Устройство автоматической подачи воды для мытья рук. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

Чтобы экономить ресурсы планеты и собственный бюджет, можно изготовить несложное устройство, которое сократит расход воды, электричества, топлива при такой обыденной операции, как мытье рук, споласкивание посуды в проточной воде. Его можно смонтировать как в жилом помещении, так и на улице на приусадебном участке, на хоздворе, в общественном месте. Устройство, когда это необходимо, автоматически подает воду на несколько секунд. Например, если мытье рук занимает две минуты, то обычно вода льется из крана все это время. С устройством автоматической подачи воды его можно сократить до 15...30 с.

Схема предлагаемого устройства представлена на рис. 1. В качестве основы применен готовый промышленный блок управления от тепловой сушилки рук - "электрополотенца", многие встречались с подобными аппаратами в общественных местах. Схема составлена по печатной плате, нумерация элементов условная, так как позиционные обозначения на плате отсутствовали. При трансформации устройства из "сушилки" в "поливалку" в него внесены незначительные изменения и усовершенствования. Поскольку управляющий блок не содержит каких-либо уникальных деталей, аналогичную конструкцию нетрудно изготовить самостоятельно, не используя готовый модуль заводского производства.

Рис. 1. Схема устройства (нажмите для увеличения)

Напряжение сети переменного тока 230 В поступает на подключенную к выходу устройства нагрузку через плавкую вставку FU1, замкнутые контакты выключателя SB1 и открытый симистор VS1. Нагрузкой последнего служат два электромагнитных впускных клапана K1, K2, лампа накаливания EL1 и резистор R7. При отсутствии напряжения на выводах обмоток электромагнитные клапаны перекрывают подачу холодной и горячей воды. Лампа накаливания предназначена для подсветки мойки. Варистор RU1 уменьшает вероятность повреждения обмоток электроклапанов высоким напряжением из-за выбросов напряжения самоиндукции при отключении питания.

На фотодиоде VD1 и излучающем ИК-диоде VD2 собран датчик приближения, работающий на отражение. На логическом элементе DD1.2 и элементах R12, R15, C4, VD3 выполнен генератор коротких импульсов, следующих с частотой примерно 145 Гц при скважности около 10. Когда на выходе DD1.2 (вывод 4) лог. 0, транзистор VT3 открыт, через излучающий диод VD2 протекает ток. При попадании на фотодиод VD1 отраженного, например, от рук, импульса света от VD2 транзисторы VT1, VT2 кратковременно открываются, и если в это же время на выводах 1 и 2 элемента DD1.1 будет лог. 1, то на его выходе (вывод 3) будет напряжение низкого уровня. То есть работа фотореле синхронизирована с работой генератора на DD1.2, что улучшает помехозащищенность фотодатчика.

При лог. 0 на выходе DD1.1 через токоограничивающий резистор R11 и диод VD4 заряжается конденсатор C5. На выходе элемента DD1.3 появляется уровень лог. 1. Следом через R18 и VD9 заряжается конденсатор C9, на выходе DD1.4 появляется лог. 0, и транзистор VT4 открывается. Вместе с ним открывается фотосимистор оптрона U1, а затем и мощный высоковольтный симистор VS1. В результате на обмотки электромагнитных клапанов K1, K2 поступает напряжение сети 230 В, что разблокирует подачу воды. Время, в течение которого она будет течь после пропадания на входе фотодатчика отраженных ИК-имульсов, зависит от параметров времязадающей цепи R20C9 (при указанных на схеме номиналах - около 7 с).

При включении устройства в сеть светодиод HL1 светит слабым зеленым цветом, а во время, когда на нагрузку поступает напряжение питания, - ярким желтым. Цепь C3R4 для современных симисторов не обязательна, а если не планируется устанавливать лампу накаливания EL1, то ее и вовсе следует отключить. Дроссель L1 незначительно снижает возможные помехи от работы симисторного коммутатора тока, а также, как и цепь C3R4, уменьшает вероятность открывания симистора VS1 из-за импульсных помех в сети питания. При наличии такой проблемы на входе питания устройства можно смонтировать обычный LC-фильтр.

По сравнению с исходным вариантом в устройство внесены следующие изменения:

- дополнительно введены варистор RU1, резисторы R8, R19, светодиод HL1, дроссель L1;
- вместо R4 с номинальным сопротивлением 56 Ом и мощностью рассеяния 0,125 Вт установлен резистор с номиналом 180 Ом и мощностью рассеяния 1 Вт;
- резистор R9 (56 Ом, 0,125 Вт) заменен резистором с номиналом 68 Ом (0,5 Вт);
- резисторы R6, R10 и R20 (номинальным сопротивлением соответственно 620 Ом, 10 и 470 кОм) заменены резисторами с той же мощностью рассеяния и номиналами 470 Ом, 3,3 кОм и 2,2 МОм;
- вместо конденсаторов C7 (220 мкФ) и C9 (1 мкФ) установлены конденсаторы емкостью соответственно 1000 и 4,7 мкФ.

Большинство деталей смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита (рис. 2). Вид монтажной платы со стороны установки деталей показан на рис. 3. В качестве водяных электромагнитных клапанов K1, K2 могут быть применены одиночные клапаны для автоматических стиральных машин или аналогичные со свободно закрытым состоянием, рассчитанные на управление напряжением 230 В переменного тока. Желательно предусмотреть резервирование - каждую ветку подачи воды должны в этом случае перекрывать два клапана, вода через которые проходит последовательно. Для подключения клапанов к системе водоснабжения не применяйте гофрированные шланги - они трескаются. Подойдут толстые резиновые. Смеситель, ручные регулировочные и отсекающие краны должны быть соединены с цепью заземления.

Рис. 2. Печатная плата

Рис. 3. Монтажная плата

Использовать в качестве последнего "нулевой" провод недопустимо.

Резисторы R4, R9, R17 - импортные невозгораемые, подойдут также отечественные Р1-7 или проволочные в керамическом корпусе. Остальные резисторы - МЛТ, ОМЛТ, РПМ, С1-4, С2-14, С2-23 или аналоги с соответствующей мощностью рассеяния. Варис-тор RU1 - отечественный дисковый СН2-1А на классификационное напряжение 560 В, его можно заменить импортными FNR-10K561, FNR-14K561, INR14D561, ENC561 или другим подобным. Конденсаторы C2, C3, C6 - с номинальным напряжением переменного тока 275 В или постоянного тока не менее 630 В. Оксидные конденсаторы - К50-68, К53-14, К53-19 или аналоги.

Вместо диодов 1 N4148 подойдут любые из 1SS176S, 1SS244, 1N914, КД510А и серий КД521, КД522. Выпрямительные диоды 1 N4007 заменимы любыми из 1N4001 - 1N4006, UF4001 -UF4007, серий КД209, КД243, КД247, стабилитрон 1 N5349 - P6KE12A, 1PMT5927BT3.

Замена микросхемы HEF4093BP - CD4093A, CD4093B, К561ТЛ1, КР1561ТЛ1. Вместо транзисторов KTC9012 можно применить любые из серий SS9012, 2SA1150, 2SB1116, КТ6115 (на месте VT3 желательно установить экземпляр с возможно большим коэффициентом передачи тока базы). Маломощную оптопару MOC3021 можно заменить любой из серий S21ME3, S21ME3F, S21ME4, S21ME4F (цоколевка одинаковая). Симистор BTB12-600C (установлен на ребристый дюралюминиевый теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности около 8 см²) можно заменить на 2N6344, MAC8M, MAC8N, MAC15N, MAC218A6FP, MAC320, BTA10-600C, BTA08-600SW, BTB06-600BW. Поскольку в этой конструкции отсутствует принудительное воздушное охлаждение, максимальная мощность нагрузки симистора не должна превышать 300 Вт.

Двухцветный светодиод L-59GYW желтого/зеленого цветов свечения можно заменить любым аналогичным с общим катодом или двумя обычными светодиодами непрерывного свечения без встроенных резисторов. Установленные в переделываемой конструкции излучающий диод ИК-диапазона VD2 и фотодиод VD1 - неизвестных марок. При изготовлении устройства "с нуля" в качестве первого можно применить любой импортный излучающий диод из неисправного или ненужного ПДУ, в качестве второго подойдет любой ИК-фотодиод с линзой диаметром 5 мм черного или темно-красного цвета.

Для увеличения чувствительности вместо фотодиода можно установить кремниевый ИК-фототранзистор с темной линзой, например L610MP4BT/BD. Подобные фототранзисторы можно встретить в старых видеомагнитофонах, полноразмерных VHS видеокамерах и старых устройствах чтения гибких магнитных дисков. Если фотодатчик будет размещен на удалении от монтажной платы, то фототранзистор подключают изолированным экранированным проводом.

Держатель плавкой вставки FU1 - ДВП-4, ДВП-7. Выключатель питания - любой с двумя группами контактов, рассчитанный на коммутацию тока не менее 4 А при напряжении сети 250 В, например, ПКн-41-1-2, KDC-A04, ESB99902S. Дроссель L1 представляет собой П-образную проволочную перемычку, на которую надеты две ферритовые трубки длиной 15...25 мм или Ш-образный ферритовый магнитопровод размерами 6x8x2 мм.

Безошибочно изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу после включения в сеть. Со штатным фотодиодом и резисторами R1, R2 с указанными на схеме номиналами устройство реагирует на отраженные от ладони импульсы излучающего ИК-диода с расстояния примерно 35 см. С фототранзистором чувствительность будет выше. Заменой R20 резистором большего или меньшего сопротивления можно соответственно увеличить или уменьшить время выдержки.

Все элементы конструкции имеют гальваническую связь с сетью переменного тока 230 В, поэтому должны быть надежно защищены от попадания воды. Для предварительной настройки устройства вместо ее подключения к сети можно воспользоваться лабораторным блоком питания с выходным напряжением 18 В постоянного тока (например, одним из описанных в [1, 2]), подключив его выход через резистор сопротивлением 150 Ом (1 Вт) с соблюдением полярности к выводам стабилитрона VD10. Работу устройства в этом случае можно контролировать по изменению цвета свечения светодиода HL1. Из этой конструкции можно сделать удачный симбиоз с устройством [3], эксплуатируя их совместно.

Литература

1. Бутов А. Лабораторный блок питания с защитой на самовосстанавливающихся предохранителях. - Радио, 2005,№10, с. 54-57.
2. Бутов А. Импульсный лабораторный блок питания на LM2575T-Adj. - Радио, 2010, №3, с. 23, 24.
3. Бутов А. Сигнализатор повышенной влажности воздуха. - Радио, 2015, № 1, с. 49-51.

Автор: А. Пахомов

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Успеху графена мешают частицы кремния 16.12.2018 Выйдя из лабораторий в массовое производство, графен должен был произвести революцию. Однако и графен, и оксид графена уже несколько лет производят в промышленных масштабах, а ожидаемого прорыва так и не произошло. Устройства, в которых используется графен, до сих пор показывали совсем не такие превосходные результаты, как ожидалось. Сырьем для промышленного производства графена служит очищенная от примесей разновидность графита. Рухолла Джалили (Rouhollah Jalili), Дорна Исрафилзаде (Dorna Esrafilzadeh) и их коллеги из Мельбурнского королевского технологического университета и иранского НИИ фундаментальных наук сравнили два графена: промышленный и тот, который создали в лаборатории из чистейшего графита. Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия показала, что во всех коммерческих образцах есть примеси кремния. Частицы кремния попадают в графен из исходного сырья, поясняют авторы в недавней публикации в Nature. Ситуацию усугубляет то, что коммерческие производители графена перешли на относительно дешевое сырье, которое как раз и содержит примеси. А чем же вредит кремний графену? Специалисты считают, что кремний, в частности, препятствует взаимодействию молекул жидкостей с поверхностью двумерного материала. В итоге сенсоры влажности на основе графена оказываются не такими чувствительными, как в теории, а конденсаторы из графена с примесями имеют меньшую емкость. Исследователи попытались очистить коммерческий графен от кремния в растворе щелочи, однако слой загрязнителя оказался прочным, а едкий раствор нарушал структуру двумерного материала. Так что единственный способ избежать загрязнения - это использовать сверхчистое сырье. Авторы работы создали и протестировали датчик влажности и конденсатор из почти идеального по чистоте графена. Характеристики датчика оказались лучше, чем у каких-либо других известных сенсоров из двумерного материала, а конденсатор и вовсе оказался с рекордной емкостью, почти совпадающей с той, что предсказана теоретически.

Другие интересные новости:

▪ Придорожные магнитные листья

▪ Цифровой чип AmberSemi для прямого преобразования переменного тока в постоянный

▪ Магнитная коробка передач без шестеренок

▪ Высокоскоростной цифро-аналоговый преобразователь ISL5627

▪ NFC-микросхема Infineon NLM0011 для управления LED-драйверами

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Синтезаторы частоты. Подборка статей

▪ статья Сам себя высек, унтер-офицерская вдова сама себя высекла. Крылатое выражение

▪ статья Чем объясняются видимые многими людьми летающие в воздухе бесцветные мушки? Подробный ответ

▪ статья Пижма обыкновенная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Катушка-удлинитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электрооборудование лифтов. Заземление (зануление). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026