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自来水感应开关控制器的设计与制作 第2页

更新时间:2009-11-5:  来源:毕业论文
自来水感应开关控制器的设计与制作 第2页
    第一章   前言
概况:
自来水感应开关控制器采用红外线脉冲调制发射,经障碍物反射后由接收管接收控制的原理,以通用运算放大器LM324为核心的信号处理电路。设计一个自动自来水开关控制电路。该电路能够在人们需要用水的时候,比如当手靠近自来水龙头时,通过感应装置,自动打开自来水开关,当手离开自来水龙头时,自动关断开关,起到既能避免交叉感染,又能节约用水的目的,卫生、安全、可靠,体现出现代生活的高质量。
本设计中,通过以廉价的四运算放大器LM324为核心的信号处理电路,滤除干扰,取出有用信号,启动自来水龙头电磁阀,打开自来水。电路中,为了减少干扰,提高接收灵敏度,技术上采用红外脉冲调制发射,交流(脉冲)接收放大,抗干扰双阀值比较,快充慢放检波,防抖驱动,状态显示等电路,以取得设计所需的效果。

应用:
     红外线感应技术现在广泛应用于各行各业,如:办公楼自动门、楼道自动照明灯、红外线自动感应洁具,各类电器无线遥控器,各类防盗报警器等。
LM324作为通用运算放大器,能够运用于许多电路:如反相/同相交/直流放大器,有源带通滤波器,比较器,单稳态触发器,施密特触发器,各类振荡器等等。LM324还有一个其他运算放大器不具备的特点,它的输入电平与输出电平都能达到真正意义上的“地”,因此能方便地与数字逻辑电路及各类驱动器接口。

国内外研究现状:
国内目前已有类似产品。本设计在现有产品的基础上,采用集成电路控制,进一步优化设计,简化电路,降低成本,使之更为可靠、安全,提高产品市场竞争力。

第二章  LM 324的原理
基础描述:
LM 324 是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外型如图1所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源公用外,四组运放相互独立。
每一组运算放大器可用图2所示的符号来表示,其中“Vi+”、
“Vi-”分别为同相、反相信号输入端,“V+”,“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端,两个信号输入端中,Vi-:反相输入端,表示运放输出端“Vo”的信号与该输入端的相位相反;Vi+:同相输入端,表示运放输出端“Vo”的信号与该输入端的相位相同。
           
      图1                             图2
LM 324 独特特性
1、在线性模式下输入共模电压范围可以到达“地”,并且输出电压也可以到达“地”,因此可以使用单电源供电。
2、为单位增益所设的内部频率补偿。
3、直流电压增益达100 dB。
4、宽的带宽 ( 单位增益):1兆赫兹。(温度补偿)
5、宽电源范围:单电源供给:3V~32V
               双电源供给:+/-1.5V~+/-16V。
6、低电源消耗,每只运放:700uA供电。
7、低输入偏压电流:45 nA(温度偿还)。
8、低输入补偿电压:2 mV 和补偿电流:5 nA。
9、输入共模电压范围包括地线。
10、差动输入电压范围相同于电源电压。
11、大的输出电压摆幅:从0V 到V+ - 1.5V。
优点:
1、允许单电源供电。
2、4个内补偿运算放大器在一个封装中。
3、输出电压摆幅可达地线。
4、与所有逻辑形式兼容。
5、消耗功率适用于电池操作。

封装图:
内部电路图: 
绝对最大额定值:
     供应电压V+                    32V
     差额输入电压                   32V
     输入电压                       -0.3V 到 +32V
     输入电流                       50mA
     力量散逸:
双式直插式封装                 1130 mW
     洞双式直插式封装               1260 mW
     操作温度范围:                 0°C - +70°C
     保存温度范围:                 -65°C to +150°C

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