感應(yīng)式自控噴泉技術(shù)
隨著城市的美化,在許多城市的街心公園、游樂場等處,都可看到人工噴泉,使人們的生活環(huán)境更加豐富多彩。然而,每個城市都程度不同地存在著供水緊張問題,若一整天的讓泉水噴射無疑是種水源浪費,所以有好多人工噴泉是定時噴射,這樣在噴水時間無人觀賞時是一種浪費;而有人觀賞時它卻不噴了又大煞風(fēng)景。于是乎,有人設(shè)計了聲控噴泉,一拍手,噴泉便噴水,經(jīng)一定時間后噴水停止,再拍手,再噴水,雖好,但必須站在規(guī)定的方位上。
感應(yīng)式自控噴泉,是借助人體的感應(yīng),當(dāng)人體靠近或接觸感應(yīng)線時,噴泉立即自動噴水,人離開感應(yīng)線時,經(jīng)一短暫時間自動停止噴水。感應(yīng)線可沿噴泉的四周布置,無論人從哪個方向接近噴泉,噴泉都會自動噴水,不受方位限制,比聲控噴泉實用性更強(qiáng)。
1.電路工作原理
感應(yīng)式自控噴泉電路如圖35.1所示,它是由臨近感應(yīng)式開關(guān)電路、延時電路及噴泉電路所組成的。
圖中電源變壓器B、二極管D2、穩(wěn)壓二極管DW和電容C2組成半波整流穩(wěn)壓電路,供給感應(yīng)式開關(guān)電路直流工作電源。晶體管小水泵的直流電源,由另一繞組半波整流供給。
感應(yīng)式開關(guān)電路與延時電路,是由兩塊時基電路組成,第一塊IC1用來放大感應(yīng)信號;第二塊1C2用作驅(qū)動和定時。
由于集成電路IC1的②腳和⑥腳的輸入阻抗很高,所以有微弱的感應(yīng)信號,就能使IC1工作。當(dāng)人體靠近或接觸感應(yīng)器M時,其感應(yīng)信號加至IC1的②、⑥腳,則IC1的輸出端③腳呈高電平,輸出的信號電壓經(jīng)電阻R1加至BG管的基極,使BG管導(dǎo)通,則集成電路IC2:的②腳變?yōu)榈碗娢?,而IC2的輸出端③腳就由低電平轉(zhuǎn)為高電平,繼電器J動作,其上的常開觸點J1閉合,接通晶體管小水泵電源,使小水泵工作,噴泉噴水。與此同時,電阻R2與電容C1組成的延時電路延時開始,此延時時間的長短,可改變R2的阻值或C1的容量來決定。
當(dāng)人離開感應(yīng)器時,IC1的輸出端③腳變?yōu)榈碗娖?,BG管截止,但繼電器J不能立即釋放,因為電容C1此時要經(jīng)IC2的內(nèi)部三極管的發(fā)射結(jié)放電,直至C1上的放電電壓低于⑥、⑦腳的工作電壓,1C2的③腳才能變?yōu)榈碗娖?,使繼電器J斷電。因此,在人離開感應(yīng)器時,噴泉需延續(xù)一段時間才能停止噴水。
2.元件選擇及安裝
IC1、IC2:為時基集成電路,可選用任意型號國產(chǎn)或進(jìn)口的時基集成電路。
J為直流繼電器,工作電壓6V,可選用JRC型。當(dāng)采用小型交流水泵時,可用繼電器J的觸點,去控制交流繼電器電路電源的通與斷。
BG為小功率三極管,如3DG6等。
R2100k Q, R32. 2MQ半可調(diào)電阻,R14. 7kQ、R4100 Q。
D1~D3為整流二極管,選用2CP型或1N4001。
C1100 μF,C2220 μF / 16V。DW為穩(wěn)壓二極管,穩(wěn)壓值為6V。
LED為任意型號發(fā)光二極管。
B為電源變壓器,制作時鐵芯面積為19 X38mm2, 初級繞組L3用φ0. 2mm 高強(qiáng)度漆包線,繞1364圈,接220V交流電源。次級繞組L1電壓為8V,用φ0. 32mm漆包線繞48圈。次級繞組L2電壓為40V,用φ0. 55mm漆包線繞220圈。
噴泉用的水泵,為晶體管小水泵,可選用直流工作電壓為36V的晶體管小水泵成品,它的噴水高度在1m以上。
晶體管小水泵的外形如圖35.2所示。
噴泉的噴頭可用如下方法制作:
選擇直徑3mm的空心鋼管,截成適當(dāng)長度,數(shù)量不超過10段,因晶體管小水泵功率所限。然后將每段鋼管的一端用焊錫等物封死,并在中央用針扎一小孔,鋼管的另一端通過軟膠管(或塑料管)與晶體管小水泵出水管相連。
為了防止池中的水堵塞晶體管小水泵管道,在進(jìn)水連接的軟膠管_上最好加裝一濾水網(wǎng)罩。
各噴水管的布置方式不限,可以是集中式,也可以是分散式,噴水管可采用浮標(biāo)拋錨式方法固定在水池中。
本電路組裝正確無誤,接通電源即可正常工作。
感應(yīng)器最好用直徑1~2mm的鐵絲制作,將它作為一種裝飾,按著水池的形狀,欄固在水池臺的四周邊緣上,當(dāng)人們不自覺地靠近水池臺邊緣時,噴泉便自動噴水,離開稍許噴泉就停噴,給人們一種新奇、趣味感。
該感應(yīng)式控制器不僅適于晶體管小水泵類的模擬式噴泉,也適用于普通街心公園噴泉的自控,它對節(jié)約用水不僅有一定的意義,而且對噴泉噴水方式也有創(chuàng)新,使其噴水控制獨具一格。
感應(yīng)式自控噴泉的印刷電路如圖35.3所示,所有元件(除水泵部分)均安裝在該電路板上,爾后固裝在盒體內(nèi),盒面上裝有電源開關(guān)及發(fā)光二極管窗孔,通過連線控制與感應(yīng)器及水泵相接。電路板的地線與大地相接,感應(yīng)器的靈敏度將提高許多。