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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Dispositivo automático de abastecimento de água para lavar as mãos. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Casa, casa, passatempo Para economizar os recursos do planeta e seu próprio orçamento, você pode fazer um dispositivo simples que reduza o consumo de água, eletricidade e combustível durante uma operação tão comum como lavar as mãos, enxaguar a louça em água corrente. Pode ser montado tanto no interior como no exterior num terreno pessoal, no quintal de uma casa, num local público. O dispositivo, quando necessário, fornece água automaticamente por alguns segundos. Por exemplo, se leva dois minutos para lavar as mãos, a torneira geralmente funciona o tempo todo. Com um dispositivo automático de abastecimento de água, pode ser reduzido para 15 ... 30 s. O esquema do dispositivo proposto é mostrado na fig. 1. Como base, foi usada uma unidade de controle industrial pronta de um secador de mãos térmico - uma "toalha elétrica", muitos encontraram dispositivos semelhantes em locais públicos. O esquema foi compilado em uma placa de circuito impresso, a numeração dos elementos é condicional, pois não havia designações posicionais na placa. Ao transformar o dispositivo de "secador" em "aspersor", pequenas alterações e melhorias foram feitas nele. Como a unidade de controle não contém nenhuma peça exclusiva, não é difícil fazer um design semelhante sem usar um módulo de fábrica pronto.
A tensão de rede CA 230 V é fornecida à carga conectada à saída do dispositivo por meio de um fusível FU1, contatos fechados da chave SB1 e um triac aberto VS1. A carga deste último é duas válvulas de entrada eletromagnéticas K1, K2, uma lâmpada incandescente EL1 e um resistor R7. Na ausência de tensão nos terminais do enrolamento, as válvulas solenóides cortam o fornecimento de água fria e quente. A lâmpada incandescente é projetada para iluminar a pia. O varistor RU1 reduz a probabilidade de danos aos enrolamentos das válvulas solenóides por alta tensão devido a picos de tensão de auto-indução quando a energia é desligada. No fotodiodo VD1 e no diodo infravermelho emissor VD2, um sensor de proximidade é montado, trabalhando na reflexão. No elemento lógico DD1.2 e nos elementos R12, R15, C4, VD3, é feito um gerador de pulsos curtos, seguindo a uma frequência de aproximadamente 145 Hz com um ciclo de trabalho de cerca de 10. Quando a saída de DD1.2 ( pino 4) é log. 0, o transistor VT3 está aberto, a corrente flui através do diodo radiante VD2. Quando um pulso de luz de VD1, refletido, por exemplo, das mãos, atinge o fotodiodo VD2, os transistores VT1, VT2 abrem por um curto período de tempo, e se ao mesmo tempo houver um log nos pinos 1 e 2 do DD1.1. 1 elemento. 3, então sua saída (pino 1.2) terá uma tensão baixa. Ou seja, a operação do fotorrelé é sincronizada com a operação do gerador em DDXNUMX, o que melhora a imunidade ao ruído do fotosensor. No log. 0 na saída DD1.1 através do resistor limitador de corrente R11 e do diodo VD4, o capacitor C5 é carregado. O nível de log aparece na saída do elemento DD1.3. 1. Em seguida, o capacitor C18 é carregado através de R9 e VD9, um log aparece na saída de DD1.4. 0 e o transistor VT4 abre. Junto com ele, abre-se o fototriac do optoacoplador U1 e, a seguir, o poderoso triac de alta tensão VS1. Como resultado, os enrolamentos das válvulas solenóides K1, K2 são alimentados com uma tensão de rede de 230 V, que desbloqueia o fornecimento de água. O tempo durante o qual fluirá após o desaparecimento dos pulsos IR refletidos na entrada do fotossensor depende dos parâmetros do circuito de ajuste de tempo R20C9 (nos valores especificados no diagrama - cerca de 7 s). Quando o dispositivo está conectado à rede, o LED HL1 brilha em uma cor verde fraca e, durante o tempo em que a tensão de alimentação é fornecida à carga, fica amarelo brilhante. O circuito C3R4 para triacs modernos não é necessário e, se você não planeja instalar uma lâmpada incandescente EL1, ela deve ser desligada completamente. O indutor L1 reduz ligeiramente a possível interferência da operação do interruptor de corrente do triac e também, como o circuito C3R4, reduz a probabilidade de abrir o triac VS1 devido ao ruído de impulso na fonte de alimentação. Se houver tal problema, um filtro LC convencional pode ser montado na entrada de energia do dispositivo. Em comparação com a versão original, foram feitas as seguintes alterações no dispositivo: - varistor RU1 introduzido adicionalmente, resistores R8, R19, LED HL1, indutor L1;
A maioria das peças é montada em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro de folha unilateral (Fig. 2). A vista da placa de circuito do lado da instalação das peças é mostrada na fig. 3. Como válvulas solenóides de água K1, K2, podem ser usadas válvulas simples para máquinas de lavar automáticas ou válvulas de fechamento livre semelhantes projetadas para controle AC 230V. É desejável prever redundância - neste caso, cada ramal do abastecimento de água deve ser bloqueado por duas válvulas, pelas quais a água passa em série. Não use mangueiras corrugadas para conectar as válvulas ao sistema de abastecimento de água - elas irão rachar. Borracha grossa serve. O misturador, o controle manual e as válvulas de fechamento devem ser conectados ao circuito de aterramento.
É inaceitável usar o fio "zero" como o último. Os resistores R4, R9, R17 são importados não inflamáveis, os R1-7 domésticos ou os de fio em uma caixa de cerâmica também são adequados. Os resistores restantes são MLT, OMLT, RPM, S1-4, S2-14, S2-23 ou análogos com a potência de dissipação correspondente. Vari-torus RU1 - disco doméstico CH2-1A para tensão de classificação 560 V, pode ser substituído por importados FNR-10K561, FNR-14K561, INR14D561, ENC561 ou outros similares. Capacitores C2, C3, C6 - com tensão nominal de corrente alternada de 275 V ou corrente contínua de pelo menos 630 V. Capacitores de óxido - K50-68, K53-14, K53-19 ou análogos. Em vez dos diodos 1 N4148, qualquer uma das séries 1SS176S, 1SS244, 1N914, KD510A e KD521, KD522 são adequadas. Os diodos retificadores 1 N4007 são substituíveis por qualquer uma das séries 1N4001 - 1N4006, UF4001 -UF4007, KD209, KD243, KD247, diodo Zener 1 N5349 - P6KE12A, 1PMT5927BT3. Substituindo o chip HEF4093BP - CD4093A, CD4093B, K561TL1, KR1561TL1. Em vez dos transistores KTC9012, você pode usar qualquer uma das séries SS9012, 2SA1150, 2SB1116, KT6115 (no lugar do VT3, é desejável instalar uma instância com o maior coeficiente de transferência de corrente de base possível). O optoacoplador de baixa potência MOC3021 pode ser substituído por qualquer uma das séries S21ME3, S21ME3F, S21ME4, S21ME4F (mesma pinagem). Triac BTB12-600C (instalado em um dissipador de calor com nervuras de duralumínio com uma área de superfície de resfriamento de cerca de 8 cm2) pode ser substituído por 2N6344, MAC8M, MAC8N, MAC15N, MAC218A6FP, MAC320, BTA10-600C, BTA08-600SW, BTB06-600BW. Como não há resfriamento de ar forçado neste projeto, a potência máxima de carga do triac não deve exceder 300 watts. O LED amarelo/verde bicolor L-59GYW pode ser substituído por qualquer LED de cátodo comum semelhante ou dois LEDs contínuos convencionais sem resistores embutidos. Instalados em um design conversível, o diodo emissor de infravermelho VD2 e o fotodiodo VD1 são de marcas desconhecidas. Ao fabricar um dispositivo do zero, qualquer diodo emissor importado de um controle remoto defeituoso ou desnecessário pode ser usado como o primeiro, e qualquer fotodiodo IR com lente de 5 mm de diâmetro em preto ou vermelho escuro pode ser usado como o segundo um. Para aumentar a sensibilidade, em vez de um fotodiodo, pode ser instalado um fototransistor IR de silício com uma lente escura, como L610MP4BT/BD. Fototransistores semelhantes podem ser encontrados em videocassetes antigos, filmadoras VHS de tamanho normal e leitores de disquete antigos. Se o fotosensor for colocado distante da placa de circuito, o fototransistor será conectado com um fio blindado isolado. Porta-fusíveis FU1 - DVP-4, DVP-7. Interruptor de alimentação - qualquer um com dois grupos de contatos, projetado para alternar corrente de pelo menos 4 A em uma tensão de rede de 250 V, por exemplo, PKN-41-1-2, KDC-A04, ESB99902S. O indutor L1 é um jumper de fio em forma de U, no qual são colocados dois tubos de ferrite de 15 ... 25 mm de comprimento ou um núcleo magnético de ferrite em forma de W com dimensões de 6x8x2 mm. Inequivocamente feito de peças que podem ser reparadas, o dispositivo começa a funcionar imediatamente após ser conectado à rede. Com um fotodiodo padrão e resistores R1, R2 com as classificações indicadas no diagrama, o dispositivo responde aos pulsos de um diodo infravermelho emissor refletido na palma da mão a uma distância de cerca de 35 cm. Com um fototransistor, a sensibilidade será maior. Ao substituir o R20 por um resistor de resistência maior ou menor, o tempo de exposição pode ser aumentado ou diminuído de acordo. Todos os elementos estruturais são conectados galvanicamente à rede de 230 V CA, portanto, devem ser protegidos de forma confiável contra a entrada de água. Para pré-configurar o dispositivo, ao invés de conectá-lo à rede, pode-se utilizar uma fonte de alimentação de laboratório com tensão de saída de 18 V DC (por exemplo, uma das descritas em [1, 2]), conectando sua saída através de um resistor de 150 Ohm (1 W), observando a polaridade para as conclusões do diodo zener VD10. A operação do dispositivo neste caso pode ser controlada alterando a cor do brilho do LED HL1. A partir desse projeto, pode-se fazer uma simbiose bem-sucedida com o dispositivo [3], operando-os em conjunto. Literatura
Autor: A. Pakhomov
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