觸摸式水龍頭節(jié)水開關(guān)的設計方案

　這里介紹的手摸式水龍頭l節(jié)水開關(guān)，與普通水龍頭開關(guān)比較，具有使用方便、靈敏、衛(wèi)生、可靠。缺點是水量大小不能控制。由于該開關(guān)是完全密封的，因此在北方的冬季可以把它包裹起來，在0℃以下成為不結(jié)冰水龍頭開關(guān)，具有普遍推廣價值。
一、工作原理
　　手摸式水龍頭節(jié)水開關(guān)的電路如圖1所示。功率開關(guān)lC和少量幾個外圍元器件構(gòu)成了一個觸摸式電子開關(guān)。220V交流電經(jīng)電源變壓器T降壓、晶體二極管VDl、VD2全波整流和電容器C濾波后，輸出約12V直流電壓，供lC控制電路工作。平時，晶體三極管VTl、VT2均呈截止狀態(tài)，功率開關(guān)集成電路的控制端第⑤腳無輸人電壓，lc內(nèi)部開關(guān)電路斷開，電磁繼電器K不吸合，整個電路處于待機狀態(tài)。
　　當用手觸摸一下"開"金屬片時，人體從周圍空間感應到的各種雜波(主要是50Hz交流電)信號，便會使晶體三極管VTl導通，功率開關(guān)集成電路的第⑤腳獲得≥1 6V的輸入電壓，控制其內(nèi)部開關(guān)電路導通，使第②、③腳輸出直流電壓。該電壓一方面經(jīng)電阻器R反饋到1c的第⑤腳，使人手離開觸摸片后，lC內(nèi)部開關(guān)電路仍保持導通狀態(tài)，實現(xiàn)電路導．通狀態(tài)的"自鎖"．另一方面，驅(qū)動電磁繼電器K吸合，使其常開觸點KH控制的電磁閥通電打開，水龍頭自動出水。
　　當用手觸摸一下"關(guān)"金屬片時，人體感應的微弱電信號使晶體三極管VT2導通，功率開關(guān)，lC的第⑤腳輸入電壓下降至開啟閾值電壓(1L6v)以下， IC內(nèi)部開關(guān)電路斷開，電磁繼電器K釋放，電磁閥斷電關(guān)閉，水龍頭停止出水。此時，電路恢復到原來的待機工作狀態(tài)。
二、元器件選擇
　　lC選用TWFl8778型功率開關(guān)集成電路，它采用TO－220五腳塑封包裝，外形及引腳排列如圖2(a)所示。TWH8778的內(nèi)部設有過壓、過熱、過流等保護電路，其內(nèi)部電路框圖如圖2(b)所示。TWH8778可在28V／1A以下做高速開關(guān)。它只需在"控制"端(第⑤腳)加上約1. 6V(最大值6V)電壓，就能快速控制輸出端(第②、③腳)負載電源的通斷，控制極輸人電流僅50pA左右。 TWH8778也可用外形、功能完全一樣的同類產(chǎn)品QT3353來直接代換。
　　K用JQX－4F型中功率電磁繼電器，觸點形式為4H那種，使用時將4組常開觸點全部并聯(lián)起來，以增大帶負1載能力。電磁閥可選用DF－1型交流220V二位二通汽液電控閥，其通徑大j小根據(jù)所要控制的供水管口徑尺寸適I配選擇。
三、制作與使用
　　圖3所示是該手摸式水龍頭節(jié)水開關(guān)的印制電路板接線圖，印制電路板實際尺寸約為65mm×50mm。焊接好的電路板連同電源變壓器T一塊裝入 體積合適的絕緣小盒內(nèi)，并通過雙股電 線分別外接電磁閥和220V交 流電源。 觸摸金屬片可用黃銅片或不銹鋼片加工制作，將它剪成Φ25mm的兩個圓形片，并用強力膠粘貼在一塊采用塑料或有機玻璃板加工制成的操作面板上。由于本開關(guān)觸發(fā)靈敏度較高，若觸摸金屬片與晶體三極管VTl、VT2之間的引線較長即會發(fā)生干擾失靈現(xiàn)象。為此，筆者通過反復實驗，將晶體三極管VTl、VT2直接焊在觸摸金屬片的背面(如圖虛線框內(nèi)所示)，然后通過三根電線(長度不限)與控制盒內(nèi)電路板相連，簡單而又巧妙地解決了這一問題。