本例介绍的卫生间自动冲水器,采用红外反射控制技术,它在人体离开便池后自动打开冲水装置。将其用于医院等公共场所,既可节约用水,又可以防止交叉感染,避免疾病的传播。
电路工作原理
该卫生间自动冲水器电路由电源电路、红外发射电路、红外接收电路、译码器电路、延时控制电路、led指示电路和控制执行电路组成,如图9-129所示。
电源电路由熔断器fu、电容器cl、c2、电阻器rl、稳压二极管vs和整流二极管vdl组成。
红外发射电路由时基集成电路lcl、电阻器r2、r3、电位器rpl、电容器c3和红外发光二极管vll组成。
红外接收电路由红外光敏二极管vd2、红外信号处理集成电路ic2、电阻器r4、r5、电容器c4-c6和电位器rp2组成。
译码器电路由音频译码器集成电路ic3、电阻器r6、r7和电容器c7-clo组成。
延时控制电路由运算放大器集成电路ic4(nl-n3)内部的nl、n3、电阻器r9-r12、r14-r16、晶体管vl-v3、电容器cll、cl2、电位器rp3和二极管vd3、vd4组成。
led指示电路由电阻器r8、r13、运算放大器n2和发光二极管vl2、vl3组成。
控制执行电路由晶闸管vt、整流桥堆ur、电磁水阀yv、二极管vd5和热敏电阻器rt组成。
交流220v电压一路经rt加至由vt和ur组成的串联回路上;另一路经cl降压、vs稳压、vdl整流及c2滤波后,为整机电路提供9v直流工作电压。
由icl和rp1、r2、c3组成的振荡器通电工作后,从ic1的3脚输出高频振荡脉冲信号,驱动vll发射出调制红外光。
平时 (卫生间无人时)vd2接收不到vll发射的红外光,ic3的8脚输出高电平,vl2点亮,运算放大器nl和n3输出低电平,n2输出高电平,vl3不发光,v处于饱和导通状态,vl、v3和vt处于截止状态,yv不工作。
当有人进入卫生间时,vl1发射的红外光经人体反射回来一部分,vd2接收到人体反射的红外光并将其转换为电信号,此电信号经lc2内电路放大、整形处理后,从7脚输出矩形波信号,vl2熄灭。同时cll经r9对1c3的8脚放电,当cll两端电压低于nl正相输入端的基准电压 (3v左右)时,nl输出高电平,使v2导通,其集电极由高电平变为低电平,cl2经rp3和v2放电;n2输出低电平,使vl3点亮。
当人离开卫生间时,ic3的8脚由低电平变为高电平,nl输出低电平,v2截止,n2、n3输出高电平,vl3熄灭,v3饱和导通,其发射极输出触发电压,使vt受触发而导通,yv通电开始放水;同时cl2经rp3和r14缓慢充电,当ci2两端电压达到vl的导通电压时,vl导通,n3因正相输入端电压低于反相输大端电压而输出低电平,v3和vt截止,yv断电停止工作。
rt起保护作用。当放水时间过长,rt发热后阻值迅速增大,使vt强制关断,防止yv长期通电工作而损坏。
调节rpl和rp2的阻值,可改变红外控制的灵敏度。
调节rp3的阻值,可改变yv延时工作的时间。
元器件选择
rl-r16选用1/4w金属膜电阻器或碳膜电阻器。
rt选用功率型ptc热敏电阻器。
rpl-rp3选用超小型合成碳膜电位器或可变电阻器。
cl选用耐压值为450v的cbb电容器;c2、c4、c5、c8、c9、cll和cl2均选用耐压值为l6v的铝电解电容器;c3和c6选用高频瓷介电容器或玻璃釉电容器;c7和clo选用独石电容器或涤纶电容器。
vdl和vd5均选用1n4007型硅整流二极管;vd2选用ph302型红外光敏二极管;vd3和vd4均选用ln4148型硅开关二极管。
vs选用lw、9.2v的硅稳压二极管。
vll选用se303型红外发光二极管;vl2和vl3均选用43mm的高亮度发光二极管。
ur选用2a、400v的整流桥堆,也可用4只1n5406桥接后代替。
vl-v3选用s9013或s9014型硅npn晶体管。
vt选用tlc336a型双向晶闸管。
icl选用ne555型时基集成电路;ic2选用cx2o106型红外信号处理集成电路;ic3选用lm567型锁相环音频译码器集成电路;ic4选用lm324型运算放大器集成电路。
yv选用交流220v电磁水阀,其口径应为40-5omm。