教你做手摸式水龍頭節(jié)水開關(guān)
出處:電子工程師小李 發(fā)布于:2018-09-12 15:53:33 | 23232 次閱讀
弄懂工作原理
手摸式水龍頭節(jié)水開關(guān)的電路如圖35-1所示。功率開關(guān)集成電路A和少量幾個(gè)外圍元器件構(gòu)成了一個(gè)觸摸式電子開關(guān),具有電路簡單、工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。
220V交流電經(jīng)電源變壓器T降壓、晶體二極管VD1、VD2全波整流和電容器C濾波后,輸出約12V直流電壓,供手摸開關(guān)控制電路工作。平時(shí),晶體三極管VT1、VT2均呈截止?fàn)顟B(tài),功率開關(guān)集成電路A的控制端第5腳無輸入電壓,功率開關(guān)集成電路A內(nèi)部開關(guān)電路斷開,其輸出端第2、3腳所接電磁繼電器K無電不吸合,整個(gè)電路處于待工作狀態(tài)。
當(dāng)用手觸摸一下“開”金屬片時(shí),人體從周圍空間感應(yīng)到的各種雜波(主要是50Hz交流電)信號(hào)便會(huì)使晶體三極管VT1導(dǎo)通,功率開關(guān)集成電路A的控制端第5腳獲得≥1.6V的輸入電壓,控制其內(nèi)部開關(guān)電路導(dǎo)通,使輸出端第2、3腳輸出直流電壓。該電壓一方面經(jīng)電阻器R反饋到功率開關(guān)集成電路A的控制端第5腳,使人手離開觸摸片后,功率開關(guān)集成電路A內(nèi)部開關(guān)電路仍保持導(dǎo)通狀態(tài),實(shí)現(xiàn)了電路導(dǎo)通狀態(tài)的“自鎖”;另一方面,驅(qū)動(dòng)電磁繼電器K吸合,使其常開觸點(diǎn)KH控制的電磁閥通電打開,水龍頭自動(dòng)出水。
當(dāng)用手觸摸一下“關(guān)”金屬片時(shí),人體感應(yīng)的微弱電信號(hào)使晶體三極管VT2導(dǎo)通,功率開關(guān)集成電路A的控制端第5腳輸入電壓下降至開啟電壓閾值1.6V以下,功率開關(guān)集成電路A內(nèi)部開關(guān)電路斷開,其輸出端第2、3腳所接電磁繼電器K斷電釋放,電磁閥亦斷電關(guān)閉,水龍頭停止出水。此時(shí),電路恢復(fù)到原來的待工作狀態(tài)。
準(zhǔn)備好元器件
本制作共用了10個(gè)元器件,備料清單見表35。
A選用TWH8778或QT3353型功率開關(guān)集成電路,其外形和引腳排列圖、內(nèi)部功能方框圖等見圖7-2,性能和參數(shù)見相應(yīng)的文字介紹部分。
VT1、VT2均用9014(集電極允許電流ICM=100mA,集電極允許功耗PCM=310mW)或3DG8型硅NPN小功率三極管,要求電流放大系數(shù)β>100。VD1、VD2均用1N4001或1N4007型硅整流二極管。
R用RTX-1/8W型碳膜電阻器,標(biāo)稱阻值為51kΩ。C用CD11-25V型電解電容器,標(biāo)稱容量為470μF。
K用JQX-4F型中功率電磁繼電器,宜選工作電壓12V、觸點(diǎn)形式為4H的那種,使用時(shí)將4組常開觸點(diǎn)全部并聯(lián)起來,以增大帶負(fù)載能力。電磁閥可選用DF-1型交流220V二位二通汽液電控閥。T用市售輸入電壓是220V、輸出電壓是雙12V、額定輸出功率是3W的小型優(yōu)質(zhì)成品電源變壓器,要求長時(shí)間通電不過發(fā)熱。
制作與使用
圖35-2所示是該手摸式水龍頭節(jié)水開關(guān)的印制電路板接接圖,印制電路板實(shí)際尺寸約為65mm×50mm。印制電路板也可直接采用相同大小的單孔“洞洞板”,并充分利用元器件引腳飛線連接,以省去加工專用印制電路板的麻煩。
焊接好的電路板連同電源變壓器T一塊裝入體積合適的絕緣小盒內(nèi),并通過雙股電線分別外接電磁閥和220V交流電源。
觸摸金屬片可用黃銅片或不銹鋼片加工制作,將它剪成φ25mm的兩個(gè)圓形片,并用強(qiáng)力膠粘貼在一塊采用塑料或有機(jī)玻璃板加工制成的操作面板上。操作面板相應(yīng)觸摸金屬片的旁邊應(yīng)標(biāo)出“開”和“關(guān)”字樣,以方便操作。
由于本開關(guān)觸發(fā)靈敏度較高,觸摸金屬片與晶體三極管VT1、VT2之間的引線較長時(shí),即會(huì)發(fā)生干擾失靈現(xiàn)象。為此,筆者通過反復(fù)實(shí)驗(yàn),將晶體三極管VT1、VT2直接焊在了觸摸金屬片的背面(如圖虛線框內(nèi)所示),然后通過三根電線(長度不限)與控制盒內(nèi)電路板相連,簡單而又巧妙地解決了這一問題。
該手摸式水龍頭節(jié)水開關(guān)電路簡單,只要元器件質(zhì)量有保證,焊裝正確,無需任何調(diào)試即可正常工作。
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