[实用新型]红外发射调制自动控制装置

说明书

本实用新型涉及一种自动控制装置，特别是一种红外发射调制自动控制装置。

红外发射调制自动控制装置的用途十分广泛，例如，自动洗手器(洗洁剂供给器、冲水器、烘干器)，家用电器遥控器，灯光自动控制器，区域性警戒，物件记数器，物料定量供给器等，但是现有的该装置通常有如下不足之处：(1)、红外发射与接收频率不易同步，原因是：其一，红外线调制发射电路多采用555时基电路接成多谐振荡器，其振荡频率为F=1.443/(Rm+2Rn)Cm，用此频率去调制红外发射管，发射红外线脉冲光信号。其二，红外接收管多采用一体化接收头，由于一体化接收头型号不同，产家不同，使用环境不同，决定接收头的接收频率各不相同。其三，用集成电路LM567接收，其接收频率为F=1/R5.C2。上述三者频率要设计成相同不算太难，但根据此频率去选择相应标称值的电阻、电容却很难，加上这些元器件离散性，标称值与实物的误差，热系数不同等因素，很难使三者频率调成完全同步，由于不同步，轻者造成接收灵敏度降低，重者造成无法接收到信号，(2)、抗干扰能力差：现有技术中(如红外自动洗手器)常因手或物体伸缩，或上下左右瞬间晃动等，而造成执行部件(如电磁阀)不断地开、闭而影响它工作稳定可靠及使用寿命，而且在执行机构中多采用继电器，而继电器触点后面，又是带电磁阀、电机之类电感元件，当继电器触点断开时，由于电感元件储有电能必须释放，故在触点断处产生电火花及噪声，更易烧坏触点，轻者造成触点接触不可靠，重者造成触点断开无法工作，(3)、有效作用范围小：目前技术中，红外发射与接收管(如红外自动洗手器中)往往两管中心安装相隔距离大于30mm，其两管轴向沿伸线夹角必然也大，而最佳接收点是两管轴向延伸线夹角的顶点，该顶点必然要在红外线作用范围靠中心处，偏离该点上下左右接收效果迅速下降(因顶点夹角太大)所以不得不加大红外发射功率，使流过发射管电流远大于20mA，并且不惜采用一体化接收头以增加接收角，而一体化接收头价格比接收二极管高过七八倍，其体积也大，(4)、电路结构复杂成本高等。

为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种改进的红外发射调制自动控制装置，它能使红外发射与接收频率达百分百同步，而且能增大红外线作用范围，大大地提高抗干扰能力。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的。

本实用新型是由红外线调制发射电路、红外线调制接收电路、调制脉冲信号产生及信号解调输出电路、滤波抗干扰延时电路、前置放大推动电路、执行机构及电源组成，由调制脉冲信号产生及信号解调输出电路所产生的脉冲信号，输入到红外线调制发射电路去，经放大变换后向空中发射红外脉冲光，而红外线调制接收电路接收到该红外脉冲光，经变换放大后输入到调制脉冲信号产生及信号解调输出电路去进行解调，其输出的信号送滤波抗干扰延时电路延时后，再送到前置放大推动电路进行功率放大，从而驱动执行机构工作，电源电路对上述电路供电。

本实用新型解决了红外发射与接收频率达百分百同步问题，工作时有效作用距离大，且无火花及噪声，无接触不可靠之忧，无环境污染；电路结构简单，集成度高；抗干扰能力强，工作稳定可靠。

以下将通过具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

图1、为本实用新型电路原理框图。

图2、为本实用新型电路原理图。

如图1、图2所示，本实用新型是由红外线调制发射电路、红外线调制接收电路、调制脉冲信号产生及信号解调输出电路、滤波抗干扰延时电路、前置放大推动电路、执行机构及电源组成，红外线调制发射电路包含运算放大器IC1a及与之相连的红外发射管Fs，红外线调制接收电路包含运算放大器IC1b、红外接收管Js、电阻R3、R4及电容C1，红外发射管与红外接收管安装时，要求两管中心相隔距离为10～30mm，且两管轴向延伸线方向夹角的大小安装，视红外线有效作用范围远近而定，具体来讲，两管轴向沿伸线夹角的顶点，应定为红外线有效作用范围的最远点，调制脉冲信号产生及信号解调输出电路是由集成电路IC2(其型号为LM567)、电阻R2、R5及电容C2、C3、C4组成，滤波抗干扰延时电路是由二极管D1、电容C5、C6、电阻R7组成，前置放大推动电路是由时基电路IC3(其型号为LM555)及与其连接的三极管VT1组成，执行机构是由双向可控硅VS及与其连接的电磁阀DF组成，电源电路是由交流变压器T、三端稳压集成电路IC4(其型号为LM7812)、桥式整流电路U及滤波电容C8组成的，从集成电路IC2的5脚输出的信号经电阻R2输入到运算放大器IC1a的输入端，运算放大器IC1a的输出端与红外发射管Fs相连；红外接收管Js经电容C1、电阻R3与运算放大器IC1b的输入端相连，并将其运算后的信号输入到集成电路IC2的3脚，其输出信号由8脚输出，电阻R7与二极管D1并联后分别与电容C5、C6串接，由此组成∏型滤波抗干扰延时电路，由上述8脚输出的信号经该滤波抗干扰延时电路输入到前置放大推动电路，三极管VT1的发射极与可控硅相连，电源电路对上述电路供电。其工作原理如下：当电路加电后，调制脉冲信号产生及信号解调输出电路LM567，以其固有频率F=1/R5.C2振荡，该频率脉冲方波信号由LM567的5脚取出，加到运算放大器IC1a负的输入端进行电流放大(运算放大器IC1a此处接成电压-电流变换器)，它1脚输出脉冲电流信号频率仍为F，电流大小可调节R2值(即调节其发射功率大小)，电流流过红外发射管Fs，经变换后向空中发射红外脉冲光。当人手或物体进入预先确定的红外线有效作用范围内，由于光经过反射(或折射)，被红外接收管Js接收，经变换成微弱电信号，该脉冲方波信号加到运算放大器IC1b负的输入端进行电压放大(运算放大器IC1b此处接成电流-电压变换器)，电压大小可调节R4值(即调节其接收灵敏度大小)，经电压放大后送到调制脉冲信号产生及信号解调输出电路LM567的3脚，此时电压脉冲信号频率仍为F，所以说发射与接收频率达百分百同步，经LM567解调后由其8脚输出低电位，经滤波抗干扰延时电路后送到前置放大推动电路IC3的2、6脚，当此输入信号的电位小于1/3Vcc(电源电压)时，时基电路IC3由原来“0”状态，转变为“1”状态，它的输出端3脚由原来低电位转变为高电位，使三极管VT1导通，执行机构中的双向可控硅VS也导通，电磁阀DF被打开，水就流了出来；当人手或物体退出预先确定的红外线作用范围内，红外接收管Js接收不到信号，LM567也无输入信号，其8脚输出高电位，当IC3的2、6脚输入信号的电位大于2/3Vcc(电源电压)时，时基电路IC3由原来“1”状态，转变为“0”状态，它的输出端3脚由原来高电位转变为低电位，使三极管VT1截止，执行机构中的双向可控硅VS也截止，电磁阀DF被关闭，水就流不出来。