亮，人离开时照明灯自动熄灭；二、人用厕后冲洗系统自动冲水。关键字：洗手间、自动化、直流电源电路、照明电路、冲水控制电路0序言洗手间是人们日常生活中频繁利用的设施，随着社会的进展，科学技术的不断进步，人们的生存环境、生活质量有了专门大幅度的提高。科学技术在日常生活中取得了普遍的应用，例如电铃门、自动售货机、防盗报警器、ATM自动取款机等。本作品利用现有的电子技术，实现洗手间设施自动化。该洗手间

2、装置由直流电源电路、照明电路和冲水控制电路组成，能够实现的功能有：一、白天照明电路不工作，夜晚当有人进入洗手间时，照明灯自动点亮，人离开时照明灯自动熄灭：二、人用厕后冲洗系统自动冲水。由此为人们的生活提供了方便。1电路组成及工作原理本作品介绍的洗手间装置由直流电源电路、照明电路和冲水控制电路三部份组成。1.1 直流电源电路本作品中的直流电源为单相小功率电源，它将频率为50HZ、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳固、输出电流较小的12V直流电压。单相交流电通过电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路转换为稳固的直流电压，其组成框图及各电路的输出波形如图（a）、（b）所示。图（a）、（b）

3、直流电源的组成框图及整流与稳压进程其中，电源变压器的作用是将交流电源的电压转换为符合整流所需的数值。整流电路的作用是利用具有单向导电性能的整流元件，将正负交替的正弦交流电压整流成为单方向的脉动电压，有半波整流电路和全波整流电路之分，本作品采用的是由四个二极管组成的单相桥式整流电路。滤波电路的作用是尽可能地将单向脉动电压中的脉动部份滤掉，是输出电压成为比较光滑的直流电压。实用的滤波电路有很多种类，如电容滤波、电感滤波、复合滤波等，本次设计采用的是电容滤波电路。稳压电路的作用是使输出直流电压大体不受电网电压波动和负载电阻转变的影响，从而取得足够高的稳固性。常常利用的稳压电路有稳压管稳压电路、串联型

4、稳压电路、三端稳压电路和开关型稳压电路等，本次设计采用的是稳压管稳压电路。1.2 照明电路本作品中的照明电路由光敏电阻RL、光敏三极管VT3、红外发光二极管1一、双向晶体闸V、555按时器IC1等组成。下面就先来介绍一下光敏电阻、光敏三极管、双向晶体闸和555按时器这几种核心元件。光敏电阻是一种常常利用的光敏元件，它的阻值不是固定的，而是随着入射光线（可见光）的强度转变而转变。黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达110M,在强光条件下，它的阻值（亮阻）却只有几百到几千欧姆。如图（a）所示，是某一光敏电阻的阻值与光强关系。本作品中的照明电路就是利用了光敏电阻的这一特性。如先3% 6帙wr% 10%网

5、通加）5 4 3 2 135 ssstfi图（a）某光敏电阻的阻值与光强关系光敏三极管也是一种常常利用的光敏元件，它的特性与光敏电阻类似，这里就再也不细述。双向晶闸管是由N-P-N-P-N五层半导体材料制成的，对外也引出三个电极，其结构和符号如图（O所示。双向晶闸管与单向晶闸管一样，也具有触发控制特性。不过，它的触发控制特性与单向晶闸管有专门大的不同，这就是无论在阳极和阴极间接入何种极性的电压，只要在它的控制极上加上一个触发脉冲，也无论那个脉冲是什么极性的，都能够使双向晶闸管导通。由于双向晶闸管在阳、阴极间接任何极性的工作电压都能够实现触发控制，因此双向晶闸管的主电极也就没有阳极、阴极之分，通

6、常把这两个主电极称为T1电极和T2电极，将接在P型半导体材料上的主电极称为T1电极，将接在N型半导体材料上的电极称为T2电极。双向晶闸管的伏安特性曲线具有对称性，如图（b）所示。由于双向晶闸管正、反特性具有对称性,所以它可在任何一个方向导通，是一种理想的交流开关器件。图（b）双向晶体闸的伏安特性曲线图（c）双向晶体闸的结构和符号555按时器又称为集成按时器或555时基集成电路，它由电阻分压器、两个电压比较器N1和N二、RS触发器、放电三极管VT及缓冲器组成。它是一种产生时刻延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准利用了三个5k的电阻，故取名555时基集成电路。555按时器的内部电路结构和它的

7、管脚图如下图（d）、（e）所示。555按时器的功能如表所示。图（d） 555时基集成电路的内部电路图图（e） 555时基集成电路的管脚图表555按时器的功能表输入输出THTR而OUT=QV状态XX00导通3a10导通-vcc3cc小c11截止-vcr31不变不变用555按时器IC一、电位器RP1及电容C3等能够组成单稳态触发器。单稳态触发器只有一个稳固状态，在外加脉冲的作用下，单稳态触发器能够从一个稳固状态翻转到一个暂态，该暂态维持一段时刻又回到原来的稳态。利用单稳态触发器的特性能够用作来按时电路。照明电路的工作原理：白天有光照射时，光敏电阻RL的亮阻值很小，产生的电流大，三极管VT1导通，5

8、55按时器IC1的4管脚为低电平（小于伏），555按时器被强制复位，3脚输出为低电平，不受2脚触发控制，故双向晶体闸V关闭，电灯EL不亮。傍晚天黑时，光敏电阻RL的暗阻值专门大，产生的电流很小，三极管VT1截止，555按时器IC1的4管脚为高电平，使IC1处于等待触发状态。当有人进洗手间如厕时，通过红外发光二极管VL和光敏三极管VT3间的红外光束通道时，红外光被遮挡，VT3的暗阻专门大，产生的电流很小，晶体管VT2取得基极偏压而导通，IC1的2脚电位低于Ec/3（4伏），IC1被置位，3脚输出高电平，双向晶体闸V触发导通，电灯EL点亮。通过约1min（通过利用不同容值的电容C3或调节RP1,能

9、够改变延不时刻），按时结束，3脚转为低电平，双向晶体闸V关闭，电灯EL熄灭。1.3 冲水控制电路本作品中的冲水控制电路由红外发光二极管VL二、光敏三极管VT4、555按时器IC二、继电器、电磁阀等组成。下面先来介绍一下继电器和电磁阀。继电器是一种电控制器件，主要用在自动控制和保护电路中，起到信号转换的作用。继电器的工作原理：继电器具有输入电路（又称感应元件）和输出电路（又称执行元件），当感应元件中的输入量（如电压、电流、温度、时刻等）转变到某一特定值时继电器就产生动作，执行元件便接通或断开控制回路。继电器有很多种类，按用途可分为控制继电器、保护继电器、中间继电器等：按原理可分电磁式、感应式、热

10、继电器等；按参数可分为电流、电压、速度、压力继电器等：按动作时刻可分为瞬时继电器、延时继电器：按输出形式可分为有触点、无触点继电器。继电器是由线圈和触点组两部份组成的，所以继电器在电路图中的图形符号也包括两部份：一个长方框表示线圈；一组触点符号表示触点组合。继电器的图形符号如图所示。(a)(b)(c)(a)线(b)常开触头(c)常闭触头图继电器的图形符号电磁阀是用来控制流体方向的自动化基础元件，属于执行器；通常常利用在机械控制和工业阀门上而，通过一个电磁线圈来控制阀芯位置，切断或接通气源以达到改变流体流动方向的目的，来对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制。电磁阀从原理上分为三大类：直动

11、式电磁阀、分步直动式电磁阀和先导式电磁阀。它的工作原理是：当有电流通过线圈时，固定铁芯吸合动铁芯，改变滑阀芯的位置，发生励磁作用，动铁芯带动滑阀芯并紧缩弹簧，从而改变流体的方向。当线圈失电时，依托弹簧的弹力推动滑阀芯，顶回动铁芯，使流体按原来的方向流动。在生产中常常利用的电磁阀有二位二通、二位三通、二位四通、二位五通、三位五通等。它们的图形符号如图所示。其中二位、三位指的是阀芯的工作位置，二、三、四、五通指的是切换通口数量。R P2位3通常通（NO）2位5通3位5通中间加压式EA P EB3位5通中间排气式图常常利用电磁阀的图形符号冲水控制电路的工作原理：在无人接近便池时，光敏三极管VT4受到

12、红外发光二极管VL2发出的光照，其亮阻阻值很小，产生的电流大，三极管VT4导通，555按时器IC2的4脚为低电平（小于伏）,555按时器被强制复位，3脚输出为低电平，继电器线圈不工作，电磁阀开关不打开，冲洗系统无法冲水。当有人接近便池并用厕时，VL2发出的红外光被遮挡，VT4的暗阻专门大，产生的电流很小，晶体管VT2取得基极偏压而导通，IC2的2脚电位低于Ec/3（4伏），IC1被置位，3脚输出高电平，继电器线圈通电，常闭触点断开，常开触点吸合，同时给电容充电，但电磁阀被断开无法工作，冲洗系统无法冲水。人在用厕的这段时刻是电容器充电时刻，直至电容器充满为止。等到人用厕完毕离去后，555按时器和触发电路又回到先前的状态。继电器断电，常闭触点闭合，常开触点断开。电磁阀线路被接通,现在的电容已经被充过电，它就可以够给电磁阀放电，这时电磁阀线圈得电导通。冲洗系统给便池冲水。等到电容的电量被放完毕后，电磁阀线圈再也不工作，被截止，冲水停止。参考文献:一、陈汝全主编电子技术常常利用器件应用手册（第二版）机械工业出版社2011年第2版二、毕满清主编3、张艳花牛晋川编4、陈振官编 五、方大千等编模拟电子技术基础数字电子技术基础数字电路及制作实例实用电子控制电路详解电子工业出版社电子工业出版社国防工业出版社化学工业出版社2008年2010年2006年第1版2011年第1版