噴泉自動控制器

本例介紹用噴泉自動控制器來控制噴泉，當(dāng)有人走近噴泉時，噴泉會立即自動噴濺，當(dāng)人遠(yuǎn)離噴泉時，經(jīng)暫短延時，噴泉會自動停止工作。 工作原理 噴泉自動控制器的電路原理圖如圖7一17所示。電路中為便于說明原理，僅繪出了被控水泵電動機(jī)m。微波探測器ic1和晶體管vt等組成了人體探測觸發(fā)電路；555時基集成電路ic2和電阻器r3、電容器cl等構(gòu)成了單穩(wěn)態(tài)延時電路；電源變壓器t,二極管vd2、vd3和電容器c3等構(gòu)成了隔離降壓整流濾波電路，向控制電路提供所需的直流電源；繼電器k為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由其觸點k1直接控制水泵電動機(jī)m的電源通斷。 平時，通電的微波探測器ic1在其環(huán)狀天線tx的軸芯方向產(chǎn)生一個橢圓形、半徑2一6m（可調(diào)）的空間微波探測場，構(gòu)成立體方位的探測區(qū)域。此狀態(tài)下ic1的out端輸出低電平，晶體管vt處于截止?fàn)顟B(tài)；由icz等構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路處于穩(wěn)定態(tài)（也叫復(fù)位狀態(tài)），ic2的7腳和1腳之間所接內(nèi)部放電管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電容器cl兩端被短路無法充電，ic2的3腳輸出低電平，繼電器k不吸合，其常開觸點k1打開，水泵電動機(jī)m斷電不工作，噴泉不噴濺。當(dāng)有人走近噴泉時，人體會對ic1環(huán)狀天線tx所發(fā)射出的微波產(chǎn)生反射作用，其反射回波會使微波的電磁場頻率（或相位）相應(yīng)發(fā)生變化，這一變化信號經(jīng)環(huán)狀天線tx接收和ic1內(nèi)部專用微處理器一系列檢出、放大、整形、延時處理后，從out端輸出高電平脈沖信號。該高電平脈沖信號經(jīng)限流電阻器r1加至vt的基極和發(fā)射極之間，使vt導(dǎo)通，由其集電極輸出負(fù)脈沖電信號，觸發(fā)ic2等構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路立即翻轉(zhuǎn)進(jìn)人暫穩(wěn)態(tài)。一方面，ic2的3腳輸出高電平，k得電吸合，其常開觸點k1接通m電源，使噴泉自動噴濺。另一方面，ic2內(nèi)部放電管截止，7腳不再使定時電容器c1短路，電源便開始通過r3向c1充電，使ic2的闌值端6腳電位不斷升高。當(dāng)c1兩端電壓充到超過ic2的5腳電位時，單穩(wěn)態(tài)電路結(jié)束暫穩(wěn)態(tài)翻回穩(wěn)態(tài)，ic2的第3腳恢復(fù)低電平，k斷電釋放，k1切斷m電源，從而使噴泉自動停止噴濺。與此同時，ic2內(nèi)部放電管再次導(dǎo)通。c1通過ic2的7腳和1腳放電，為下次受觸發(fā)后延時工作做好準(zhǔn)備。 電路中，單穩(wěn)態(tài)電路的延時時間由r3、c1的數(shù)值確定，一般由公式t＝1.ir3c1,來估算，采用圖7一17所示數(shù)值約為2.5min延時時間應(yīng)根據(jù)噴泉實際所處的環(huán)境情況來合理選擇。延時時間選擇過長，噴泉在人離開后長時間工作，白白浪費(fèi)水電；延時時間過短，在人未離去時噴泉電動機(jī)頻繁起動，會縮短繼電器k和電動機(jī)m的使用壽命。 元器件選擇 ic1宜選用天津特新電子廠生產(chǎn)的tx982微波雷達(dá)探測模塊；ic2選用ne555、si555, lm555、5g1555等時基集成電路。 vt選用9014或3dg8型硅npn小功率晶體管，要求電流放大系數(shù)β＞50 vd1~vd3均用l n4001型硅整流二極管。 r1~r3均用rtx-1/8w碳膜電阻器。 cl、c3均用cd1125v型電解電容器，c2用ct1型陶瓷介質(zhì)電容器。k用jzc-22fa/012-1z型超小型***率電磁繼電器，要求選用觸點負(fù)荷為250v x7a（交流）的產(chǎn)品，以獲得比較強(qiáng)的帶負(fù)載能力；t用220v/12v x 2.3w小型成品電源變壓器，要求長時間通電運(yùn)行不過熱。sa（包括sa"）用電氣設(shè)備常用的刀開關(guān)即可。