全自动感应式垃圾箱设计[毕业论文+电路原理图]

机电毕业设计论文：全自动感应式垃圾箱设计含毕业论文、电路原理图

摘要

本系统采用红外线人体感应模块为核心，该产品由微电脑芯片控制，红外线探测装置、机电驱动系统组成，是集机-光-电为一体的高科技新产品，它靠红外感应自动开盖，当人的手或物体接近投料口（应感窗）约100cm--200cm时，垃圾桶盖便会自动开启，等垃圾投入完毕（即人离开感应窗口），垃圾桶盖又会自动关闭，人物不需接触垃圾桶。其基本工作原理是利用红外传感器接收人体所产生的热信号转换成电信号传输给原动器触发控制装置，产生相应的机械动作带动桶盖开启或关闭，它解决了长久以来旧式手动或脚踩垃圾桶存在的因接触垃圾桶而被细菌感染的隐患，而且产品外形美观大方使用卫生方便,又能带给您科技时尚的感觉.

关 键 词:红外线探测装置   机电驱动

目录：

摘要………………………………………………  1

前言………………………………………………  2

1. 部分方案比较，选择与论证………………… 3

1.1传感器的选者方案……………………………8

1.2电动机的选者分析……………………………8

2. 总体方案设计原理……………………………13

2.1 555的概述及相应电路的分析………………13

2.2 继电器的分析…………………………………20

2.3 概述电路原理的分析及电路图………………21

3. 附录（支撑电路,操作说明，元器件清单，参考文献等）……24

4.致谢………………………………………………27

前  言

随着人类社会的不断进步，人们生活日益不断的提高，人民对生活的追求也不断提高，多样化且高效复杂飞快的生活节奏使得人们对待自身周围的环境的要求也更为严格。

现实生活中，一般普通垃圾箱虽然能够满足人们最基本的扔垃圾的需求，但它却仍然存在着许多不可解决的缺陷，无盖的垃圾箱方便却不卫生，垃圾的各种难闻气味特别容易通过空气传播，细菌的感染间接地给人们带来种种的疾病，严重影响着人们的生活；有盖的垃圾箱相对比较卫生却很不方便，而且必须通过自己亲手去开启垃圾箱的盖子，才能扔垃圾，这样就容易造成接触感染而直接就能够给人带来许多疾病，造成严重的后果。

所以，针对人们生活中遇到的问题，我们设计了一种完全能够避免细菌感染的隐患的既卫生又方便垃圾箱----全自动感应式翻盖垃圾箱。

第一部分   方案的论证与选择

1.1传感器的选择方案

传感原理：　热释电红外探头的工作原理及特性

人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能将信号转为电流或者电流信号。

1、这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感。

2、为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。

3、被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。

4、一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。

5、菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密

方案一：

电源电压：100V/AC~130V/AC 220V/AC~240V/AC 90V/AC~250V/AC 电源频率:50~60Hz

光控照度：<20LUX

工作延时：min: 8秒±3秒 max:7分±2分

负载功率：1200W （220V/AC~240V/AC） 800W（110V/AC）

探测角度：180° 140°

探测距离：9m max(<24℃)

工作温度：-20~40℃

相对湿度：小于93%RH 安装高度：1m~1.6m

耗电量：工作时0.45W(静态时0.1W)

探测移动速度：0.6~1.5m/s

优点：探测距离远，工作速度高，静态功耗小，

缺点：安装高度太高，

方案二：DF-801  110度热感红外线侦测器

侦测方式：红外线热感侦测角度：110度

侦测距离：5~12公尺

安装高度：2.1m~2.5m

感应次数：一次或二次

溫  機  时间：50秒

电源输入：DC 6V ～ 18V

待机消耗电流：（DC-12V）18mA

外 型 尺 寸：104 × 64 × 28mm

重           量：98g

优点：输入电源小，待机电流小

缺点：探测角度小，安装高度高，

方案三：  红外线感应模块（TDL-408）

人体红外线感应模块（TDL-408）

1、功能特点：

基于红外线技术的自动控制产品，当有人进入开关感应范围时，专用传感器探测到人体红外光谱的变化，自动输出高电平，人不离开感应范围，将持续输出高电平；人离开后，开关延时自动关闭负载。灵敏度高，可靠性强，广泛应用于各类自动感应电器设备。

1）延时时间：也可根据客户要求订做，订做范围零点几秒至30分钟。

2）超低功耗：自身功率＜0.00005W。

3）电压设计：4.5V-20VDC（可定做工作电压：3-4.5VDC）

4）有感应封锁时间：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。（此时间可设置在零点几秒—几十秒钟）

5）触发方式：可连续触发，不可连续触发。（可跳线选择）

6）电性参数：

感应方式　：被动式

工作电压：　4.5V-20VDC

感应原理：　人体红外

最大功耗：　＜0.00005W

感应距离：　7米

输出方式：　高电平／低电平

感应角度：　140度圆锥角　负载范围

光控感应：　5LUX-500LUX（可调）（标准无光控功能）

环境温度：　-20℃—50℃

7）适用范围：　各类电器的自动控制等功能，同时可用于防盗等用途。

8）优点：功耗小，输入电源要求小，感应距离合适，

9）缺点：感应是被动的

1.2 电机驱动电路的选者方案的比较：

（1）一般电机驱动电路

主板上有两套桥式驱动电路，可分别驱动两个电机的正转和反  转。电机正转时，左下、右上两个晶体管导通，等效电路如下图所示：

电机反转时，左上、右下两个晶体管导通，等效电路如下图所示：

2. 步进电机驱动

1. 小功率4相步进电机的驱动

下面是一种驱动电路框图:

达林顿管阵列ULN2803分别从锁存器取出第0,2,4,6位和1,3,5,7位去驱动两个步进电机.四相步进电机的通电顺序可以有几种:A,B,C,D(4相4拍);AB,BC,CD,DA(4相双4拍);A,AB,B,BC,C,CD,D,DA(4相8拍).为了兼顾稳定性,转矩和功耗,一般采用4相8拍方式.所有这些方式都可以通过循环移位实现(也要有定期监控),为了使4相8拍容易实现,锁存器与驱动部分采用了交叉连接.

步进电机工作在四相八拍模式（即正转的输入信号为1000→1100→0100→0110→0010→0011→0001→1001→1000），对应每个步进电机要有四个信号输入端，理论上向端口输出信号可以控制两个步进电机的工作。寄存器循环移位奇偶位分别作两个步进电机的驱动端的做法，其思想如下：

LOOP:        MOV A,#1110000B        ;在A寄存器中置入11100000

RR A                                ;右移位

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