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节水型红外线自动开关水龙头电路



简述:

当有人洗手时,水龙头自动开启;手离开时会自动停水。该装置不仅节水,还可避免手触    水龙头带来的交叉感染,防止疾患出现,适用于车站、公厕、医院、旅馆等公众场所。
    此电路包括红外脉冲调制发射器,红外接收、译码电路,单稳态触发器,光电隔离器和晶闸管开关电路等,如图所示。    红外脉冲调制发射器是以时基电路555为核心组成的,它与R1、R2、VD1、C1等组成一个无稳态多谐振荡器,其谐振频率为为40kHz(实际为39. 889kHz)。由于VD1的接入,使振荡脉冲的占空比(D=t充/T)为25%左右,即正脉冲宽变仅占振荡周期的25%。这样经VT1驱动,使红外发光二极管发出很窄的红外光束,即对红外光进行了脉冲调制。这种方式具有功耗低、发光效率高、发光管使用寿命长等优点。
    红外接收、译码电路由红外光敏三极管VT2和IC2专用红外接收集成电路等组成。红外光敏三极管采用3DU系列器件(如3DU31、3DU212等),它能将一定的光照信号转换成光电流,光敏三极管的光电流比具有相同集电极的光敏二极管的光电流大hFE倍,使光电灵敏度大为提高。
    IC2采用CX20106 (KA2184),它内含前置放大、限幅放大、检波、积分、比较整形器和带通滤波网络(30~60kHz),通过调节RP1,可使中心频率与发射的红外调制频率40kHz相一致。
    在开机状态下,当有人伸手接近水龙头时,光敏三极管VT2接收到反射的红外光束,IC2的7列脚的输出便由高电平转为低电平,使IC3触发置位。
    IC3采用时基电路555,它与R7、C7等组成单稳态触发器。平时,由于555的2引脚通过R6接UDD,被钳定在高电平,使555处于复位状态,3引脚输出低电平,IC5无电流不工作;当有人接近水龙头时,IC2的输出转呈低电平(小于1/3UDD),使555翻转置位,3引脚输出转呈高电平,使IC5的发光二极管得电发光。
    IC5为光耦合晶闸管开关,它能使控制端与输出端可靠隔离。它的初级一侧为发光二极管,另一侧为光敏双向开关器件,当它收到发光二极管的光照时,该双向开关器件导通,触发外接的双向晶闸管SCR,使负载DF-I接人交流220V闭合回路中,电磁阀通电动作,将阀门打开,自来水流出。
    在洗手期间,VT2持续接收反射光,IC2输出持续呈低电位,IC3输出呈高电位,光电耦合器IC5工作,电磁阀DF-1通电,阀门放水。当人离开后,为将洗过手(或物)的脏水冲掉,设计了约lOs的延时放水时间,该时间取决于单稳态触发器的延时,即单稳态的暂稳时间: td=1.1R7C7, 图中的参数设计为10s。
    为保证电路能正常运行,在元器件选择上应注意以下几点:变压器T采用降压变压器,次级输出为12V;红外发光二极管LED1、LED2可选用TIL38(峰值电流可达400mA)、TLN104、107(峰值电流600mA)或LD271等;光敏三极管VT2可选用3DU31、3DU212、3DU322等;光电耦合器IC5可选用MOC3020~MOC3022等;双向晶闸管SCR选用反向击穿电压不低于400V的器件;电磁阀选用DF-1型交流220V电磁阀;VC选用IA/25V的硅全桥整流器sQ1A、QL60A或1cQ5型等。
    调试时,调节RP1,使IC2的中心频率与红外发射调制频率一致即可,其余元器件无须调整。

节水型红外线自动开关水龙头电路

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