Автоматический умывальник

Призыв экономить воду сейчас, когда существуют такие вещи, как счетчики потребления воды, весьма актуален. Этот автомат предназначен для включения воды только тогда, когда руки находятся в зоне под краном. Схема довольно проста и представляет собой фотоэлектронное реле с задержкой выключения, на выходе которого включен электроклапан, управляющий подачей воды (в дачном варианте это может быть и реле, включающее электронасос).

Устройство состоит из генератора ИК-вспышек, следующих с частотой около 38 кГц и фотоприемника. И то и другое расположено в одном месте и направлено в сторону «зоны мойки рук». Светодиод и фотоприемник разделены между собой оптически, чтобы свет от ИК-светодиода не мог непосредственно попадать на фотоприемник, а только по пути отражения от препятствия расположенного в «зоне мойки рук».
При поднесении рук клапан включает воду, а при отдалении рук выключает ее спустя несколько секунд. Временная задержка позволяет избежать вибрации клапана от движения рук в этой зоне или кратковременного их перемещения из этой зоны.
Схема автомата гальванически развязана от электросети, поэтому нет опасности поражения током от попадания воды на датчики.

Схема выполнена на одной микросхеме К561ЛН2, содержащей шесть инверторов. На элементах D1.3-D1.4 выполнен мультивибратор, вырабатывающий импульсы частотой 38 кГц. Эти импульсы через два инвертора D1.5 и D1.6 поступают на составной транзистор VT3, в коллекторной цепи которого включен инфракрасный светодиод HL1 (для систем дистанционного управления). Ток через светодиод ограничивается резистором R8. Подбирая сопротивление R8 можно регулировать чувствительность автомата на дальность работы.
В то время, когда отражающей поверхности перед датчиком нет, напряжение на выходе ИК-фотоприемника F1 равно логической единице, так как свет от HL1 на него не поступает. На выходе D1.1 будет ноль и транзистор VT1 будет закрыт. Так как конденсатор СЗ заряжен, то на выходе D1.2 логический ноль, следовательно, составной транзистор VT2 закрыт и клапан выключен, - закрывает подачу воды.
Когда мы подносим руки (или ставим под кран кастрюлю) свет излучаемый ИК-свето-диодом HL1 отражается и попадает на фотоприемник F1. Фотоприемник принимает сигнал, фототок частотой 38 кГц отфильтровывает и детектирует. На выходе появляется логический ноль. Значит на выходе D1.1 будет единица. Транзистор VT1 откроется и цепочкой R4-VD2 разрядит конденсатор СЗ. Напряжение на СЗ упадет до логического нуля, а на выходе D1.2 появится единица, которая откроет составной транзистор VT2. Клапан будет включен (откроет воду).
Когда мы уберем руки (или кастрюлю) отражение луча прекратится, транзистор VT1 закроется, но напряжение на СЗ достигнет логической единицы не сразу, а спустя время, которое нужно, чтобы он зарядился через резистор R5. Это время составляет несколько секунд и его можно установить оптимально для каждого конкретного случая, подобрав соответствующим образом сопротивление резистора R5. Благодаря этой задержке клапан не вибрирует при перемещении рук в зоне перед краном.
Вообще, можно сделать датчик и так, чтобы он реагировал не на руки, а на присутствие человека возле крана, расположив его ниже или выше. Тогда вода будет включаться при подходе к умывальнику на предельно близкое расстояние.
Источник питания трансформаторный. Так как клапан рассчитан на номинальное напряжение 22-25V, то соответственно и сделан источник питания. Использован готовый трансформатор с двумя включенными последовательно вторичными обмотками по 9V каждая (таким образом 18V, а после выпрямления на мосте получается около 22-23V).
Конденсаторы С2 и С4 должны быть на напряжение не ниже 25V.
Фотоприемник и ИК-светодиод можно заменить другими аналогичными, то есть, предназначенными для систем дистанционного управления теле-видео-аудио-аппаратуры.
F1 и HL1 можно расположить на одной плате, но с разных сторон, причем так чтобы между ними была непрозрачная перегородка (из окрашенной и непротравленной части этой платы).
Налаживание на дальнодействие датчика - подбором сопротивления R8.

Лучков В.
Радиоконструктор, 01 2010г