浅析一种智能节能型多功能水龙头的设计

张红星 程文明

（佛山市恒洁凯乐德卫浴有限公司，广东 佛山 528137）

在平时的生活中，也有一些人由于忘记关水龙头造成“水漫金山”的情况，产生不必要的麻烦。在出现这类情况后，我们进一步提出了智能水龙头能够提醒人们有效节约水资源[1]。这类水龙头不设计开关，可融入了自动化的手段，借助于热敏感应系统，进一步检测是否有人用水，当人们将手放在水龙头的下面，就会自动排放水，当手离开时就会断开，就防止了没有必要的浪费。

1 系统设计方案

1.1 系统概括

系统进一步包含用电、发电储电以及红外传感等部分。水龙头的相关红外线传感器充分接收感应信号，单片机进一步发出相关指令，对电磁阀的开启开展有效控制，水龙头将防水打开，同时水流不断通过水轮机有效实施发电，通过充电保护以及稳压模块的深入处理以后，电能持续储存于蓄电池里面，供负载有效使用。

1.2 红外传感器

文章借助于52 单片机对光电传感器进行控制，红外线水龙头的控制电路包含电磁阀控制电路、红外接收电路、灵敏度调节电路与红外发射电路、变压器。电路主要由220 伏交流电来供电，经变压器进一步输出12V 直流电，以供电磁水阀工作的开展，电磁水阀对电路进行控制、红外线对接收管实施发射。由单片机向继电器供5V 电压。此电路由红外线进一步发射接收管，对外界信号进行采集，当信号出现变化的时候，首先将被测量的变化转化为光信号的变化，接着借助于光电元件把光信号向电信号转变。将电信号输进电磁阀的相关控制电路里面，电磁水阀的相关控制电路按照信号的有效变化，对电磁阀的开关开展进一步控制。

1.3 发电储电

借助于F50-12V 的水轮机，发电机将12V 直流电平稳输出，能够供系统以及光纤灯正常工作、给蓄电池有效充电等。设计储能部分的时候，水轮机的相关输出端凭借LM2596 稳压模块对直流电压开展平稳的输出，接着借助于LM7805 的充电保护模块有效控制直流电压，这样能够进一步确保蓄电池不会被损坏，提升了其安全性[2]。语音芯片灯和光纤灯等能够充分使用电能。由于每次使用水龙头的时间都很短，于是只有少许流量经过水轮机，因此发电量十分有限，蓄电池很适用，不用借助于其余储能装置。

2 用电部分设计

2.1 光纤灯

光纤灯借助于通体光纤材料，并且以LED 灯进一步当作光源。光源的具体发光组件借助于LED 半导体的芯片有效制作而成。其非凡的生产工艺，使其拥有高亮度、节能省电与成本低等优势[3]。在水龙头的使用过程中，水轮机产生的电能能够供光纤灯正常工作，可以进一步照明，对资源进行有效节省。

2.2 语音芯片

ISD1700 系列是Nuvotom 企业进一步推出的语音芯片，功能非常强大且使用便利，于是文章的语音输出是ISD1760。ISD1760 的好处就是其内置的多信息管理体系具有极大的功能；SPI 以及独立两类模式使用很方便，而且带有指示音符。此芯片的特点主要包含以下：1） 可录音以及放音10 万次，包括两类主要控制方式；2） 能够至少处理255 段信息；3）各种各样的录放时间以及采样率；4） 运用生动、电压范围宽以及音质优良。本文按照技术手册进一步查得ISD1760 的最佳采样频率是8kHz，录音范畴为40 至120s。为了强化公众的环保意，对部分公益性广告进行不断播放。

3 效益研究

本文论述的水龙头进一步拥有红外感应的作用，能够在人们离开时对水龙头进行自动关闭，对水资源进行节省，进一步解决了水资源浪费的相关问题，便利且卫生，在食堂和学校等大场合比较适用，避免了疾病的不断传播[4]。在水龙头的使用过程中经过水轮机进一步发电，光纤灯借助于电能开展工作，发挥照明功能，水龙头还可以实施语音播报，对部分节约用水的公益性广告进行播放，能够大力强化公众的环保意识，产生了极大的环境、社会以及经济效益。

4 结语

综上所述，城市人口以及生活用水量进一步扩增，供水以及用水之间的矛盾被不断激化，由于人们严重浪费水资源，其慢慢减少。作为城市用水的核心部分，水龙头因为本身的相关构造问题以及公众的运用不当使得水资源被进一步浪费。对于这个问题，本文对红外感应的水龙头进行设计，当人们离开时自动关闭，当有人使用时自动放水，防止了水资源的进一步损耗，并且在水龙头的使用过程中，水流借助于水轮机实施进一步发电以及储存，供光纤灯以及系统能够使用电能，光纤灯可以进行照明，语音芯片对部分节约用水的公益性广告进行播放，能够强化公众的环保意识。此水头龙十分安全以及卫生、便利，能够在酒店以及食堂、学校等人流量非常多的场所进一步运用，防止持续传播传染病，其应用前景十分广阔。