246郑娟慧洗手间烘手器的设计.docx

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246郑娟慧洗手间烘手器的设计

课程论文

题目：

洗手间烘手器的设计

学生姓名：

郑娟慧

学生学号：

1114040246

系别：

电气信息工程学院

专业：

电子信息科学与技术

年级：

2011级

任课教师：

徐锋

电气信息工程学院制

2013年12月

目录

1绪论1

1.1引言1

1.2烘手器简介1

2设计要求1

3设计原理2

3.1红外线发射电路2

3.2红外线接收环节3

3.3电源电路4

4设计内容5

4.1电路原理图5

4.1.1创建元件库5

4.1.2绘制电路图5

4.1.3ERC检测5

4.1.4生成网络表6

4.1.5生成元件列表7

4.2电路板7

5设计结果8

6设计总结9

参考文献9

附录1电路原理图及PCB板放大图10

附录2元件清单11

洗手间烘手器的设计

学生：

郑娟慧

任课老师：

徐峰

电气信息工程学院电子信息科学与技术

（2）班

1绪论

1.1引言

随着电子工业的发展，我们的生活与电子信息工业息息相关。

电子工业的发展带动整个人类前进的步伐。

本文介绍的烘手器，非常适应于公共洗手间卫生等场所，使用方面、卫生，而且制作、安装极为简单。

1.2烘手器简介

烘手器，一种卫浴间用感应烘手洁具电器，在现代是先进和理想的卫生清洁器具和设备。

它主要运用于宾馆、餐馆、科研机构、医院、公共娱乐场所和每个家庭的卫生间等。

当洗手后，将双手伸在自动烘手器的出风口下，自动烘手器会自动送出舒适的暖风，迅速使您的双手去湿变干，而当把手一离开自动干手机风口时它又自动停风关机。

可达到不要毛巾擦干手上水分和防止疾病交叉感染的要求。

烘手器克服了现有烘手器不能多方向出风容易使手部皮肤温度过高的缺点，旨在提供一种循环向多方向出风的烘手器，采用了在烘手器出风口处设一导风装置，导风装置上有导风页片，通过导风装置的转动或导风页片的摆动使到烘手器循环不定向出风的技术方案。

烘手器广泛使用于宾馆、餐饮、娱乐、医院、单位、学校、食品厂、电子工厂、医药生产厂、实验室等场所，能够带来清洁、卫生、安全、无污染的效果，尤其是能防止疾病、细菌的交叉感染。

烘手器的主要用途：

用于在洗完手后将手上的水吹干。

2设计要求

（1）设计制作烘手器的电路原理图。

（2）完成PCB板的制作。

3设计原理

3.1红外线发射电路

烘手器红外线发射电路的核心器件是双极型时基电路KA555（如图1所示）。

该芯片内部电路主要由两个高精度电压比较器、一个RS触发器和一个由VT构成的电子开关组成。

它与外围电阻器R1、R2和电容器C5、C6构成一个多谐振荡器。

KA555⑥脚为阈值输入端，②脚为触发输入端。

⑥脚和②脚直接连接在C5正极端；⑦脚为电容器C5放电端口，其内部与电子开关连接。

电路利用电源通过R1、R2向C5充电．以及C5经过R2和VT放电．建立自激振荡。

⑤脚的作用是用来从外部设定电压比较器的参考电压（本电路未使用，而是通过消除干扰电容C6接地）。

可见R1、R2和C5是决定振荡频率的定时元件。

振荡脉冲由KA555③脚输出。

通过限流电阻R3驱动红外线发射管VD5向外不断发射红外线光波。

图1KA555

3.2红外线接收环节

烘手器红外线接收环节主要由接收和控制执行两部分电路构成。

接收部分的核心器件是运算放大集成电路LM358，如图2所示。

控制执行部分则主要由控制三极管VT、继电器KA、吹风电动机M及电热管EH组成，如图3所示。

VD6为红外线接收管，接收VD5发射的红外光波信号。

VD6接收到的红外光波信号通过电容器c7耦合至IC3A②脚，将电流信号变换为电压信号并进行前置放大。

放大后的电压信号从其①脚输出，再通过电容器C8耦合至由二极管VD7、VD8组成的整流器整流及电容器C9滤波，在电阻器R8上形成二个直流电压信号。

该信号经过隔离电阻R9耦合至IC3B⑤脚进行直流放大。

由⑦脚输出的直流信号经电阻器R13、R14分压，驱动控制三极管VT饱和导通。

VT导通后，二极管VD10发光（显示工作状态），串联在其集电极的继电器KA线圈形成电流回路，KA工作，其触点KA-1闭合。

电热管EH和吹风电机M同时得电，吹风电机将热风从出风口吹出。

红外线发射管VD5和红外线接收管VD6同向安装在出风口一边，且两者中间相互隔离。

使用者将手伸到出风口时，VD5发射的红外线光波信号通过手反射到VD6上，经上述红外接收电路处理后，烘手器送出热风，手离开出风口后，VD6接收不到VD5发射的红外线信号，电热管EH和吹风电机M停止工作，出风口亦无热风送出。

红外线接收管VD6上安装有滤光板，可屏蔽干扰杂波，以防止烘手器的误动作。

另外，滤波电容器C9的容量较大，以延长其放电时间，这样在手离开出风口后，控制信号不会立即消失，电热管EH和吹风电机M延时几秒钟才能停止工作，用以驱散使用后出风口的潮气，确保其干燥状态。

图2接受电路LM358

（a）控制三极管VT

（b）继电器KA

（c）吹风电动机M及电热管EH

图3控制执行电路

3.3电源电路

本机的电源电路由两部分组成，一是控制执行器件电热管EH和吹风电机M由AC220V直接供电；二是控制电路的电源是由AC220V通过变压器T变压、桥式整流器VD1～VD4整流、电容器C1和C2滤波及稳压器LA7812稳压后，得到DC12V提供，如图4所示。

图4电源电路

4设计内容

4.1电路原理图

4.1.1创建元件库

打开protel99SE，新建一个“SchLib”文件，将电路原理图所需要的元件添加进去，而电路图没有的元件，则需要自己创建。

4.1.2绘制电路图

打开protel99SE，新建一个“Sch”文件。

在元件库中添加进自己创建的元件库，然后依次放置元件，布线，放置节点，放置电源及接地符号，完成电路图的绘制。

图5电路原理图

4.1.3ERC检测

点击“Tools/ERC”，进行电气设计规则检查，检测结果如图5所示。

在运行ERC时，如果必须进行某项电气规则测试，而又要避免对原理图中的正确之处产生误报，此时唯一的方法就是在明显正确而又会产生错误报告之处放置NOERC符号。

图6检测结果

4.1.4生成网络表

点击“Design/CreateNetlist...”,生成网络表，如图6所示。

图6部分网络表

4.1.5生成元件列表

点击“Report/BillofMaterial”,生成元件清单，如图7所示。

图7部分元件清单

4.2电路板

打开protel99SE，新建一个“PCB”文件，对电路板进行规划后，载入网络表和元件，然后对载入元件后的电路板进行自动布局，对不满意的地方进行手动调整，最后进行自动布线，生成电路板。

5设计结果

图8PCB电路板（未布线）

图9PCB电路板（完成布线）

6设计总结

通过这次大型作业设计，让我对这学期所学的电子CAD知识有了更加全面系统的认识，也发现了CAD学习的乐趣。

与此同时，也考验了我对所学知识的掌握程度，以及分析问题的全面性和解决问题的能力，使我在理论学习的基础上，也大大提高了实践能力。

这次大型作业设计使我懂得了理论与实践相结合是很重要的，只有理论知识永远也不能真正掌握这门课程的真谛，只有把所学的理论知识与实践相结合，从理论中得到结论，才能真正运用到实践当中去，从而提高自己的实际操作能力和独立思考的能力。

其实我在做大型作业时候，也是我回顾复习我的课本知识的时候，让我对课本的知识印象更深刻，以前学习的知识很琐碎很杂一下子消化不了，但是在这次大型作业中我运用到了很多书上琐碎的技巧，以及了解到了很多元件的功能等等。

平时看书的时候有些问题老是弄不明白，主要原因就是没有与实践相结合，现在做完大型作业之后这些问题都迎刃而解。

而且还记住了很多有用的东西。

所以说，这学期学习的电子CAD对我的帮助是很大的！

参考文献

[1]赵辉.Protel99电子线路CAD[M].北京：

北京邮电大学出版社，2007.

[2]潘永雄.电子线路CAD实用教程[M].西安：

西安电子科技大学出版社，2001.

[3]王延才.电子线路CADProtel99使用指南[M].北京：

机械工程出版社，2006.

[4]胡烨.Protel99SE原理图与PCB设计教程[M].北京：

机械工程出版社，2006.

[5]刘秋燕.Protel99SE电路设计[M].北京：

中国铁道出版社，2006.

附录1电路原理图及PCB板放大图

附1—1原理图

附1-2PCB板

附录2元件清单

附1-3元件清单