教你做手摸式水龙头节水开关

出处:电子工程师小李 发布于:2018-09-12 15:53:33 | 2564 次阅读

   这里介绍的手摸式水龙头节水开关,与普通水龙头开关相比较,具有使用方便、灵敏、卫生、可靠和无跑、冒、滴、漏现象,缺点是水量大小不能控制。由于该开关是完全密封的,因此在北方的冬季可以把它包裹起来,在0℃以下成为不结冰水龙头开关,具有普遍推广价值。
  弄懂工作原理
  手摸式水龙头节水开关的电路如图35-1所示。功率开关集成电路A和少量几个外围元器件构成了一个触摸式电子开关,具有电路简单、工作稳定可靠等特点。
 

  图35-1 手摸式水龙头节水开关电路图
  220V交流电经电源变压器T降压、晶体二极管VD1、VD2全波整流和电容器C滤波后,输出约12V直流电压,供手摸开关控制电路工作。平时,晶体三极管VT1、VT2均呈截止状态,功率开关集成电路A的控制端第5脚无输入电压,功率开关集成电路A内部开关电路断开,其输出端第2、3脚所接电磁继电器K无电不吸合,整个电路处于待工作状态。
  当用手触摸一下“开”金属片时,人体从周围空间感应到的各种杂波(主要是50Hz交流电)信号便会使晶体三极管VT1导通,功率开关集成电路A的控制端第5脚获得≥1.6V的输入电压,控制其内部开关电路导通,使输出端第2、3脚输出直流电压。该电压一方面经电阻器R反馈到功率开关集成电路A的控制端第5脚,使人手离开触摸片后,功率开关集成电路A内部开关电路仍保持导通状态,实现了电路导通状态的“自锁”;另一方面,驱动电磁继电器K吸合,使其常开触点KH控制的电磁阀通电打开,水龙头自动出水。
  当用手触摸一下“关”金属片时,人体感应的微弱电信号使晶体三极管VT2导通,功率开关集成电路A的控制端第5脚输入电压下降至开启电压阈值1.6V以下,功率开关集成电路A内部开关电路断开,其输出端第2、3脚所接电磁继电器K断电释放,电磁阀亦断电关闭,水龙头停止出水。此时,电路恢复到原来的待工作状态。
  准备好元器件
  本制作共用了10个元器件,备料清单见表35。
 

  教你做手摸式水龙头节水开关
  A选用TWH8778或QT3353型功率开关集成电路,其外形和引脚排列图、内部功能方框图等见图7-2,性能和参数见相应的文字介绍部分。
  VT1、VT2均用9014(集电极最大允许电流ICM=100mA,集电极最大允许功耗PCM=310mW)或3DG8型硅NPN小功率三极管,要求电流放大系数β>100。VD1、VD2均用1N4001或1N4007型硅整流二极管。
  R用RTX-1/8W型碳膜电阻器,标称阻值为51kΩ。C用CD11-25V型电解电容器,标称容量为470μF。
  K用JQX-4F型中功率电磁继电器,宜选工作电压12V、触点形式为4H的那种,使用时将4组常开触点全部并联起来,以增大带负载能力。电磁阀可选用DF-1型交流220V二位二通汽液电控阀。T用市售输入电压是220V、输出电压是双12V、额定输出功率是3W的小型优质成品电源变压器,要求长时间通电不过发热。
  制作与使用
  图35-2所示是该手摸式水龙头节水开关的印制电路板接接图,印制电路板实际尺寸约为65mm×50mm。印制电路板也可直接采用相同大小的单孔“洞洞板”,并充分利用元器件引脚飞线连接,以省去加工专用印制电路板的麻烦。
  焊接好的电路板连同电源变压器T一块装入体积合适的绝缘小盒内,并通过双股电线分别外接电磁阀和220V交流电源。
 

  图35-2 手摸式水龙头节水开关印制电路板图
  触摸金属片可用黄铜片或不锈钢片加工制作,将它剪成φ25mm的两个圆形片,并用强力胶粘贴在一块采用塑料或有机玻璃板加工制成的操作面板上。操作面板相应触摸金属片的旁边应标出“开”和“关”字样,以方便操作。
  由于本开关触发灵敏度较高,触摸金属片与晶体三极管VT1、VT2之间的引线较长时,即会发生干扰失灵现象。为此,笔者通过反复实验,将晶体三极管VT1、VT2直接焊在了触摸金属片的背面(如图虚线框内所示),然后通过三根电线(长度不限)与控制盒内电路板相连,简单而又巧妙地解决了这一问题。
  该手摸式水龙头节水开关电路简单,只要元器件质量有保证,焊装正确,无需任何调试即可正常工作。
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