簡易水龍頭控制器

有段時間，我家的自來水一會兒有水，一會兒又沒水，因為忘記關水龍頭而遭遇“水漫金山”的事在我家時有發生。我想，要是能有一個會自動關閉的水龍頭就好了。于是，我便產生了設計這樣一個水龍頭的念頭。經過反復調查和思考，我想出了一種比較可行的辦法：在普通水龍頭上加一個控制裝置，不影響原水龍頭的使用和外觀，不需要時可方便取下。

我設計的第一個方案是：把兩塊木板釘成直角形狀，右側木板下部固定一個大彈簧夾，木板兩端分別釘上一個窗戶風鉤用的羊眼釘，穿過羊眼釘，左邊吊一個實心鋼球，右邊吊一個與實心鋼球重量相等的空心鋼球，兩個鋼球的吊線都通過一個小彈簧夾固定在水龍頭扳手上。使用時，把大彈簧夾夾在水龍頭的根部固定好控制器，小彈簧夾夾在水龍頭扳手上，空心鋼球吊在水桶上部，打開水龍頭就可以往水桶里放水。這個方案的設計原理是：南于實心鋼球與空心鋼球重量相等，小彈簧夾上的拉力合力為零，水龍頭保持開啟狀態；當水滿到空心鋼球的位置時，空心鋼球浮起，對小彈簧夾的拉力消失，小彈簧夾在實心鋼球的拉力作用下自動關閉水龍頭。不用時，松開兩個彈簧夾，把控制器取下，對原水龍頭的使用和外觀毫無影響。

在爸爸和輔導老師的幫助下，實驗獲得了成功，但也暴露出不少問題。第一，鋼球難找(實驗中用鐵塊代替實心鋼球，用鐵塊加木塊代替空心鍘球)，固定重量的鋼球不是對所有的水龍頭都適用(不同的水龍頭要求的拉力會有出入)。第二，由于兩個鋼球的重量較大，對大彈簧夾要求很高，裝置的穩同性受到了挑戰。

于是我設計了第二個方案(見圖1)：(1)去掉拉力彈簧。利用空心鋼球的浮力拉動水龍頭扳手來關閉水龍頭，這樣可大大減輕空心鋼球的重量。(2)大彈簧夾改為彈簧扣。這樣裝置的穩剛性得到了提高。經過實驗，這個方案也獲得了成功。但是，新的問題又出現了：長長的鋼條和又笨又大的空心鋼球對整個裝置的美觀性和實用性影響很大。

在爸爸幫我制作了控制電路的情況下，我設計了第三個方案(見圖2)：使用時，把木板架往水管上放好，扣上彈簧扣，套上龍頭扳手套，把水滿檢測探頭置于需要關閉水龍頭的水位位置，打開水龍頭就可以進行注水了。當水浸到水滿檢洲探頭時，控制電路控制電動機轉動關閉水龍頭。(控制電路是爸爸幫我設計制作的，作用是：當接收到探頭傳給的水滿信號時，接通電動機電源關閉水龍頭。水龍頭完全關閉后，自動切斷接通電動機電源。)

第三個方案也獲得了成功，但還存在著一個裝置的簡潔和美觀的問題，看來，我還得繼續設計更為完美的第四、第五個……方案才行。