Автоматический включатель воды в умывальнике (ИК лучи)


Призыв экономить воду сейчас, когда существуют такие вещи, как счетчики потребления воды, весьма актуален. Этот автомат предназначен для включения воды только тогда, когда руки находятся в зоне под краном.

Схема довольно проста и представляет собой фотоэлектронное реле с задержкой выключения, на выходе которого через реле включен электроклапан, управляющий подачей воды.

Устройство состоит из генератора ИК-вспышек, следующих с частотой около 38 кГц и фотоприемника. И то и другое расположено в одном месте и направлено в сторону «зоны мойки рук».

Светодиод и фотоприемник разделены между собой оптически, чтобы свет от ИК-светодиода не мог непосредственно попадать на фотоприемник, а только по пути отражения от препятствия расположенного в «зоне мойки рук».

При поднесении рук клапан включает воду, а при отдалении рук выключает её спустя несколько секунд. Временная задержка позволяет избежать вибрации клапана от движения рук в этой зоне или от кратковременного их перемещения из этой зоны.

Схема автомата гальванически развязана от электросети, потому что питается от готового компактного импульсного источника тока с импульсным трансформатором и включает электроклапан при помощи реле. Поэтому нет опасности поражения током от попадания воды на датчики.

Принципиальная схема

Схема выполнена на одной микросхеме К561ЛН2, содержащей шесть инверторов. На элементах D1.3-D1.4 выполнен мультивибратор, вырабатывающий импульсы частотой 38 кГц.

Эти импульсы через два инвертора D1.5 и D1.6, включенных параллельно, поступают на полевой транзистор VT3, в стоковой цепи которого включен инфракрасный светодиод HL1 (для систем дистанционного управления).

Ток через светодиод ограничивается резистором R5. Подбирая сопротивление R5 можно регулировать чувствительность автомата на дальность работы.

Схема автоматического включателя воды в умывальнике, работает на ИК лучах

Рис. 1. Схема автоматического включателя воды в умывальнике, работает на ИК лучах.

В то время, когда отражающей поверхности перед датчиком нет, напряжение на выходе ИК-фотоприемника F1 равно логической единице, так как свет от HL1 на него не поступает. На выходе D1.1 будет ноль и транзистор VТ1 будет закрыт.

Так как конденсатор C3 разряжен, то на выходе D1.2 логический ноль, следовательно, полевой транзистор VТ2 закрыт и реле К1 выключено, соответственно и клапан (на схеме не показан) выключен, -закрывает подачу воды.

Когда мы подносим руки (или ставим под кран кастрюлю) свет излучаемый ИК-светодиодом HL1 отражается и попадает на фотоприемник F1. Фотоприемник принимает сигнал, фототок частотой 38 кГц отфильтровывает и детектирует.

На выходе появляется логический ноль. Значит на выходе D1.1 будет единица. Транзистор VТ1 откроется и через резистор R4 зарядит конденсатор С2.

Напряжение на С2 вырастет, и напряжение на входе D1.2 снизится до логического нуля, а на выходе D1.2 появится единица, которая откроет полевой транзистор VT2. Клапан будет включен (откроет воду).

Когда мы уберем руки (или кастрюлю) отражение луча прекратится, транзистор VТ1 закроется, но напряжение на С2 пропадет не сразу, а спустя время, которое нужно, чтобы он разрядился через резистор R3.

Это время составляет несколько секунд и его можно установить оптимально для каждого конкретного случая, подобрав соответствующим образом сопротивление резистора R3.

Благодаря этой задержке клапан не вибрирует при перемещении рук в зоне перед краном. Вообще, можно сделать датчик и так, чтобы он реагировал не на руки, а на присутствие человека возле крана, расположив его ниже или выше. Тогда вода будет включаться при подходе к умывальнику на предельно близкое расстояние.

Детали и конструкция

Источник питания - готовый импульсный блок питания с выходным напряжением 5V, то есть, типовое зарядное устройство для сотовых телефонов.

Фотоприемник и ИК-светодиод можно заменить другими аналогичными, то есть, предназначенными для систем дистанционного управления теле-видео-аудио-аппаратуры.

При этом, если фотоприемник не на 38 кГц, а на другую частоту, соответственно, на другую частоту нужно будет настроить и мультивибратор на D1.3-D1.4.

Реле К1 - любое с обмоткой на 5V и контактами на 230V. F1 и HL1 можно расположить на одной плате, но с разных сторон, причем так чтобы между ними была непрозрачная перегородка (из окрашенной и непротравленной части этой платы). Налаживание на дальнодействие датчика - подбором сопротивления R5.

Лучков В. РК-03-2019.


1 195 ИК - лучи
автоматический выключатель вода ИК лучи фотодатчик оптический передатчик датчик пересечения
Оставить комментарий:

cashback