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感应式水龙头

医院当中，病菌较多，在用水龙头时候，手和水龙头的接触容易产生细菌交叉感染，

而且有些病人行动不便，使用普通水龙头有一定困难，而且容易造成小面积积水，给病

菌制造了有利繁殖的环境，对于医院的卫生安全造成安全隐患。

由于感应水龙头无需人体直接接触，可有效防止细菌交叉感染；伸手就来水，离开

就关闭的功能，从而有效地节约用水30%以上。

感应水龙头是通过红外线反射原理，当人体的手放在水龙头的红外线区域内，红外线发

射管发出的红外线由于人体手的摭挡反射到红外线接收管，

通过集成线路内的微电脑处理后的信号发送给脉冲电磁阀，

电磁阀接受信号后按指定的指令打开阀芯来控制水龙头出

水；当人体的手离开红外线感应范围，电磁阀没有接受信号，

电磁阀阀芯则通过内部的弹簧进行复位来控制水龙头的关

水。

1、反射式光传感器的工作原理及特性

反射式光传感器是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。探头收集外界的红外辐射通

过聚集到红外感应源上面。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收了红外辐射温

度发生变化时就会向外释放电荷，检测处理后产生报警。

1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以辐射敏感元件对波长为10UM左右的红外

辐射必须敏感。

2)为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的滤光片，使环

境的干扰受到明显的控制作用。

3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的两个电

极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应

相互抵消，于是探测器无信号输出。

4)一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但

是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。

5)多视场的获得，一是多法线小镜面组成的反光聚焦，聚光到传感器上称之为反射式

光学系统。另一种是透射式光学系统，是多面组合一起的透镜——菲尼尔透镜聚焦在红外传

感器上。

6)这要指出的是被动红外的几束光表示有几个视场，并非被动红外发红外光，视场越
多，控制越严密。

本例介绍一种红外自动水龙头开关电路。当有人用手遮档住红外线时，水龙头自动打开，

手离开后，延迟儿秒钟可自动关闭，使用非常方便。

电路工作原理

该红外自动水龙头电路由红外线发射电路、红外接收与信号放大电路、锁相环频率解码

电路、单稳态延时控制电路和电源电路等组成，如图所示。

红外发射电路由时基集成电路ICOl、红外发光二极管VL、电源开关S、电阻器

ROl-R03和电容器COl-C03组成。

红外接收与信号放大电路由红外接收光敏二极管VDl、运算放大器rCl和有关外围元件

组成。

锁相环频率解码电路由IC2和外围阻容元件组成。

单稳态延时控制电路由时基集成电路IC3、开关晶体管V、延时电容器C6、继电器K、

二极管VD2、电磁阀YV及有关外围元件组成。

电源电路由电源变压器T、整流桥堆UR，三端集成稳压器IC4和滤波电容器C8、Cg等

组成。

接通开关S，由ICOl及其外围阻容元件构成的多谐振荡器通电工作，驱动VL工作，将

14kHz左右的红外调制信号发射出去。该红外调制信号被VDl接收并转换为电信号，再经ICl

运算放大，放大后的信号送人IC2进行选频。
当加在IC2第3脚的外来信号频率与IC2的振荡频率相同时，IC2的8脚输出低电平，

使V截止，IC3的2脚为高电位，3脚输出低电平，继电器K不工作，电磁水阀YV关闭。

当洗手或用器皿取水，手或物体将VL发出的红外线遮挡住时，IC2的8脚将由低电平

变为高电平，使晶体管V导通，lC3的2脚电位降低，3脚输出高电平，继电器K吸合，常

开触头接通，电磁水阀YV通电将水龙头打开。当遮档物离开后，电磁水阀YV延时工作一段

时间自动关闭。

红外水龙头的工作原理及特点

图2为红外水龙头的工作原理图。它是利用红外发射电路和接收电路配合单片机来工作

的。发射电路定时间歇发射发外脉冲,当人要洗手时对红外产生反射,从而使接收电路接收到

红外信号,再由单睡机控制电磁阀打开水龙头出

水,当人手离开时,接收电路无法收到反射信号,

单片机则控制电磁关闭水龙头。为使这种家用或

公共场合用的产品具有更高的安全性和可靠性,

设计者普遍使用电池作为工作电源,因而对电路

整机的功耗要求应足够的小,一般来讲应该从以

下几个方面来减少功耗：（1）为了便于电磁阀

的驱动,采用4节1.5V电池供电,CPU工作使用HT1033稳压输出的3.3V电压,以降低CPU的

工作功耗。为防止在电池电压降低后红外水龙判断的工作可靠性下降,该电路设计有电池电

压检测