紅外光控自動(dòng)水龍頭的原理及制作

這款紅外光控自動(dòng)水龍頭，抗干擾能力強(qiáng)，器件少，電路簡(jiǎn)單，成本低，有興趣的不妨動(dòng)手一試。

紅外光控自動(dòng)水龍頭的控制過程：當(dāng)人手或物體接近自動(dòng)水龍頭時(shí)，紅外發(fā)射光電管發(fā)出的紅外線經(jīng)人手或物體反射到紅外接收光電管，接收光電管接收到反射的光信號(hào)后自動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)后續(xù)電路進(jìn)一步放大、整形，最后經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制電磁閥動(dòng)作打開水源，當(dāng)人手或物體離開自動(dòng)水龍頭時(shí)，接收光電管接收不到反射的光信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路斷開電磁閥電源，關(guān)閉水源。

一、電路工作原理

提供給光電發(fā)射管的工作電源常用的有兩種方式：一是采用直流電源供電方式，這種供電方式的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，成本低，但對(duì)干擾光源會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作，在強(qiáng)光下可能會(huì)完全失控，工作可靠性差。另一種是用38KHz的脈沖電源供電方式，光電接收管接收到38KHz信號(hào)，通過后續(xù)電路進(jìn)行放大，整形，提取出正確的接近信號(hào)，可以有效地排除光源干擾帶來的問題，但電路復(fù)雜、成本高、體積大，安裝位置受限制等。

電路如下圖所示，本電路提供給光電發(fā)射管的工作電源采用工頻50Hz交流電替代38KHz脈沖電源，接收光電管輸出的50Hz半波脈沖是準(zhǔn)交流信號(hào)，對(duì)變化緩慢的光源干擾能有效濾除，提高了抗干擾性能，簡(jiǎn)化了電路。

電路中，供電電源采用變壓器降壓方式，加到水龍頭的電壓僅為l2V，對(duì)使用者不存在安全隱患。l2V交流電壓一路經(jīng)R3限流，將50Hz的交流電提供給發(fā)射光電管D6工作；另一路經(jīng)全波整流穩(wěn)壓電路，將電壓穩(wěn)壓到12V，供后續(xù)電路工作用。當(dāng)接收光電管D7接收到微弱的人體反射光信號(hào)后，將其轉(zhuǎn)換成半波脈動(dòng)直流電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)C4耦合到第一級(jí)運(yùn)放的正輸入端（3腳）進(jìn)行放大，2腳負(fù)輸入端加入一個(gè)小的偏置電壓，防止小信號(hào)干擾。從3腳輸出放大后的信號(hào)經(jīng)過R8、D5、C5整形和平滑處理成為直流信號(hào)，送到第二級(jí)運(yùn)放的5腳正輸入端作為電壓比較器，比較器的翻轉(zhuǎn)電壓由第二級(jí)運(yùn)放6腳負(fù)輸入端外接的R1O、R11分壓值決定oRl2是運(yùn)放的正反饋電阻，與C5、C6共同構(gòu)成延時(shí)電路，防止人體活動(dòng)時(shí)信號(hào)中斷產(chǎn)生斷續(xù)供水現(xiàn)象。當(dāng)?shù)诙?jí)運(yùn)放級(jí)7腳輸出高電平時(shí)三極管Q1導(dǎo)通，控制電磁閥DCF打開水源。

右圖是供參考的結(jié)構(gòu)示意圖。電磁閥、電路板等部件體積較小，簡(jiǎn)單制作時(shí)，可以用一截長(zhǎng)70mm、50的PVC管材制作外殼。

二、制作注意事項(xiàng)

1、紅外發(fā)射管和接收管安裝不能太靠近，兩者之間要做光隔離，防止互相產(chǎn)生干擾誤動(dòng)作；

2、在紅外發(fā)射管和接收管前端的感光透光窗可以用黑色環(huán)氧樹脂材料，能較好防止可見光的干擾，也可以采用深紅色有機(jī)玻璃制作；3、DCF選用交流電壓為l2V，功率約5瓦的電磁閥，可采用洗衣機(jī)上水電磁閥代替；變壓器選8瓦以上功率，也可直接選用市售的成品小型穩(wěn)壓電源，去掉整流穩(wěn)壓部分即可。