CN103398204A - 红外线光控水龙头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种红外线光控水龙头，其特征包括：12V直流电源、红外光发射电路和红外光接收电路、直流信号一级放大电路、直流信号二级放大及延时电路、电磁阀驱动电路；所述的红外光发射电路和红外光接收电路由红外光发射管D1和电阻R1、红外光接收管D2和电阻R2组成；所述的直流信号一级放大电路由运算放大器IC1、电阻R3和电阻R4组成，运算放大器IC1选用的型号为LM358；所述的直流信号二级放大及延时电路由运算放大器IC1、硅开关二极管D3、电阻R5、电阻R6和电阻R7组成；所述的电磁阀驱动电路由NPN型三极管VT1、电阻R8、电磁阀线圈DCF组成。本发明实现了电路简洁、抗干扰能力强、造价低等要求。

Description

红外线光控水龙头
技术领域
本发明属于电子自动控制和节水技术领域，涉及一种红外线光控水龙头。
背景技术
90年代以后，由于电子技术的突飞猛进，感应式水龙头在技术上作了大量的改进。电源供电由交流电向直流供电方向发展，由6V碱性电池到现在的锂电池，消除了人们使用交流电的疑虑；水龙头中的电磁阀结构也进行了重大改进，实现了结构简单、紧凑、耐压、装拆维修方便，打开、关毕迅速，耗电量极小；红外线控制模块大量采用贴片焊接电子元器件，大大缩小红外线控制模块的体积，具有微功耗、防水、耐高温等优点。
目前，红外线光控水龙头主要有两种：
1.遮挡式红外线自动开关水龙头，当人伸手洗涤时，将红外光束遮挡，水龙头自动开启放水；洗毕人离开，延时放水15秒后自动关闭停水。
2.红外线光控水龙头，红外线光控水龙头的电路分为发、收两部分，并置于水龙头的两侧，当人手接近水龙头时，红外发射管发出的红外线经人手反射到红外接收管，接收管接收到反射的光信号后自动转换为电信号，经后续电路进一步放大，最后经驱动电路控制电磁阀动作打开水龙头；当人手远离水龙头时，接收管接收不到反射的光信号，驱动电路断开电磁阀电源，水龙头自动关闭。
现在产品存在的部分缺陷：采用交流供电安装不方便，电源与水接触恐有触电之虑，如遇停电水龙头就不能正常使用；红外线感应易受背景光和阳光直射影响，有时造成非使用状态下流水；直流供电的红外线光控水龙头电池寿命短，须经常更换电池。上述诸多缺陷，在一定程度上使红外线光控水龙头推广受到影响。
本发明所述的红外光线控水龙头克服了上述诸多缺陷，实现了电路结构简洁、抗干扰能力强、工作性能可靠、电路全部使用普通电子元器件制作、造价低廉等要求。红外光线控水龙头可广泛用于酒店、宾馆、写字楼、公厕、医院、客运站、机场等公共场所。
以下详细说明本发明所述的红外线光控水龙头在实施过程中所涉及的有关技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：本发明所述的红外光线控水龙头实现了电路结构简洁、抗干扰能力强、工作性能可靠、电路全部使用普通电子元器件制作、造价低廉等要求。红外光线控水龙头可广泛用于酒店、宾馆、写字楼、公厕、医院、客运站、机场等公共场所。
电路工作原理：在红外光线控水龙头的电路中，加到水龙头的直流电压仅有l2V，对使用者不存在安全隐患。l2V直流电源提供给红外光发射管D1工作，当红外光接收管D2接收到微弱的人体红外反射信号后，将其转换成直流信号，该直流信号耦合到第一级运算放大器IC1的第3脚正输入端进行放大，运算放大器IC1的第2脚负输入端加入一个小偏置电压，防止小信号干扰。从运算放大器IC1的第3脚输出放大后的信号送到第二级运算放大器IC1的第5脚正输入端作为电压比较器，比较器的翻转电压由第二级运算放大器IC1的第6脚负输入端外接的电阻R5、电阻R6分压值决定。电阻R7是运算放大器IC1的正反馈电阻，它与电解电容C1构成延时电路，防止人体活动时红外信号中断发生中断供水现象。当第二级运算放大器IC1的第7脚输出高电平时，NPN型三极管VT1导通，控制电磁阀DCF打开水龙头放水。
技术方案：红外线光控水龙头，它包括12V直流电源、红外光发射电路和红外光接收电路、直流信号一级放大电路、直流信号二级放大及延时电路、电磁阀驱动电路，其特征在于：
红外光发射电路和红外光接收电路：它由红外光发射管D1和电阻R1、红外光接收管D2和电阻R2组成，红外光发射管D1的正极接电路正极VCC，红外光发射管D1的负极通过电阻R1接电路地GND，红外光接收管D2的正极接电路正极VCC，红外光接收管D2的负极通过电阻R2接电路地GND，红外光接收管D2的负极接直流信号一级放大电路；
直流信号一级放大电路：它由运算放大器IC1、电阻R3和电阻R4组成，运算放大器IC1第3脚接红外光接收管D2的负极，运算放大器IC1第2脚接电阻R3的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端和运算放大器IC1第8脚接电路正极VCC，电阻R4的另一端和运算放大器IC1第4脚接电路地GND，运算放大器IC1的第1脚接直流信号二级放大电路；
直流信号二级放大及延时电路：它由运算放大器IC1、硅开关二极管D3、电阻R5、电阻R6和电阻R7组成，运算放大器IC1第5脚接硅开关二极管D3的负极和电阻R7的一端，硅开关二极管D3的正极接运算放大器IC1的第1脚，运算放大器IC1第6脚接电阻R5的一端和电阻R6的一端，电阻R5的另一端接电路正极VCC，电阻R6的另一端接电路地GND，运算放大器IC1第7脚接电阻R7的另一端和电解电容C1的正极及电磁阀驱动电路，电解电容C1的负极接电路地GND；
电磁阀驱动电路：它由NPN型三极管VT1、电阻R8、电磁阀线圈DCF组成，NPN型三极管VT1的基极通过电阻R8接运算放大器IC1第7脚，NPN型三极管VT1的集电极通过电磁阀线圈DCF接电路正极VCC，NPN型三极管VT1的发射极接电路地GND；
12V直流电源正极与电路正极VCC相连，12V直流电源负极与电路地GND相连。
附图说明
附图是本发明提供的红外线光控水龙头一个实施例电路工作原理图。
具体实施方式
按照附图所示的红外线光控水龙头的电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。
元器件的选择及其技术参数
元件编号 元器件名称 技术参数 数量 备注
D1 红外光发射管 直径5mm 1只
D2 红外光接收管 直径5mm 1只
D3 硅开关二极管 1N4148 1只 玻璃钝化
IC1 运算放大器 LM358 1只 DIP直插式塑封
VT1 NPN型三极管 2SC8050、β≥120 1只
R1 电阻 1/4W、1KΩ 1只
R2 电阻 1/4W、6.8KΩ 1只
R3 电阻 1/4W、300KΩ 1只
R4 电阻 1/4W、820Ω 1只
R5 电阻 1/4W、51KΩ 1只
R6 电阻 1/4W、10KΩ 1只
R7 电阻 1/4W、47KΩ 1只
R8 电阻 1/4W、1KΩ 1只
C1 电解电容 10μF 1只 按需调整容量
DCF 电磁阀 型号：DF0618L 1套 给水口径15mm
DC 12V直流电源 8W直流稳压电源 1台
电路制作要点及电路调试
因红外线光控水龙头的电路结构比较简单，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本发明的电路基本不需要进行任何调试即可正常工作；
红外发射管和接收管安装不能太靠近，两者之间要有光隔离挡板，防止互相产生干扰而误动作；
在红外发射管和接收管前端的感光透光窗可以用深色环氧树脂材料，也可以采用深红色有机玻璃代替，它们均能较好的防止可见光干扰；
电磁阀DCF选用直流电源电压为l2V，功率约5瓦的电磁阀，也可采用洗衣机上水电磁阀代替；
适用水压为0.05～0.6MPa；
使用环境温度为0℃～45℃；
使用环境湿度为95%RH。

Claims (1)

1.一种红外线光控水龙头，它包括12V直流电源、红外光发射电路和红外光接收电路、直流信号一级放大电路、直流信号二级放大及延时电路、电磁阀驱动电路，其特征在于：
所述的红外光发射电路和红外光接收电路由红外光发射管D1和电阻R1、红外光接收管D2和电阻R2组成，红外光发射管D1的正极接电路正极VCC，红外光发射管D1的负极通过电阻R1接电路地GND，红外光接收管D2的正极接电路正极VCC，红外光接收管D2的负极通过电阻R2接电路地GND，红外光接收管D2的负极接直流信号一级放大电路；
所述的直流信号一级放大电路由运算放大器IC1、电阻R3和电阻R4组成，运算放大器IC1选用的型号为LM358，运算放大器IC1第3脚接红外光接收管D2的负极，运算放大器IC1第2脚接电阻R3的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端和运算放大器IC1第8脚接电路正极VCC，电阻R4的另一端和运算放大器IC1第4脚接电路地GND，运算放大器IC1的第1脚接直流信号二级放大电路；
所述的直流信号二级放大及延时电路由运算放大器IC1、硅开关二极管D3、电阻R5、电阻R6和电阻R7组成，运算放大器IC1第5脚接硅开关二极管D3的负极和电阻R7的一端，硅开关二极管D3的正极接运算放大器IC1的第1脚，运算放大器IC1第6脚接电阻R5的一端和电阻R6的一端，电阻R5的另一端接电路正极VCC，电阻R6的另一端接电路地GND，运算放大器IC1第7脚接电阻R7的另一端和电解电容C1的正极及电磁阀驱动电路，电解电容C1的负极接电路地GND；
所述的电磁阀驱动电路由NPN型三极管VT1、电阻R8、电磁阀线圈DCF组成，NPN型三极管VT1的基极通过电阻R8接运算放大器IC1第7脚，NPN型三极管VT1的集电极通过电磁阀线圈DCF接电路正极VCC，NPN型三极管VT1的发射极接电路地GND；
所述的12V直流电源正极与电路正极VCC相连，12V直流电源负极与电路地GND相连。
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