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        電容式接近開關及其應用

        作者: 時間:2012-01-16 來源:網絡 收藏
        3 系統組成及設計過程

          系統組成框圖如圖3所示,從框圖可以看出信號的流程:當人或其它物體接近時,等效電容的容量值會發生變化,從而改變LC振蕩器的振蕩頻率,F/V電路將LC振蕩器輸出的頻率量轉化成電壓量后,交給信號處理電路,該部分將電壓信號進行一系列的處理(包括:放大、整形等)后傳給開關量變換電路,開關量轉換電路實際上是A/D轉換器,它將模擬電壓轉換為數字量,水龍頭電路由開關量轉換電路的輸出量,它產生控制信號控制水龍頭的開與關。本系統設計成當人接近水龍頭一定距離時,水龍頭自動開啟,離開一定距離后水龍頭自動關閉。

        圖3  控制系統組成框圖


        3.1部分關鍵電路介紹振蕩電路與F/V變換電路及信號處理部分
          
          連線圖如圖4所示,由555定時器組成的振蕩器,它的振蕩頻率為:f=1/0.69*(R1+2*R2)*(C//CT),C就是的等效電容值,CT為頻率調節電容,通過C的變化從而使振蕩頻率變化,將此種變化傳給F/V電路,引起F/V電路的輸出電壓變化。由鎖相環CD4046組成的F/V變換電路將頻率值變成電壓值后,經精密運放OP-07線性放大后輸入到開關量轉換器(A/D轉換器)的輸入端。

        圖4  振蕩電路與F/V部分及信號處理電路連線圖

          A/D轉換器將模擬信號轉換成數字信號后,輸入到水龍頭控制電路的輸入端,由水龍水控制電路控制水龍頭的開與關,這些電路簡單,這里限于篇幅,不作介紹。

        3.2  系統安裝要求

          安裝要求示意圖如圖5所示,圖中S1表示檢測面與支架的間距,要求≥1Sn,S2表示檢測面與背景的間距,要求≥3Sn,S3表示并列安裝間距,要求≥5Sn,S4表示檢測面與側壁的間距,要求≥3Sn。(Sn為的標準檢測距離)

        圖5  系統安裝尺寸圖



        4 結 束 語

          由于本系統可利用電容式接近開關的感應靈敏度可以調節的特點,所以可以方便地選人控制水龍頭開與關的距離。它的實用性、可操作性很強。由于選用的都是優質器件,它的性能價格比高,并且具有通用性(只要改變被控制對象,再作必要的設置,就能變為其它的功能電路)。它己被做成了產品,正在批量生產。從目前使用的情況看,效果良好,性能穩定。當然,由于開發時間倉促,系統設計還有不少需要完善的地方。不管怎樣,它被推廣使用的價值很高。


        參 考 文 獻

        1.閻 石: 數字電子電路[M] 北京:中央廣播電視大學出版社  1993

        2.謝自美: 電子線路設計、實驗、測試[M] 武漢:華中理工大學出版社 2000

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