本实用新型公开了一种智能跑水控制器,包括铅酸蓄电池三段式智能充电部件、蓄电池保护器、自动拨打电话报警部件和逻辑控制部件,所述铅酸蓄电池三段式智能充电部件连接交流220V市电,处理后的供电给蓄电池保护器,蓄电池保护器向自动拨打电话报警部件和逻辑控制部件提供智能稳定的供电。本实用新型的优点在于:主电、备电一体化设计,充电电路智能且无人值守,就可长期稳定的工作。传感器处理电路精密,可任意外接有线和无线漏水传感器,抗干扰能力强,防止误触发。
1.一种智能跑水控制器,包括铅酸蓄电池三段式智能充电部件、蓄电池保护器、自动拨打电话报警部件和逻辑控制部件,其特征在于,所述铅酸蓄电池三段式智能充电部件连接交流220V市电,处理后的供电给蓄电池保护器,蓄电池保护器向自动拨打电话报警部件和逻辑控制部件提供稳定的供电,自动拨打电话报警部件还受控于逻辑控制部件,所述逻辑控制部件包括有线、无线传感器输入信号处理、无触点输出驱动、指示电路、低功耗处理电路、单片机智能数字通信控制电路和电磁阀线圈降耗器电路。
2.根据权利要求1所述的一种智能跑水控制器,其特征在于,所述蓄电池保护器包括电压比较器IC1、电容C18、三极管N1和三极管N2,所述电容C18的一端连接电阻R10、电阻R12和电压比较器IC1的引脚2,电阻R12的另一端连接电阻R18和NMOS3的漏极,NMOS3的栅极连接电阻R6,电容C18的另一端连接电容C17,电容C17的另一端连接电阻R14和电阻R15,电阻R14的另一端连接电阻R19、电容C19和电压比较器IC1的引脚3,电压比较器IC1的引脚1连接电阻R15的另一端和电阻R16,电阻R16的另一端连接三极管N1的基极和三极管N2的集电极,电压比较器IC1的引脚7连接电阻R58和电阻R60,三极管N1的集电极连接电阻R8,电阻R8的另一端连接电阻R2和电阻R7,电阻R2的另一端连接PMOS1的栅极,PMOS1的源极连接电阻R7的另一端、电阻R1和PMOS2的漏极,电阻R1的另一端连接电阻R4、电阻R5和电阻R17,电阻R4的另一端连接NMOS1的栅极,NMOS1的源极连接三极管N1的发射极、电阻R17的另一端、NMOS2的源极和芯片IC6的引脚3,电阻R5的另一端连接NMOS2的栅极,PMOS2的栅极连接电阻R3,电阻R3的另一端连接电阻R9和接口SW1,所述芯片IC1的型号为TS3931,芯片IC6的型号为LM285Z-2.5。
3. 根据权利要求1所述的一种智能跑水控制器,其特征在于,所述电磁阀线圈降耗器电路包括芯片IC9、二极管D3和电容C30,电容C30的一端连接电阻R64、电阻R65、电容C28、电容C29、信号O-和芯片IC9的引脚1,芯片IC9的引脚2连接电容C30、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和二极管D3的阳极,芯片IC9的引脚8连接电阻R69、二极管D17的阴极、电容C28、电阻R64和电阻R68,二极管D1的阴极连接电阻R63,电阻R63的另一端连接电阻R69、二极管D2的阳极和芯片IC9的引脚7,所述芯片IC9的型号为NE555。
4. 根据权利要求1所述的一种智能跑水控制器,其特征在于,所述无线漏水传感器接收电路包括芯片IC13、芯片IC14、电容C43和按键LEN,电容C43的一端连接电容C44和电感L3,电感L3的另一端连接电容C44、电容C45、电容C46和电容C47,电容C47的另一端连接芯片IC13的引脚4,芯片IC13的引脚8连接晶振Y2,晶振Y2的另一端连接电容C42、芯片IC13的引脚1和芯片IC13的引脚6,芯片IC13的引脚5连接芯片IC14的引脚1,芯片IC13的引脚2连接LED1的阳极和ISP2的脚1,芯片IC14的引脚7连接二极管D20,芯片IC14的引脚8连接二极管D21,所述芯片IC13的型号为SYN480R,芯片IC14的型号为STC15F104W。
技术领域本实用新型涉及一种跑水器,具体是一种智能跑水控制器。
背景技术同类产品大多都是跑水警报器类的,仅提供报警,就算控制,也要外接转换电路。单一供电形式,要不交流220V供电,要不直流12V或者24V供电,现场停电时,一切保护都无济于事了!大多采用继电器输出控制,有机械触点寿命,长期运行不稳定。传感器电路处理简单,误报率高。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种智能跑水控制器,以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案: 一种智能跑水控制器,包括铅酸蓄电池三段式智能充电部件、蓄电池保护器、自动拨打电话报警部件和逻辑控制部件,所述铅酸蓄电池三段式智能充电部件连接交流220V市电,处理后的供电给蓄电池保护器,蓄电池保护器向自动拨打电话报警部件和逻辑控制部件提供智能稳定的电源,自动拨打电话报警部件还受控于逻辑控制部件,所述逻辑控制部件包括有线、无线传感器输入信号处理、无触点输出驱动、指示电路、低功耗处理电路、单片机智能数字通信控制电路和电磁阀线圈降耗器电路。作为本实用新型的优选方案:所述蓄电池保护器包括电压比较器IC1、电容C18、三极管N1和三极管N2,所述电容C18的一端连接电阻R10、电阻R12和电压比较器IC1的引脚2,电阻R12的另一端连接电阻R18和NMOS3的漏极,NMOS3的栅极连接电阻R6,电容C18的另一端连接电容C17,电容C17的另一端连接电阻R14和电阻R15,电阻R14的另一端连接电阻R19、电容C19和电压比较器IC1的引脚3,电压比较器IC1的引脚1连接电阻R15的另一端和电阻R16,电阻R16的另一端连接三极管N1的基极和三极管N2的集电极,电压比较器IC1的引脚7连接电阻R58和电阻R60,三极管N1的集电极连接电阻R8,电阻R8的另一端连接电阻R2和电阻R7,电阻R2的另一端连接PMOS1的栅极,PMOS1的源极连接电阻R7的另一端、电阻R1和PMOS2的漏极,电阻R1的另一端连接电阻R4、电阻R5和电阻R17,电阻R4的另一端连接NMOS1的栅极,NMOS1的源极连接三极管N1的发射极、电阻R17的另一端、NMOS2的源极和芯片IC6的引脚3,电阻R5的另一端连接NMOS2的栅极,PMOS2的栅极连接电阻R3,电阻R3的另一端连接电阻R9和接口SW1,所述芯片IC1的型号为TS3931,芯片IC6的型号为LM285Z-2.5。作为本实用新型的优选方案:所述电磁阀线圈降耗器电路包括芯片IC9、二极管D3和电容C30,电容C30的一端连接电阻R64、电阻R65、电容C28、电容C29、信号O-和芯片IC9的引脚1,芯片IC9的引脚2连接电容C30、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和二极管D3的阳极,芯片IC9的引脚8连接电阻R69、二极管D17的阴极、电容C28、电阻R64和电阻R68,二极管D1的阴极连接电阻R63,电阻R63的另一端连接电阻R69、二极管D2的阳极和芯片IC9的引脚7,所述芯片IC9的型号为NE555。作为本实用新型的优选方案:所述无线漏水传感器接收电路包括芯片IC13、芯片IC14、电容C43和按键LEN,电容C43的一端连接电容C44和电感L3,电感L3的另一端连接电容C44、电容C45、电容C46和电容C47,电容C47的另一端连接芯片IC13的引脚4,芯片IC13的引脚8连接晶振Y2,晶振Y2的另一端连接电容C42、芯片IC13的引脚1和芯片IC13的引脚6,芯片IC13的引脚5连接芯片IC14的引脚1,芯片IC13的引脚2连接LED1的阳极和ISP2的脚1,芯片IC14的引脚7连接二极管D20,芯片IC14的引脚8连接二极管D21,所述芯片IC13的型号为SYN480R,芯片IC14的型号为STC15F104W。与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型的优点在于:主电、备电一体化设计,充电电路智能且无人值守,就可长期稳定的工作。传感器处理电路精密,可任意接驳有线或无线漏水传感器,抗干扰能力强,防止误触发。蓄电池保护电路极其完善,整个电路设计采用微功耗元件,整机静态电流仅6MA,在交流供电消失时,可待机15天。输出控制部分采用大功率低内阻无触点元件设计,使用寿命长,控制器外部的电磁阀直接控制用户进水,真正的主动防御系统,检测到漏水即自动关闭电磁阀,且电磁阀具有降耗控制器,可以保证电磁阀长期稳定的投入工作,不会产生高温,损坏电磁阀。具备远程自动拨打电话报警的功能,跑水后控制器会自动拨打用户电话,用来提示跑水报警。指示电路准确无误,使用户自己就可方便判断。本控制器即具备报警功能,又具备主动控制功能。
附图说明图1为智能跑水控制器的原理框图;图2为蓄电池保护器的电路图;图3为电磁阀线圈降耗器电路的电路图;图4为无线漏水传感器接收处理电路图。
具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。 请参阅图1-4,一种智能跑水控制器,包括铅酸蓄电池三段式智能充电部件、蓄电池保护器、自动拨打电话报警部件和逻辑控制部件,所述铅酸蓄电池三段式智能充电部件连接交流220V市电,处理后的供电给蓄电池保护器,蓄电池保护器向自动拨打电话报警部件和逻辑控制部件提供智能稳定的电源,自动拨打电话报警部件受控于逻辑控制部件,所述逻辑控制部件包括有线、无线传感器输入信号处理、无触点输出驱动、指示电路、低功耗处理电路、单片机智能数字通信控制电路和电磁阀线圈降耗器电路。蓄电池保护器包括电压比较器IC1、电容C18、三极管N1和三极管N2,所述电容C18的一端连接电阻R10、电阻R12和电压比较器IC1的引脚2,电阻R12的另一端连接电阻R18和NMOS3的漏极,NMOS3的栅极连接电阻R6,电容C18的另一端连接电容C17,电容C17的另一端连接电阻R14和电阻R15,电阻R14的另一端连接电阻R19、电容C19和电压比较器IC1的引脚3,电压比较器IC1的引脚1连接电阻R15的另一端和电阻R16,电阻R16的另一端连接三极管N1的基极和三极管N2的集电极,电压比较器IC1的引脚7连接电阻R58和电阻R60,三极管N1的集电极连接电阻R8,电阻R8的另一端连接电阻R2和电阻R7,电阻R2的另一端连接PMOS1的栅极,PMOS1的源极连接电阻R7的另一端、电阻R1和PMOS2的漏极,电阻R1的另一端连接电阻R4、电阻R5和电阻R17,电阻R4的另一端连接NMOS1的栅极,NMOS1的源极连接三极管N1的发射极、电阻R17的另一端、NMOS2的源极和芯片IC6的引脚3,电阻R5的另一端连接NMOS2的栅极,PMOS2的栅极连接电阻R3,电阻R3的另一端连接电阻R9和接口SW1,所述芯片IC1的型号为TS3931,芯片IC6的型号为LM285Z-2.5。电磁阀线圈降耗器电路包括芯片IC9、二极管D3和电容C30,电容C30的一端连接电阻R64、电阻R65、电容C28、电容C29、信号O-和芯片IC9的引脚1,芯片IC9的引脚2连接电容C30、二极管D1的阳极、二极管D2的阴极和二极管D3的阳极,芯片IC9的引脚8连接电阻R69、二极管D17的阴极、电容C28、电阻R64和电阻R68,二极管D1的阴极连接电阻R63,电阻R63的另一端连接电阻R69、二极管D2的阳极和芯片IC9的引脚7,所述芯片IC9的型号为NE555。无线漏水传感器接收电路包括芯片IC13、芯片IC14、电容C43和按键LEN,电容C43的一端连接电容C44和电感L3,电感L3的另一端连接电容C44、电容C45、电容C46和电容C47,电容C47的另一端连接芯片IC13的引脚4,芯片IC13的引脚8连接晶振Y2,晶振Y2的另一端连接电容C42、芯片IC13的引脚1和芯片IC13的引脚6,芯片IC13的引脚5连接芯片IC14的引脚1,芯片IC13的引脚2连接LED1的阳极和ISP2的脚1,芯片IC14的引脚7连接二极管D20,芯片IC14的引脚8连接二极管D21,所述芯片IC13的型号为SYN480R,芯片IC14的型号为STC15F104W。本实用新型的工作原理是:微功耗蓄电池充电电流检测,过放保护,反接保护,输出短路保护,无触点功率元件输出供电,无触点功率元件驱动外部电磁阀,关闭进水。电磁阀线圈降耗电路,完美解决电磁阀长期通电温度升高,缩短使用寿命。一改老式的西门子TC35模块的不足,采用全新的SIM900A专用GSM/GPRS模块,实现电话报警功能,传感器启动后,自动拨打用户电话,提醒报警。且用户可以远程通过拨打模块上的SIM卡的指定电话号和现场通话,监听现场声音等功能,不插SIM卡将失去此功能。鉴于GSM/GPRS模块SIM900A采用串口通信,所以选用高速低功耗单片机STC11L04E与之进行数字信号处理,完美解决自动拨打电话的报警功能。该电路核心采用微功耗精密电压比较器为控制核心,型号TS393I,静态工作电流仅需9UA,单电源供电直流最大16V。因三段式智能充电部件已经将充电电压限制在最大直流13.8V,供电满足要求。采用大功率无触点功率场效应管,做负载供电输出,一改同类产品的继电器输出驱动形式。本电路采用2颗P沟道功率场效应管(PMOS1,PMOS2)完成高端供电,即正极性供电;采用2颗N沟道功率场效应管(NMOS1,NMOS2)完成低端供电,即负极性供电。采用高精密微电流电压基准(LM285Z-2.5)芯片,做参考电压基准。该芯片静态工作电流仅需20UA,抗干扰,具备温度补偿,可使基准电压输出稳定,有利于TS391电压比较器参考电位准确,高精度保护输出和驱动输出。接有SW1外接控制开关,断开后可保证铅酸蓄电池零放电率,保护电池,在产品未投入使用时过度放电。因TS393I是双电压精密比较器,我们采用电压比较器1做为蓄电池过放保护,即芯片的1,2,3引脚;采用电压比较器2做为有线、无线漏水传感器输入处理电路,即芯片的5,6,7引脚;芯片的8脚为电源供电正极,取自标号V1处,即PMOS2的输出;芯片的4脚为电源供电负极,取自标号G1处,即NMOS1和NMOS2的漏极(S)公共连接处。该电路的工作原理是合上开关S1后,标号B+的为铅酸蓄电池正极----PMOS2的S极---R9---SW1---R11---IC6的K极---IC6的A极---NMOS2的S极(即NMOS2的个体二极管正极)------NMOS2的D极(即NMOS2的个体二极管负极)---铅酸蓄电池的负极形成供电电流回路。可看出实现了铅酸蓄电池输入极性的保护,如果蓄电池极性接反,即蓄电池B+接负极,B-接正极的话,受NMOS2内部的个体二极管反向不导电特性,没有电流形成,接入无效,电路也就无法正常工作。正常接入蓄电池极性后,假定蓄电池标称电压直流12V,这样在PMOS2的S、G极间受R9和R11及IC6(2.5V)的电流回路影响,在R9和R11节点处,产生直流0.86V对G1处(即NMOS1和NMOS2的漏极(S)公共连接处)的电压。9.5V是蓄电池电压12V减去IC6的压降2.5V的结果。这样的话,PMOS2的VSG=12V-0.86V=11.14V,也就是说VGS=负11.14V,满足P沟道功率场效应管的最大负20V驱动电压极限,可以促使PMOS2可靠导通,又鉴于PMOS2的内阻极小,仅0.02欧姆,在驱动负压10V的条件下,可输出38A的额定电流,我们的负载电流很小,就算按照10A的输出电流计算,作用在PMOS2上的功耗仅2W,不加散热片几乎都没有温升,可以长期稳定的向负载供电。V1得电后,NMOS1和NMOS2受R1和R17的分压驱动,致使NMOS1和NMOS2可靠导通,这样在V1和G1处产生蓄电池的直流电压12V,给核心电压比较器TS393I供电。同时正极的12V加到PMOS1的源极(S)处,等待PMOS1的触发极(G)的驱动控制,从而促使PMOS1导通,向负载提供供电电源(O+)。输出过载保护,蓄电池过放保护,都是控制这个PMOS1的关闭来达到保护,停止向外供电。TS393I的主要工作原理,芯片的1脚,标号FQ1通过R15,R16---三极管N1的基极---N1的发射极---G1后,形成驱动电流回路,芯片1脚若输出高电平,三极管N1即导通,从而控制PMOS1导通,向负载供电。芯片的2脚采样电压基准,通过UREF的精密基准电压2.5V---R10--R12---R18的分压,提供标准参考电压,芯片的3脚采集蓄电池电压,通过V1供电,受R14和R19的分压,进而和芯片的2脚进行电压运算比较,通过计算可看出,当V1低于10V时,芯片3脚分压后的电压就会低于芯片2脚的基准电压,芯片1脚输出低电平,从而关闭N1的基极触发,也就关闭了PMOS1向外部负载供电,起到了蓄电池过放保护。又考虑蓄电池在关闭向负载供电时,端电压会自己提升,所以在R18处并联了1个NMOS3的小功率场效应管,当芯片1脚输出高电平时,NMOS3导通,短路R18,芯片2脚的分压仅受控于R10和R12,分压值为1.25V。保护启动时,芯片1脚输出低电平,NMOS3就会截止,这样就串入了电阻R18,使芯片2脚分压变得更高,提升到1.39V,使受保护后的蓄电池,想恢复重新启动,有个迟滞回差效应,避免干扰。芯片5脚和芯片6脚主要做外部有线、无线漏水传感器的输入信号处理,进行精密电压比较,使芯片7脚输出高电平时,触发功率场效应管NMOS5导通,控制电磁阀吸合。传感器撤掉,芯片7脚输出低电平,关闭电磁阀。电路中标号IL为蓄电池充电电流检测采集信号,通过电阻R13来采集电压,R13为功率2W,阻值0.36R的金属膜电阻,充电时,智能充电部件首先检测采集的电流完成智能给蓄电池充电,又严格控制输出电压,最大13.8V给蓄电池供电。整个充电过程,完全无人值守,充满自停,适时通过电阻R13来检测电流智能控制充电。重要声明,电路中的G1和GND的标号,分别代表不同的供电控制回路负极。G1是负载及控制电路的负极回路,GND仅是充电电路的负极回路。充电电路和控制电路完全独立又相互协调,主供电还是靠蓄电池,因蓄电池的放电率高,负载能力强,为产品稳定工作提供强力的保障。至于负载短路保护电路,理念和该电路原理相同,这里不再赘述。该电路在输出负载电流4A时保护并自锁输出。重新启动要关闭SW1开关10S后重启有效。跑水控制器主要是印刷电路板一体化设计,完全靠印刷线路条传递各功能部件的连接关系。主要由交流供电整流滤波充电部分、逻辑控制部分、无触点功率元件输出部分、传感器输入部分、指示灯部分等组成。交流供电整流滤波充电部分,采用开关电源技术,高频变压器为强弱电转换核心部件,专用PWM脉宽调制芯片LD7550芯片驱动,MOS管采用FQPF5N60C和高频变压器初级整流后的300V直流电压形成100KHZ高频开关控制,高频变压器次级感应出按要求的输出电压,直流13.8V向蓄电池充电。充电智能管理采用专用3段式铅酸蓄电池控制芯片EG4318来完成控制,主要通过光耦PC817隔离控制LD7550开关电源振荡芯片,改变驱动MOS管的G极PWM脉冲,控制高频变压器输出电压及电流在指定的范围内。同时,通过串联在蓄电池回路中的R13电阻,适时检测充电电流,完成智能无人值守智能的充电控制。逻辑控制部分,采用高精密微电流电压比较器TS393I和高精密微电流电压基准源LM285Z-2.5完美结合,完成复杂的逻辑功能运算,达到智能控制理念。无触点功率元件输出部分,主要由5个功率场效应管组成,实现无触点无寿命大电流无机械噪音等控制理念。2颗P沟道场管,型号IRF4905完成高端驱动,2颗N沟道场管,型号STB75NF75完成低端驱动,1颗N沟道场管,型号STB75NF75完成负载电磁阀的低端驱动。采用场管做驱动控制,因其无触点,输出电流大,内阻低,功耗小,控制极和输出极完全隔离等优点,一改老式的继电器驱动形式。有线、无线传感器输入部分,采用专用的漏水传感器,通过精密的逻辑控制,处理传感器输入信号,抗干扰,设定传感器变化值范围简单,抗干扰能力强,防止误触发。核心处理芯片同样是高精密微电流电压比较器TS393I。指示灯部分,主要用作指示,分别是主电指示灯和运行指示灯。主电指示灯,红色,用来指示交流220V供电,即主电是否存在,熄灭无主电,点亮有主电;运行指示灯,绿色,用来指示备电及运行是否正常工作。点亮备电正常,电路可以正常运行工作,熄灭无备电,即蓄电池供电,电路无法正常工作。两颗指示灯采用贴片高亮发光二极管。数字信号处理部分,主要完成自动拨打电话报警功能。分别是STC11L04E单片机,SIM900A专用GSM/GPRS模块,外接GSM天线,手机SIM卡,音频输出口,麦克输入口。单片机STC11L04E用来完成和SIM900A模块串口通信,实现数字信号处理。GSM天线用来接收移动或联通的基站信号。手机SIM卡用来实现远程通话接收基站信号处理,音频输出口用来推动现场扬声器发声,麦克输入口监听现场声音或实现双向对讲功能。电磁阀线圈降耗电路部分,主要完成电磁阀的电流脉宽调制。采用时基芯片NE555来实现脉冲宽度调制输出控制,即PWM控制。当有线或无线漏水传感器检测到漏水,启动电磁阀后,该电路首先输出满荷电流控制电磁阀可靠吸合,吸合后自动调整输出脉宽,使电磁阀电流最小且维持吸合力的条件下,这样可以有效保护电磁阀长期处于吸合状态,满电流持续供应,造成温度急剧升高,影响电磁阀使用寿命,长期高温电磁阀必然损坏,也就失去保护的意义了。