1.18 节水型红外线自动开关水龙头电路

当有人洗手时，水龙头自动开启；手离开时会自动停水。该装置不仅节水，还可避免手触摸水龙头带来的交叉感染，防止疾患出现，适用于车站、公厕、医院、旅馆等公众场所。

该电路包括红外脉冲调制发射器，红外接收、译码电路，单稳态触发器，光电隔离器和晶闸管控制电路等，如图1-18所示。

图1-18 节水型红外线自动开关水龙头电路

红外脉冲调制发射器是以时基电路555为核心组成的，它与R1、R2、VD1、C1等组成一个无稳态多谐振荡器，其谐振频率为

fc=1.44/（R1+R2）C1

图1-18中参数的振荡频率为40kHz（实际为39.889kHz）。由于VD1的接入，使振荡脉冲的占空比（D=t充/T）为25%左右，即正脉冲宽变仅占振荡周期的25%。这样经VT1驱动，使红外发光二极管发出很窄的红外光束，即对红外光进行了脉冲调制。这种方式具有功耗低、发光效率高、发光管使用寿命长等优点。

红外接收、译码电路由红外光敏三极管VT2和IC2专用红外接收集成电路等组成。红外光敏三极管采用3DU系列器件（如3DU31、3DU212等），它能将一定的光照信号转换成光电流，光敏三极管的光电流比具有相同集电极的光敏二极管的光电流大hFE倍，使光电灵敏度大为提高。

IC2采用CX20106（KA2184），它内含前置放大、限幅放大、检波、积分、比较整形器和带通滤波网络（30～60kHz），通过调节RP1，可使中心频率与发射的红外调制频率40kHz相一致。

在开机状态下，当有人伸手接近水龙头时，光敏三极管VT2接收到反射的红外光束，IC2的7引脚的输出便由高电平转为低电平，使IC3触发置位。

IC3采用时基电路555，它与R7、C7等组成单稳态触发器。平时，由于555的2引脚通过R6接UDD，被钳定在高电平，使555处于复位状态，3引脚输出低电平，IC5无电流不工作；当有人接近水龙头时，IC2的输出转呈低电平（小于），使555翻转置位，3引脚输出转呈高电平，使IC5的发光二极管得电发光。

IC5为光耦合晶闸管开关，它能使控制端与输出端可靠隔离。它的初级一侧为发光二极管，另一侧为光敏双向开关器件，当它收到发光二极管的光照时，该双向开关器件导通，触发外接的双向晶闸管SCR，使负载DF-1接入交流220V闭合回路中，电磁阀通电动作，将阀门打开，自来水流出。

在洗手期间，VT2持续接收反射光，IC2输出持续呈低电位，IC3输出呈高电位，光电耦合器IC5工作，电磁阀DF-1通电，阀门放水。当人离开后，为将洗过手（或物）的脏水冲掉，设计了约10s的延时放水时间，该时间取决于单稳态触发器的延时，即单稳态的暂稳时间

td=1.1R7C7

图1-18中的参数设计为10s。

为保证电路能正常运行，在元器件选择上应注意以下几点：变压器T采用降压变压器，次级输出为12V；红外发光二极管LED1、LED2可选用TIL38（峰值电流可达400mA）、TLN104、107（峰值电流600mA）或LD271等；光敏三极管VT2可选用3DU31、3DU212、3DU322等；光电耦合器IC5可选用MOC3020～MOC3022等；双向晶闸管SCR选用反向击穿电压不低于400V的器件；电磁阀选用DF-1型交流220V电磁阀；VC选用1A/25V的硅全桥整流器SQ1A、QL60A或1CQ5型等。

调试时，调节RP1，使IC2的中心频率与红外发射调制频率一致即可，其余元器件无须调整。