一种感应式自动水龙头

熊小刚

【摘要】日常生活中常有用水后忘记关水龙头的事情，造成了资源的浪费，设计、自制一种感应式自动水龙头，分柝了其结构、工作原理、制作调试过程。

【关键词】感应式 自动 水龙头

一、概述

自制的感应式自动水龙头有两个特点：其一，当人靠近水龙头时，水龙头延时几秒后自动打开，当人离开水龙时则自动关[J].其二，具有灯光控制功能，当夜晚人们接近时，先开灯后开水龙头，当人离开时先关水龙头，延时几十秒钟后关灯，人性化设计，用广泛用于宾馆、医院、饭店、公厕、家庭等，具有节约水电、方便安全等优点。

二、电路的组成

电路组成如图所示。电路由红外发射器，红外信号接收与转换电路、电磁水阀控制器和电灯控制电路组成。

电路采用红外反射式控制方式，红外发射器与接收器组装在同一电路内并且安装在同一平面。

三、电路的工作原理

红外发射器是由555电路组成的多谐振荡器，其振荡频率由RPI、R1与C1的数值决定，该电路的振荡频率为38kHz。由多谐振荡器产生的矩形波脉冲通过限流电阻R2驱动红外发射管向外发送红外控制信号。

红外信号接收与转换电路由红外接收管VD2和CX20106组成。红外发射管发出的红外脉冲信号，经过人体反射被红外接收管VD2接收，然后输入cX20106，经电路内解调处理后由⑦脚输出低电平控制信号。

电磁水阀控制电路由控制门F1、F2、驱动管VT2和继电器K1组成。当IC2的⑦脚输出低電平时，经反相器F1反相后变为高电平输出。这一高电平经R7向C6充电，待C6充电至其正端电压升高达F2的阈值电平后，F2反相，输出端变为低电平。这一低电平经R8使VT1导通，继电器Kt通电吸合，接通电磁阀YV的电源，水阀门被打开。

在该电路中，C6起延时作用，可防止因干扰造成阀门误开。这里延时时间设定为2～3s。当1C2的⑦脚恢复高电平后，F1的输出端恢复低电平，电容C6经VD3放电，使F2的输入端变为低电平，它的输出端变为高电平，VTL截止，继电器K1断电后释放，将电磁阀的电源切断，阀门关[J].供水停止。

电灯控制电路由控制门F3、F4、驱动管VT2和继电器K2组成。当IC2的⑦脚输出低电平时，该低电平经F1反相变为高电平。这一高电平通过由R9、RP2与光敏电阻RG组成的分压器的分压，使F3的输入端变为高电平（在夜间高于F3的开门电平），F3的输出端变为低电平。这时，电容C7经VD5放电，使F4的输入端变为低电平，F4的输出端变为高电平。这一高电平通过R11使VT2导通，继电器K2通电吸合，将电灯电源接通，电灯点亮。

当IC2的⑦脚输出高电平时，该高电平经F1反相变为低电平，F3的输入端仍为低电平，经F3反相后变为高电平。这一高电平经R10向C7充电，当C7充电使其正端电压上升至F4的开门电平后，F4反相输出低电平VT2截止，继电器K2断电释放，将电灯电源切断，电灯熄灭。电容C7的充电需要一定的时问（与R10、C7的时间常数有关），这里设定为2～3分钟，这就使人离开后延时2～3分钟电灯才熄灭。

由于电灯只在夜晚使用，因此电灯控制电路就必须具有在白天停止止工作、只在夜间工作的控制功能。这种控制功能是通过设在电路中的光敏电阻RG来实现的。由于光敏电阻在白天的亮阻远小于夜晚时的暗阻，通过R9、RP2与RG的分压，F3的输入端在白天不可能达到F3的开门电平，它后面的电路一直保持静止状态，继电器K2不会吸合，电灯也不会亮起来。

四、元件的选用

发射电路IC1用NE555或LM555均可，VD1用SE303，VD2用PH302，ICZ用CX20106。F1～F4为六反相器CD4069，VT1用PNP型管9012，VT2用NPN型管9013，继电器K1、K2用9～12V的小型继电器。

五、电路的调整

调整电路时，由于CX20106己通过⑤脚外接电阻R4将其接收中心频率固定在38kHz，因此在调整时只需将发射频率调至和接收频率一致即可。方法是：在发射状态下调节RPI，测量IC2⑦脚的输出电压，使其电压值最小即可。

在进行电灯控制电路中的光控调整时，将组装好的电路置于室外正常光线的地方，调节RP2，使灯控电路不起控。再将电路置于室内并将光敏电阻用布包裹，使其完全不见光。这时”当有人接近时，灯控电路应起控，电灯亮；否则应调RP2使电路起控。

六、安装注意事

项将焊接好的电路板连同电源变压器T、电磁水阀等一起装人体积合适的绝缘密闭外壳内注意在盒面板为RL开出感光孔。改变RP2阻值，可调整光灵敏度，使其在有人接触时，灯控电路应起控，电灯应亮，否则应调整RP2，使其起控即可。

红外发射管与接收管的安装，两管之间可间隔8-10cm安装。安装时，应使两管中心线呈一定的夹角且应在50cm左右处相交，以保证发射光能被反射到接收管。接通电源后，在发射管与接收管的前面放置一块反射挡板，适当地移动挡板并调节发射器的可调电阻RPI，测量接收器IC2的7脚的输出电压，使输出电压值最小即可。

制成后可直接替代传统的手动水龙头。安装时注意：一定要做好防水工作，以免电路元器件遭水破坏。电磁水阀的进水口直接拧到原来接手动水龙头的螺口处，‘如果水管口径不一致，可购一只变径接头连接即可。由于电磁水阀工作时只有开或关两种状态，所以一旦开阀，出水口水流量固定不变。如嫌水流量大，可在出口处包一块纱布即可。