淺析一種智能節能型多功能水龍頭的設計

張紅星 程文明

（佛山市恒潔凱樂德衛浴有限公司，廣東 佛山 528137）

在平時的生活中，也有一些人由于忘記關水龍頭造成“水漫金山”的情況，產生不必要的麻煩。在出現這類情況后，我們進一步提出了智能水龍頭能夠提醒人們有效節約水資源[1]。這類水龍頭不設計開關，可融入了自動化的手段，借助于熱敏感應系統，進一步檢測是否有人用水，當人們將手放在水龍頭的下面，就會自動排放水，當手離開時就會斷開，就防止了沒有必要的浪費。

1 系統設計方案

1.1 系統概括

系統進一步包含用電、發電儲電以及紅外傳感等部分。水龍頭的相關紅外線傳感器充分接收感應信號，單片機進一步發出相關指令，對電磁閥的開啟開展有效控制，水龍頭將防水打開，同時水流不斷通過水輪機有效實施發電，通過充電保護以及穩壓模塊的深入處理以后，電能持續儲存于蓄電池里面，供負載有效使用。

1.2 紅外傳感器

文章借助于52 單片機對光電傳感器進行控制，紅外線水龍頭的控制電路包含電磁閥控制電路、紅外接收電路、靈敏度調節電路與紅外發射電路、變壓器。電路主要由220 伏交流電來供電，經變壓器進一步輸出12V 直流電，以供電磁水閥工作的開展，電磁水閥對電路進行控制、紅外線對接收管實施發射。由單片機向繼電器供5V 電壓。此電路由紅外線進一步發射接收管，對外界信號進行采集，當信號出現變化的時候，首先將被測量的變化轉化為光信號的變化，接著借助于光電元件把光信號向電信號轉變。將電信號輸進電磁閥的相關控制電路里面，電磁水閥的相關控制電路按照信號的有效變化，對電磁閥的開關開展進一步控制。

1.3 發電儲電

借助于F50-12V 的水輪機，發電機將12V 直流電平穩輸出，能夠供系統以及光纖燈正常工作、給蓄電池有效充電等。設計儲能部分的時候，水輪機的相關輸出端憑借LM2596 穩壓模塊對直流電壓開展平穩的輸出，接著借助于LM7805 的充電保護模塊有效控制直流電壓，這樣能夠進一步確保蓄電池不會被損壞，提升了其安全性[2]。語音芯片燈和光纖燈等能夠充分使用電能。由于每次使用水龍頭的時間都很短，于是只有少許流量經過水輪機，因此發電量十分有限，蓄電池很適用，不用借助于其余儲能裝置。

2 用電部分設計

2.1 光纖燈

光纖燈借助于通體光纖材料，并且以LED 燈進一步當作光源。光源的具體發光組件借助于LED 半導體的芯片有效制作而成。其非凡的生產工藝，使其擁有高亮度、節能省電與成本低等優勢[3]。在水龍頭的使用過程中，水輪機產生的電能能夠供光纖燈正常工作，可以進一步照明，對資源進行有效節省。

2.2 語音芯片

ISD1700 系列是Nuvotom 企業進一步推出的語音芯片，功能非常強大且使用便利，于是文章的語音輸出是ISD1760。ISD1760 的好處就是其內置的多信息管理體系具有極大的功能；SPI 以及獨立兩類模式使用很方便，而且帶有指示音符。此芯片的特點主要包含以下：1） 可錄音以及放音10 萬次，包括兩類主要控制方式；2） 能夠至少處理255 段信息；3）各種各樣的錄放時間以及采樣率；4） 運用生動、電壓范圍寬以及音質優良。本文按照技術手冊進一步查得ISD1760 的最佳采樣頻率是8kHz，錄音范疇為40 至120s。為了強化公眾的環保意，對部分公益性廣告進行不斷播放。

3 效益研究

本文論述的水龍頭進一步擁有紅外感應的作用，能夠在人們離開時對水龍頭進行自動關閉，對水資源進行節省，進一步解決了水資源浪費的相關問題，便利且衛生，在食堂和學校等大場合比較適用，避免了疾病的不斷傳播[4]。在水龍頭的使用過程中經過水輪機進一步發電，光纖燈借助于電能開展工作，發揮照明功能，水龍頭還可以實施語音播報，對部分節約用水的公益性廣告進行播放，能夠大力強化公眾的環保意識，產生了極大的環境、社會以及經濟效益。

4 結語

綜上所述，城市人口以及生活用水量進一步擴增，供水以及用水之間的矛盾被不斷激化，由于人們嚴重浪費水資源，其慢慢減少。作為城市用水的核心部分，水龍頭因為本身的相關構造問題以及公眾的運用不當使得水資源被進一步浪費。對于這個問題，本文對紅外感應的水龍頭進行設計，當人們離開時自動關閉，當有人使用時自動放水，防止了水資源的進一步損耗，并且在水龍頭的使用過程中，水流借助于水輪機實施進一步發電以及儲存，供光纖燈以及系統能夠使用電能，光纖燈可以進行照明，語音芯片對部分節約用水的公益性廣告進行播放，能夠強化公眾的環保意識。此水頭龍十分安全以及衛生、便利，能夠在酒店以及食堂、學校等人流量非常多的場所進一步運用，防止持續傳播傳染病，其應用前景十分廣闊。