卫生间自动冲水器
[转贴 2009-05-24 23:37:51]
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。
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。
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