觸摸式水龍頭節(jié)水開關(guān)的設(shè)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?fàn)顟B(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(jī)狀態(tài)。
　　當(dāng)用手觸摸一下"開"金屬片時，人體從周圍空間感應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)通狀態(tài)，實現(xiàn)電路導(dǎo)．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(dāng)用手觸摸一下"關(guān)"金屬片時，人體感應(yīng)的微弱電信號使晶體三極管VT2導(dǎo)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(fù)到原來的待機(jī)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(shè)有過壓、過熱、過流等保護(hù)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(fù)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(fù)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(qiáng)力膠粘貼在一塊采用塑料或有機(jī)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(fù)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。