触摸式水龙头节水开关的设计方案

触摸式水龙头节水开关的设计方案

　这里介绍的手摸式水龙头l节水开关，与普通水龙头开关比较，具有使用方便、灵敏、卫生、可靠。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。
一、工作原理
　　手摸式水龙头节水开关的电路如图1所示。功率开关lC和少量几个外围元器件构成了一个触摸式电子开关。220V交流电经电源变压器T降压、晶体二极管VDl、VD2全波整流和电容器C滤波后，输出约12V直流电压，供lC控制电路工作。平时，晶体三极管VTl、VT2均呈截止状态，功率开关集成电路的控制端第⑤脚无输人电压，lc内部开关电路断开，电磁继电器K不吸合，整个电路处于待机状态。
　　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VTl导通，功率开关集成电路的第⑤脚获得≥1 6V的输入电压，控制其内部开关电路导通，使第②、③脚输出直流电压。该电压一方面经电阻器R反馈到1c的第⑤脚，使人手离开触摸片后，lC内部开关电路仍保持导通状态，实现电路导．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，lC的第⑤脚输入电压下降至开启阈值电压(1L6v)以下， IC内部开关电路断开，电磁继电器K释放，电磁阀断电关闭，水龙头停止出水。此时，电路恢复到原来的待机工作状态。
二、元器件选择
　　lC选用TWFl8778型功率开关集成电路，它采用TO－220五脚塑封包装，外形及引脚排列如图2(a)所示。TWH8778的内部设有过压、过热、过流等保护电路，其内部电路框图如图2(b)所示。TWH8778可在28V／1A以下做高速开关。它只需在"控制"端(第⑤脚)加上约1. 6V(最大值6V)电压，就能快速控制输出端(第②、③脚)负载电源的通断，控制极输人电流仅50pA左右。 TWH8778也可用外形、功能完全一样的同类产品QT3353来直接代换。
　　K用JQX－4F型中功率电磁继电器，触点形式为4H那种，使用时将4组常开触点全部并联起来，以增大带负1载能力。电磁阀可选用DF－1型交流220V二位二通汽液电控阀，其通径大j小根据所要控制的供水管口径尺寸适I配选择。
三、制作与使用
　　图3所示是该手摸式水龙头节水开关的印制电路板接线图，印制电路板实际尺寸约为65mm×50mm。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。 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。由于本开关触发灵敏度较高，若触摸金属片与晶体三极管VTl、VT2之间的引线较长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VTl、VT2直接焊在触摸金属片的背面(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。