Автоматический диспенсер для воды | Полный проект электроники своими руками

Фирменный автоматический диспенсер для воды обычно стоит дорого. Итак, здесь представлено относительно недорогое решение, сделанное своими руками. Это портативный автоматический диспенсер для воды общего назначения, идеально подходящий для домашнего мытья рук или кормления водой домашних животных. Представленная система также предлагает множество возможностей для расширений.

Система состоит из трех ключевых сегментов: инфракрасного (ИК) датчика приближения, привода водяного насоса и мини-погружного водяного насоса. Также имеется блок питания, вмещающий пару стандартных сухих элементов.

Конструкция ИК-датчика приближения

Использование ИК-датчика приближения — практичный способ создания автоматического диспенсера для воды. Хотя датчики промышленного уровня чрезвычайно эффективны, большинство готовых предварительно смонтированных сенсорных модулей склонны к повторяющимся ложным срабатываниям, что плохо влияет на запланированную производительность. Вам также необходимо правильно установить датчики, чтобы они не подвергались воздействию яркого солнечного света или окружающего света. Эти датчики должны быть частично закрыты, чтобы предотвратить ошибочное срабатывание.

Чтобы ограничить сложность и стоимость, был разработан надежный ИК-датчик приближения с помощью тонального декодера PLL IC NE567.

Этот декодер тона и частоты представляет собой высокостабильную систему фазовой автоподстройки частоты (PLL) с синхронным обнаружением блокировки AM и схемой выходной мощности. Его основная функция — управлять нагрузкой всякий раз, когда на самосмещенном входе присутствует устойчивая частота в пределах ее полосы обнаружения. Центральная частота полосы пропускания и выходная задержка устанавливаются независимо с помощью всего четырех внешних компонентов.

Следующий ключевой компонент — компактный отражающий датчик TCRT5000L, который включает в себя ИК-излучатель с длиной волны 950 нм и фототранзистор в свинцовом корпусе, блокирующем видимый свет.

Машинист водяного насоса

Любой двигатель водяного насоса с напряжением 3–6 В должен работать с этим маленьким драйвером, построенным на транзисторе Т2. (Рекомендуется использовать водяной насос основной версии в качестве постоянного приспособления.) Просто присоедините небольшой резиновый/силиконовый шланг к выходному отверстию двигателя и погрузите его в воду, чтобы он заработал. Следите за тем, чтобы уровень воды всегда был выше уровня двигателя, поскольку работа всухую мгновенно повредит двигатель водяного насоса. К счастью, мы можем предотвратить такую неприятность, добавив мини-поплавок switch к проводке водяного насоса.

Здесь pnp-транзистор S8550 (T2) используется в качестве высокого плеча switch для управления двигателем водяного насоса (M1). Поскольку транзистор включает и выключает высокое напряжение (вместо земли), установка обеспечивает хороший путь return, когда двигатель водяного насоса выключен, и, следовательно, нежелательных электромагнитных помех не так много (EMI).

Кроме того, когда на выходе IC1 устанавливается высокий уровень (состояние ожидания), базовый резистор (R7) T2 находится в плавающем состоянии. Таким образом, VBE T2 становится равным 0 В (5,3–5,3 = 0) и сохраняет T2 и M1 отключенными.
Тем не менее, схему драйвера можно заменить слаботочным реле на 5 В, поскольку IC1 может легко выдавать ток до 100 мА.

Схема и работа автоматического диспенсера для воды

Схема автоматического дозатора воды показана на рис. 2. Он построен на основе тонального декодера NE567 (IC1), оптического отражательного датчика TCRT5000L (OS1), двух выпрямительных диодов 1N4007 (D1 и D2), двух транзисторов S8050 и S8550 (T1 и T2) и нескольких других компонентов.

Работа схемы проста. Первоначально, когда перед TCRT5000 нет никаких предметов, например рук или домашних животных, светодиод 1 остается выключенным, и вода не вытекает, поскольку водяной насос также остается выключенным. Но когда перед TCRT5000 находится какой-либо предмет/препятствие, загорается светодиод 1 и одновременно включается водяной насос и вода вытекает из крана.

Создание и тестирование

Wiring Схема проста. Вы можете использовать доску veroboard или разработанный макет PCB, представленный здесь. Схема PCB автоматического диспенсера для воды показана на рис. 3, а компоновка его компонентов — на рис. 4.

Загрузите PCB и PDF-файлы со схемами компонентов: нажмите здесь

После сборки схемы на PCB поместите ее в водостойкий (прозрачный/полупрозрачный) корпус прототипа. В схему добавлен индикатор состояния (LED1), который загорается при обнаружении датчиком приближения объекта/препятствия. Закрепите датчик TCRT5000L и светодиод LED1 на передней панели шкафа.

Подстроечный потенциометр (VR1) используется для установки рабочей частоты генератора. Здесь используется источник питания постоянного тока напряжением 6 В (четыре элемента AA/AAA). Он также питает мини-погружной водяной насос (M1). Окончательное предлагаемое расположение показано на рис. 5. Для устранения неполадок проверьте напряжения в различных контрольных точках согласно таблице.

Примечание. Система практически не требует каких-либо серьезных электрических регулировок. Рабочую частоту NE567 (IC1) можно настроить в диапазоне от 1 кГц до 2 кГц с помощью потенциометра на 10 кОм (VR1). Вы можете проверить частоту в контрольной точке TP1.

В case действительного обнаружения близости контрольная точка TP2 дает значение, превышающее 150 мВ. Рабочее расстояние находится в диапазоне от 7 см до 15 см в зависимости от настройки второго подстроечного резистора 10 кОм (VR2).

Первичный выходной контакт 8 NE567 на самом деле представляет собой свободно плавающий коллектор выходного транзистора. Он обеспечивает выходной сигнал низкого логического уровня (TP3) с возможностью снижения тока 100 мА при обнаружении приближения.

Т.К. Харендран — разработчик электроники, бета-тестер аппаратного обеспечения, технический автор и обозреватель продуктов.