红外光控自动水龙头的原理及制作

这款红外光控自动水龙头，抗干扰能力强，器件少，电路简单，成本低，有兴趣的不妨动手一试。

红外光控自动水龙头的控制过程：当人手或物体接近自动水龙头时，红外发射光电管发出的红外线经人手或物体反射到红外接收光电管，接收光电管接收到反射的光信号后自动转换为电信号，经后续电路进一步放大、整形，最后经驱动电路控制电磁阀动作打开水源，当人手或物体离开自动水龙头时，接收光电管接收不到反射的光信号，驱动电路断开电磁阀电源，关闭水源。

一、电路工作原理

提供给光电发射管的工作电源常用的有两种方式：一是采用直流电源供电方式，这种供电方式的优点是电路简单，成本低，但对干扰光源会产生误动作，在强光下可能会完全失控，工作可靠性差。另一种是用38KHz的脉冲电源供电方式，光电接收管接收到38KHz信号，通过后续电路进行放大，整形，提取出正确的接近信号，可以有效地排除光源干扰带来的问题，但电路复杂、成本高、体积大，安装位置受限制等。

电路如下图所示，本电路提供给光电发射管的工作电源采用工频50Hz交流电替代38KHz脉冲电源，接收光电管输出的50Hz半波脉冲是准交流信号，对变化缓慢的光源干扰能有效滤除，提高了抗干扰性能，简化了电路。

电路中，供电电源采用变压器降压方式，加到水龙头的电压仅为l2V，对使用者不存在安全隐患。l2V交流电压一路经R3限流，将50Hz的交流电提供给发射光电管D6工作；另一路经全波整流稳压电路，将电压稳压到12V，供后续电路工作用。当接收光电管D7接收到微弱的人体反射光信号后，将其转换成半波脉动直流电信号，该信号经C4耦合到第一级运放的正输入端（3脚）进行放大，2脚负输入端加入一个小的偏置电压，防止小信号干扰。从3脚输出放大后的信号经过R8、D5、C5整形和平滑处理成为直流信号，送到第二级运放的5脚正输入端作为电压比较器，比较器的翻转电压由第二级运放6脚负输入端外接的R1O、R11分压值决定oRl2是运放的正反馈电阻，与C5、C6共同构成延时电路，防止人体活动时信号中断产生断续供水现象。当第二级运放级7脚输出高电平时三极管Q1导通，控制电磁阀DCF打开水源。

右图是供参考的结构示意图。电磁阀、电路板等部件体积较小，简单制作时，可以用一截长70mm、50的PVC管材制作外壳。

二、制作注意事项

1、红外发射管和接收管安装不能太靠近，两者之间要做光隔离，防止互相产生干扰误动作；

2、在红外发射管和接收管前端的感光透光窗可以用黑色环氧树脂材料，能较好防止可见光的干扰，也可以采用深红色有机玻璃制作；3、DCF选用交流电压为l2V，功率约5瓦的电磁阀，可采用洗衣机上水电磁阀代替；变压器选8瓦以上功率，也可直接选用市售的成品小型稳压电源，去掉整流稳压部分即可。