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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Одноместный электромобиль 01.07.2008 Выпуск одноместного трехколесного электромобильчика налажен в Германии. При мощности электродвигателя 4,5 киловатта машинка массой 290 килограммов развивает скорость до 65 километров в час, а емкости трех свинцовых аккумуляторов хватает на 70-90 километров, чего обычно вполне достаточно для повседневных поездок по городу. Расходуемая электроэнергия обходится в 13-15 раз дешевле, чем стоил бы бензин для подобного экипажа. Электромобиль можно встретить на дорогах не только Германии, но и Швеции, Дании и Франции. Водить его разрешается с 16 лет, но юным водителям дозволена скорость не более 45 километров в час.

Другие интересные новости:

▪ 7-нм процессоры Ryzen Pro 4000 для бизнес-ноутбуков

▪ Портативная игровая консоль KT R1

▪ Сенсор из любой поверхности

▪ Квантовый приемник, работающий на любой радиочастоте

▪ Ледоколы должны плавать задом наперед

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аудио и видеонаблюдение. Подборка статей

▪ статья Теренс Маккенна. Знаменитые афоризмы

▪ статья Какое множество чисел равняется единице в Великобритании в юридическом смысле? Подробный ответ

▪ статья Стило. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Применение АЦП КР572ПВ5. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Опыты с сухим льдом. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025