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触发模块,c:
驱动模块
(二)模块设计
(1)红外线模块
此模块所需要的元器件有电源VDD、电阻R1、电阻R2、电容C1、三极管9015、红外线接收头vs1738、轻触开关S1。
设计原理:
VS1738是红外线接收头,它通过自身里面的集成电路发射信号,从out发射出去,它可以接受遥控器的信号,可以模拟成为开关,当out输出高电位的时候后面的三极管关闭,当out输出低电位的时候三极管打开,从而实现信号的控制。
三极管实现开关的功能。
集电极电流最大可达到100mA,基极电压是50v。
所需元器件图片及参数:
图1:
电阻图2:
vs1738图3:
C1
A:
VS1738
极限参数:
供应电压VCC-0.3—6.5V
工作温度Topr-20—+85℃
储存温度Tstg-40——+125℃
焊接温度Tsol260(5S)℃
使用条件:
工作电压Vcc2.7-----5.5V
输入频率FM38kHz
工作温度Topr-202580℃
(2)触发模块
此模块所需要的元器件有CD4017集成块、电阻R5、电容C2。
当三极管导通后,电压流过三极管从而对电容充电,在充电时,电阻R5两端从低电压慢慢升高到高电压,从而可以发射脉冲信号。
等到电压没有的时候,电容放电。
脉冲信号到达CD4017集成块Pin(14),触发CD4017.CD4017中pin(15)接连到pin(4),pin(4)是Y2输出端,Pin(15)是复位端子。
当Y2有输出信号时,就复位到Y0,从而实现达到实现二进制循环的过程。
达到高电平与低电平的转换过程。
所需要的元器件图片及参数:
图4:
CD4017集成块
CD4017
直流电源电压:
-0.5VDC-+18VDC
输入电压:
-0.5VDC-+0.5VDC
功耗:
700mw(DIP),500mw(sop)
焊接温度:
260
工作条件:
+3V-+15V
工作温度范围:
-40-85
(3)驱动模块
此模块所需要的元器件有电阻R4、发光二极管F3、二极管1N4007、三极管9014,继电器k1。
当集成块输出低电平时,三极管9014导通,然后发光二极管F3点亮,继电器通电吸合,开关打到3,实现3和2连通,2是公共端子,当输出为高电平时,三极管关闭,发光二极管灭灯。
开关打到1,实现1和2连通。
断电是继电器输出反电压,为了防止三极管被烧坏,在电路中并连一个二极管1N4007反向连接,当反电压过来时,二极管连通,二极管分流,从而实现保护三极管的作用。
所需元器件的图片及参数:
图5:
9014图6:
F3图7:
1N4007图8:
K1
F3的参数:
VR=VRmax10mA
VR=VRmax;
Tamb=100°
C50mA
VR=VRRMmax;
Tamb=75°
C30mA
B:
1N4007
VEBO=5V
IC=150mA
IE=-150mA
PC=625mW
C:
阻值(士10%):
178Ω
线圈功耗:
140mW
额定电压:
DC
5V
吸合电压:
3.75V
释放电压:
0.5V
工作温度:
-40℃~+85℃
绝缘电阻:
≥1000MΩ
线圈与触点间耐压:
1000VAC/1分钟
触点与触点间耐压:
(三)电路设计
图9:
设计电路图
(1)电器参数
供电电压:
负载容量:
3A250V
负载功率:
小于等于300W
(2)电路原理
当红外接收头接收到红外遥控信号时输出负脉冲,通过三极管Q1倒相后,通过C2R5构成脉宽选通电路,输入到U1的脉冲输入端14脚。
U1接成双稳态触发电路,每输入一个脉冲输出端2脚的状态就翻转一次,从而实现开、关的控制。
(3)电路图可以实现的功能
用任何一种红外遥控器即可对本接收板进行遥控,按一次遥控器按键,继电器动作一次,再按一次继电器翻转一次,板上手动按键同理。
(4)电路延伸
因为次电路可以用任何一种红外线遥控器就可以对本版就行控制,所以为了避免受到干扰,我们打算在将红外线模块改进一下,在VS1738连接电路上连接一个解密电路,然后用我们自己的遥控器发射的信号,VS1738接收信号后发射出的信号由解密电路解密才可以实现对红外线传感器的控制,从而可以实现独立的对本接收板进行遥控。
(四)成品设计
图10:
成品1
图11:
成品2
(五)成品介绍
红外线传感器(infraredtransducer)这是利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。
红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
任何物质,只要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。
(六)成品应用
(1)夜视技术
照相机中利用红外线传感器实现夜视功能。
红外夜视,就是在夜视状态下,数码摄像机会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体,关掉红外滤光镜,不再阻挡红外线进入CCD,红外线经物体反射后进入镜头进行成像,这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像,而不是可见光反射所成的影像,即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。
这项技术不论是在军用上还是民用上都已经有了广泛的应用。
(2)红外探测器
红外系统的核心是红外探测器,按照探测的机理的不同,可以分为热探测器和光子探测器两大类。
下面以热探测器为例子来分析探测器的原理。
热探测器是利用辐射热效应,使探测元件接收到辐射能后引起温度升高,进而使探测器中依赖于温度的性能发生变化.检测其中某一性能的变化,便可探测出辐射.多数情况下是通过热电变化来探测辐射的.当元件接收辐射,引起非电量的物理变化时,可以通过适当的变换后测量相应的电量变化.
(3)红外无损探伤
红外无损探伤仪可以用来检查部件内部缺陷,对部件结构无任何损伤。
将红外辐射对金属板进行均匀照射,利用金属对红外辐射的吸收与缝隙(含有某种气体或真空)对红外辐射的吸收所存在的差异,可以探测出金属断裂空隙。
当红外辐射扫描器连续发射一定波长的红外光通过金属板时,在金属板另一侧的红外接收器也同时连续接收到经过金属板衰减的红外光;
如果金属板内部无断裂,辐射扫描器在扫描过程中,红外接收器收到的是等量的红外辐射;
如果金属板内部存在断裂,红外接收器在辐射扫描器在扫描到断裂处时所接收到的红外辐射值与其他地方不一致,利用图像处形技术,就可以显示出金属板内部缺陷的形状。
(七)红外线传感器的前景
红外线传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用。
人类社会对传感器提出的越来越高的要求是红外线传感器技术发展的强大动力,而现代科学技术突飞猛进则提供了坚强的后盾。
同时,随着通讯技术的发展,这使得以往研制红外线传感器需要的器件成本大大下降,为新型红外线传感器的发展提供了条件。
国外近年来在红外线传感器领域得到了迅猛的发展。
我国每年需要的近10000套尾气分析仪核心传感器都需要从国外进口,用于连续污染物系统CEMS的关键分析部件国产化率也很低,用于麻醉无创监护的呼气末C02传感以及用于安全监测领域的红外瓦斯传感器和红外可燃气变送器在国内还是一片空白。
因此该项目是一项在多个领域需要解决的共性关键技术,无论是在用新技术改造传统产业,还是在替代进口各方面都有明显的优势。
该技术的应用范围广泛,具有明显的经济和社会效益。
四、心得体会
(一)使用电烙铁的体会
普通电烙铁应该放在带散热器的支架上,不焊时避免升温过高,焊接时减小热波动,延长烙铁寿命保障焊接质量。
烙铁等不能随便乱放,避免烫坏物品,引起火灾,同时,也给工作带来麻烦。
有时想象和规律并不一致,小功率烙铁因为热量不够,焊的时间长,把机器烫坏了,而功率稍大些,热量充足,一会而就焊好了,焊点反而接受的热能量小,不会损坏。
类似的道理很多,要在实践中反复推敲,慢慢领悟。
电烙铁的电源应采用单相三线制,并且要装有漏电自动开关,或接在工作台的隔离电源上,人生安全不是儿戏。
在经常焊接IC的场合,应采用低压24V、12V的烙铁(我们的焊台几乎都是24V的),避免感应静电损坏MOS器件。
内热式的烙铁头,壁厚要保证,要有一段实心的铜柱,以确保储能。
足够质量的紫铜,才便于热量的贮存和传输,避免烙铁心发出的热量,焊接时不够用,烙铁头钉在焊点上;
不焊时又太多,氧化铜层层剥落。
电烙铁匹配使用,基本没有氧化屑,在大多数情况下,是要及时清理氧化物的。
烙铁头变薄变细变短,都要及时更换。
(二)数电课设体会
数电课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.回顾起此次课程设计,至今我仍感慨颇多,的确,从选题到定稿,从理论到实践,在这几天,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次数电课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,这毕竟第一次做数电课程设计,难免会遇到过各种各样的问题,同时在设计的过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
参考文献
[1]徐科军,传感器与检测技第二版,电子工业出版社;
[2]何希才,传感器及其应用电路[M],北京,电子工业出版社,2001;
[3]单成祥,传感器的理论与设计基础及其应用[M],北京,国防工业出版社;
[4]杨艳,生物传感器发展及应用[J],茂名学院学报,2006;
[5]卢文祥,工程测试技术基础,华中科技大学出版社,2010;
[6]黄长艺,机械工程测试技术基础[M],北京,机械工业出版社,2001;
[7]/products/misc_5.htm;
[8]
[9]CD4017.pdf
[10]发光二极管产品规格VS1738-33.pdf
附录
表1:
元器件清单
序号
名称
型号/规格
编号
01
电阻
1K
R2R3
12
集成电路
U2
02
4.7K
R4
13
IC座
16PIN
03
10K
R5
14
红外接收头
U1
04
15K
R1
15
继电器
05
电容
10uF
C2
16
轻触开关
6*6*13
S1
06
100uF
17
接线端子
XH2.542P
J1
07
二极管
D2
18
KF-301-3P
J2
08
LED
F3红发红
D1
19
电源线
XH2.542P单
1
09
LED套管
F4*6mm
20
PCB板
FR466.5*24mm
10
三极管
9014
Q2
21
说明书
A4
11
9015
Q1
22
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