Биде для унитаза своими руками

Электрическая сенсорная система управления биде унитаза

В статье сайта «Электрическая схема управления биде унитаза выключателем» рассмотрена схема управления самодельным биде унитаза с помощью обыкновенного выключателя, но такая схема не соответствует современным требованиям к уровню автоматизации. Для того чтобы не отставать от жизни, решено было сделать простую, надежную и соответствующую современным требованиям сенсорную систему управления подачей воды в фонтанчик биде.

Структурная схема сенсорной системы управления биде

Питающее напряжение для системы управления вырабатывает трансформаторный Блок питания, собранный по классической схеме. От Блока питания напряжение по проводам жгута подается на каждый узел системы.

Структурная сенсорная система управления биде

Определяет состояние системы Сенсорный датчик присутствия, который установлен непосредственно на унитазе. В задачу этого сенсорного датчика входит выдавать сигнал разрешения работы системы, в случае если человек присел на унитаз, и блокировать систему, в случае отсутствия человека.

С сенсорного датчика присутствия сигнал подается непосредственно на Сенсорный включатель воды, управляя, таким образом, возможностью его работы. При запрещающем сигнале включить блокируется, и включить подачу воды невозможно. При поступлении с сенсорного датчика присутствия разрешающего сигнала, для того, чтобы сработал электронный триггер, достаточно поднести к Сенсорному включателю руку и тогда с него на Коммутатор напряжения поступит сигнал управления. Коммутатор в свою очередь подаст напряжение на обмотку Электромагнитного клапана, который откроет путь воде в биде.

В случае если человек встанет с унитаза, Сенсорный датчик присутствия выдаст сигнал запрета и вода будет сразу же перекрыта. Для включения подачи воды, нужно сесть на унитаз и поднести руку к Сенсорному включателю. Выключить воду можно и не вставая с унитаза, для этого достаточно поднести руку к Сенсорному включателю.

Электрическая схема сенсорной системы управления биде

Электрическая схема сенсорной системы управления биде несколько отличается от структурной, и обусловлено это тем, что Коммутатор напряжения и Блок питания собраны на одной печатной плате. На схеме также предусмотрена возможность подключения Системы подогрева воды, но на практике эта функция не была реализована в связи с найденным более удачным решением, заменой ее более экономичным нагревом воды от окружающего воздуха.

Электрическая сенсорная схема

Работает схема следующим образом. Блок питания и коммутации подключается к бытовой электросети напряжением 220 В и вырабатывает постоянное напряжение +9 В для питания электронных блоков и переменное напряжение 15 В для питания повышающего трансформатора электромагнитного клапана. Выводы разъема 1 и 5 (+9 В), так же как 2 и 6 (Общий) равнозначные. В Блоке питания и коммутации также установлен ключевой транзистор, включающий электромагнитное реле подачи питающего напряжения на электромагнитный клапан.

С 3 вывода разъема Сенсорного датчика присутствия логический сигнал поступает на 3 контакт разъема Сенсорного включателя подачи воды. Когда датчик активен (человек присутствует), то Сенсорный датчик выдает сигнал логического нуля и разрешает работать Сенсорному включателю. В противном случае сигнал всегда равен логической единице (+9 В) и выходной RS триггер Сенсорного включателя принудительно установлен в нулевое состояние.

Основой схемы сенсорного датчика присутствия является задающий генератор прямоугольных импульсов, выполненный по классической схеме на двух логических элементах микросхемы D1.1 и D1.2. Частота генератора определяется номиналами элементов R1 и C1 и выбрана около 50 кГц. Значение частоты на работу сенсорного датчика практически не влияет. Я менял частоту от 20 до 200 кГц и влияния на работу сенсорного датчика визуально не заметил. С 4 вывода микросхемы D1.2 сигнал прямоугольной формы через резистор R2 поступает на входы 8,9 микросхемы D1.3 и через переменный резистор R3 на входы 12,13 D1.4. На вход микросхемы D1.3 сигнал поступает с небольшим изменением наклона фронта импульсов из-за емкости относительно земли установленного датчика, представляющего собой кусок провода или металлическую пластину (антенну). На входе D1.4, из за конденсатора С2, фронт изменяется на время, необходимое для его перезаряда. Благодаря наличию подстроечного резистора R3, есть возможность фронты импульса на входе D1.4 и D1.3 сделать равными.

Электромонтажная схема сенсорной системы управления биде

Все блоки системы между собой соединены с помощью разъемов типа РШ2Н. Такой вид соединения позволяет любой из блоков легко отключить от системы с целью регулировки, ремонта или модернизации.

Вилка РШ2Н

Ниже приведена электромонтажная схема Сенсорной системы управления биде, по которой удобно изготавливать жгут для соединения между собой блоков. Если не планируется использовать электрическую Систему подогрева воды, то часть жгута, идущую от ЭМ клапана к Системе подогрева воды можно не делать.

Электромонтажная схема

Напряжение питания блоков сенсорной системы управления не превышает 15 В, а величина тока – 0,4 А, поэтому провод для изготовления жгута можно использовать многожильный любого типа и сечения. Я жгут сделал из тонкого многожильного фторопластового провода. Провода для защиты от механический воздействий и воды, а также из эстетический соображений, поместил в пластиковую трубку.

Жгут

Длина ветвей жгута выбирается в зависимости размеров туалета, места установки унитаза и размещения блоков сенсорной системы управления.

Блок питания и коммутации

На фотографии изображен Блок питания и коммутации на «рабочем месте», закрепленный на стенке в туалете под полкой. К сети Блок питания подключен с помощью вилки, вставленной в специально установленную электрическую розетку, подключенную к патрону светильника. Так как выдалбливать в стене отверстие для установки внутренней розетки было весьма неудобно, то установил на подставке из стеклотекстолита настенную розетку. В шкафу ее все равно не видно.

Блок питания и коммутации

Сетевой провод и часть жгута находятся в пластиковой скобке. В доступном месте на корпусе Блока питания установлен выключатель и предохранитель.

Электрическая схема универсального Блока питания и коммутации

Представленный вариант схемы Блока питания и коммутации универсальный и годится для установки в Сенсорную систему управления при наличии возможности заземления водовода подачи воды в биде, так и при отсутствии такой возможности.

Блок питания собран по классической схеме. Напряжение бытовой сети 220 В подается на первичную обмотку трансформатора Т1 и понижается до 15 В. Далее выпрямляется мостом VD1-VD4 и сглаживается электролитическим конденсатором С1. Стабилизатор собран на интегральной микросхеме D1 КР142ЕН8Г (L7809CV) и обеспечивает на выходе блока питания стабилизированное напряжение постоянного тока +9 В с малым уровнем пульсаций.

Схема блока питания и коммутации

Конденсатор С2 служит для исключения самовозбуждения D1. Светодиод HL1 является индикатором наличия выходного напряжения +9 В, R1 служит для ограничения тока через HL1.

Схема коммутатора выполнена на транзисторе VT1 и реле Р1. Когда напряжение управления на базу VT1 через токоограничивающий резистор R3 не поступает, транзистор закрыт, так как напряжение на базе благодаря резистору R2 рано нулю. При поступлении напряжения на вывод 3 разъема с Сенсорного включателя, транзистор VT1 открывается и через переход коллектор – эмиттер и обмотку реле Р1 начинает протекать ток. Реле срабатывает, контакты замыкаются, и переменное напряжение 15 В подается на контакты 4 и 8 выходного разъема и далее идет на повышающий трансформатор Электромагнитного клапана подачи воды в биде.

Печатная плата Блока питания и коммутации

Печатная плата выполнена из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. При изготовлении печатной платы использована технология термического копирования с кальки изображения, напечатанного на лазерном принтере. На фотографии печатная плата отображена со стороны печатных проводников.

Печатная плата блока питания и коммутации

Собранная плата Блока питания и коммутации размещена в пластмассовом корпусе подходящего размера, от подвернувшегося под руку зарядного устройства. Внешний вид конструкции отображен на фотографии. Рядом с входом сетевого шнура размещен выходной разъем РШ2Н-1-7.

Печатная плата блока питания и коммутации

Выходной разъем установлен в корпусе и закреплен с помощью винтов с гайками. Выводы печатной платы соединены с разъемом многожильными проводами.

Электрическая схема Блока питания и коммутации при использовании заземления

При надежном заземлении водовода подачи воды в биде, для управления работой Электромагнитного клапана можно использовать напряжение сети 220 В. В подробно этот вопрос рассмотрен в статье «Электрические схемы включения биде выключателем». В таком случае Блок питания и коммутации собирается по ниже приведенной электрической схеме.

Схема блока питания и коммутации

Отличается она от ранее представленной только тем, что напряжение для подачи на ЭМК берется не с вторичной обмотки трансформатора Т1, а непосредственной от питающей сети 220 В.

Печатная плата блока питания и коммутации

Печатная плата для такого варианта схемы Блока питания и коммутации немного изменена. На фотографии показан вид печатной платы со стороны печатных проводников.

Детали Блока питания и коммутации

Трансформатор подойдет любой мощностью не менее 6 Вт, обеспечивающий на выходе напряжение 15 В. Основной ток, около 0,5 А, от трансформатора потребляет электромагнитный клапан в случае питания его от вторичной обмотки.

Диоды любого типа, рассчитанные на выпрямленный ток не менее 0,5 А. Реле Р1 любого типа, рассчитанное на срабатывание от напряжения 12 В, можно использовать автомобильное. Если в распоряжении микросхемы КР142ЕН8Г нет, то ее можно заменить любым транзистором со стабилитроном, включенном в базу. Стабильность величины питающего напряжения не обязательна, блоки системы сохраняют работоспособность при изменении напряжении от 5 до 12 В. А ток потребления в рабочем состоянии всех блоков по цепи +9 В не превышает 25мА.

Повышающий трансформатор ЭМК

В случае применения универсального Блока питания и коммутации необходим повышающий трансформатор, который устанавливается непосредственно на корпусе электромагнитного клапана.

Повышающий трансформатор на электромагнитном клапане

Трансформатор берется точно такой же, как и для блока питания, только включается как бы наоборот. Вторичная обмотка подключается как первичная. На нее подается напряжение 15 В, а к первичной обмотке подключаются выводы электромагнитного клапана. В схему еще добавлен светодиод HL1 с токоограничивающим резистором R1, который служат индикатором присутствия напряжения. Их можно и не устанавливать.

Схема включения повышающего трансформатора для электромагнитноого клапана

Корпусом для повышающего трансформатора послужил ненужный сетевой адаптер, из которого было удалено все содержимое и сетевая вилка. Вместо сетевой вилки были вмонтированы накидные клеммы.

Клеммы для подключения повышающего трансформатора к электромагнитному клапану

Так как выходные контакты катушки электромагнитного клапана обладают большей механической прочностью, то корпус повышающего трансформатора просто одевался на эти контакты клеммами без дополнительного крепления. Подавалось напряжение через первый и второй контакты разъем РШ2Н. Третий и четвертый контакты были внутри блока соединены параллельно первому и второму и планировались для подключения Системы подогрева воды.