CN103949360B - 一种利用水流按键实现切换控制的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用水流按键实现切换控制的装置，包括水流发电机、频率检测电路、波形转换电路及MCU；水流发电机安装在水流通道中，该水流发电机与频率检测电路输入端电气连接，水流发电机产生的交流信号传输至频率检测电路；频率检测电路输出端与波形转换电路输入端电气连接，而波形转换电路输出端与MCU电气连接，该波形转换电路输送脉冲信号至MCU；MCU与执行机构电气连接，该MCU判断固定时间内输入高电平脉冲组的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。本发明还公开一种利用水流按键实现切换控制的方法。本发明利用水流按键通断频率实现执行机构的切换控制，从而减少花洒结构，节约生产成本。

Description

一种利用水流按键实现切换控制的装置及方法
技术领域
本发明涉及花洒技术领域，尤其是指一种利用水流按键实现切换控制的装置及方法。
背景技术
现有技术中，有一种花洒在其本体上安装有发电机10、带LCD驱动电路的MCU20、LCD液晶屏30、三色LED灯阵列40（通常为红绿蓝）、NTC热敏电阻50、整流桥60、滤波电路70、稳压电路80以及按键90等；如图1所示，花洒中的水流使发电机10发电，发电机10产生的交流电先后经整流桥60及滤波电路70后，一路作为LED电源为三色LED灯阵列40供电，三色LED灯阵列40的电路图如图5所示，有红绿蓝三色LED（GREEDLED、REDLED、BLUELED），另一路通过二极管经稳压电路80；经稳压电路80后，一路为带LCD驱动电路的MCU20供电，另一路储存作为备用电源，备用电源可以为MCU20供电，其对应的电路图如图2所示。
MCU20与LCD液晶屏30电气连接，MCU20还通过LED驱动电路与三色LED灯阵列40电气连接，发电机交流信号还直接与MCU20连接，而NTC热敏电阻50与水流接触，产生的温度信号与MCU20连接，图3所示，MCU20的型号如图4所示，按键90通常安装在花洒手柄上，该按键90与MCU20电气连接，即MCU20与不同执行机构电气连接，其电路图如图4所示。
使用时，NTC热敏电阻50感应产生的温度信号传输给MCU20，MCU20通过LCD驱动电路驱动LCD液晶屏30以显示该温度信号，同时，温度区间不同时，MCU20通过LED驱动电路驱动不同颜色的LED，如小于37℃时LED绿色，大于等于37℃而小于等于45℃时LED蓝色，大于45℃时LED红色。
发电机交流信号直接与MCU20连接，MCU20可以检测发电机交流信号频率，而所述频率正比于水流速度，从而可以换算成流量值，由LCD液晶屏30显示。还可以实现淋浴时间显示及水量显示，而且淋浴时间、水量及温度可以轮流显示。通过按压电容按键进行淋浴时间、水量及温度显示切换。
所述按键90按压时，可以按第一次（按键时间≤3秒）进入LCD温度显示与蓝色LED的工作模式；按第二次（按键时间≤3秒）进入LCD显示与定时变色的工作模式；按第三次（按键时间≤3秒）进入LCD显示与感温变色的工作模式；按第四次（按键时间≤3秒）进入LCD显示的工作模式；按第五次（按键时间≤3秒）进入无模式的工作模式；按第六次（按键时间≤3秒）进入LCD显示与感温变色的工作模式；当按键时间大于3秒时，进入清零记忆内容功能等。
然而，所述按键90为机械开关按键，通常设置在花洒手柄上，在安装所述按键90时，需要在花洒上开孔，以便手指按到该按键90，此时，需要设计防水结构以防止水进入线路板，使得花洒手柄结构较为复杂，增加生产成本，而且影响花洒外观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用水流按键实现切换控制的装置及方法，利用水流按键通断频率实现执行机构的切换控制，从而减少花洒结构，节约生产成本。
为达成上述目的，本发明的解决方案为：
一种利用水流按键实现切换控制的装置，包括水流发电机、频率检测电路、波形转换电路及MCU；水流发电机安装在水流通道中，该水流发电机与频率检测电路输入端电气连接，水流发电机产生的交流信号传输至频率检测电路；频率检测电路输出端与波形转换电路输入端电气连接，而波形转换电路输出端与MCU电气连接，该波形转换电路输送脉冲信号至MCU；MCU与执行机构电气连接，该MCU判断固定时间内输入高电平脉冲组的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。
进一步，还包括整流电路、稳压电路及可充电电源；整流电路的输入端与水流发电机电气连接，水流发电机产生的交流信号传输至整流电路，而输出端与稳压电路的输入端连接；稳压电路的输出端与可充电电源连接而存储电能。
进一步，所述可充电电源为可充电电池或者为超级电容。
一种利用水流按键实现切换控制的方法，包括以下步骤：
一，固定时间内通断水流按键次数使得水流发电机在固定时间内输出对应次数的交流信号；
二，步骤一产生的交流信号依次经频率检测电路及波形转换电路后输送对应次数的高电平脉冲组信号至MCU；
三，MCU判断固定时间内输入高电平脉冲组的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。所述高电平脉冲组中的脉冲个数必须大于一定个数，比如至少三个，具体个数可随实际定义，且每次高电平脉冲组的个数可以相等或不相等。
采用上述方案后，本发明波形转换电路输送脉冲信号至MCU，MCU与执行机构电气连接，该MCU判断固定时间内输入高电平脉冲的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。MCU判断水流在一定时间内的通断次数可以模拟现有技术机械按键的功能，即通过水流按键（通常为混水阀或阀门）控制水流通断的频率，在有水流情况下，水流发电机产生交流电信号，而频率检测电路检测水流发电机产生的交流电信号，并通过波形转换电路输送脉冲信号给MCU，MCU判断固定时间内输入高电平脉冲组的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。因此，本发明利用水流式按键通断频率实现执行机构的切换控制，从而减少花洒结构，节约生产成本。
附图说明
图1是现有技术花洒发电机工作示意图；
图2是现有技术花洒发电机工作电路图；
图3是现有技术MCU与执行机构连接示意图；
图4是现有技术MCU与执行机构连接电路图；
图5是现有技术三色LED灯阵列电路图；
图6是本发明的结构示意图。
标号说明
发电机10MCU20
LCD液晶屏30三色LED灯阵列40
NTC热敏电阻50整流桥60
滤波电路70稳压电路80
按键90
水流发电机1频率检测电路2
波形转换电路3MCU4
整流电路5稳压电路6
可充电电源7。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。
参阅图6所示，本发明揭示的一种利用水流按键实现切换控制的装置，包括水流发电机1、频率检测电路2、波形转换电路3及MCU4。
水流发电机1安装在水流通道中，以花洒为例，水流发电机1通常安装在花洒手柄的水流通道中，该水流发电机1与频率检测电路2输入端电气连接，水流发电机1产生的交流信号传输至频率检测电路2，频率检测电路2的电路结构如图6所示。
频率检测电路2输出端与波形转换电路3输入端电气连接，而波形转换电路3输出端与MCU4电气连接，该波形转换电路3输送脉冲信号至MCU4，波形转换电路3的电路结构如图6所示。
MCU4与执行机构电气连接，该MCU4判断固定时间内输入高电平脉冲的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。所述执行机构可以为背景技术所述的淋浴时间显示、水量显示及温度显示等执行机构，而所述MCU4的型号如图6所示。
发明还包括整流电路5、稳压电路6及可充电电源7；整流电路5的输入端与水流发电机1电气连接，水流发电机1产生的交流信号传输至整流电路5，而输出端与稳压电路6的输入端连接；稳压电路6的输出端与可充电电源7连接而存储电能，可充电电源7作为储备电源，在MCU4没有检测到高电平脉冲信号时，MCU4输出信号控制可充电电源7为执行机构供电。所述可充电电源7为可充电电池或者为超级电容，或者其它。
本法还公开一种利用水流按键实现切换控制的方法，包括以下步骤：
一，固定时间内通断水流按键次数使得水流发电机1在固定时间内输出对应次数的交流信号。
二，步骤一产生的交流信号依次经频率检测电路2及波形转换电路3后输送对应次数的高电平脉冲组信号至MCU4；
三，MCU4判断固定时间内输入高电平脉冲组的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。所述高电平脉冲组中的脉冲个数必须大于一定个数，比如至少三个，具体个数可随实际定义，且每次高电平脉冲组的个数可以相等或不相等。
有水流时，水流发电机1产生交流电压，交流信号经频率检测电路2和波形转换电路3后，MCU4的输入口有相应的脉冲信号，经MCU4判断是有水流流经水流发电机1；没有水流时，水流发电机1不会产生交流电压，MCU4检测不到脉冲信号，判断没有水流流经水流发电机1。水流发电机1发出的交流电压频率一般是几十赫兹以上，由MCU4判断水流一定时间内的通断次数可以模拟机械按键的功能。比如在1.2秒钟的时间里水流通断3次为短按键，通断5次以上为长按键。如此，与正常淋浴时的开关区分开来，正常淋浴时就最多开关一二次，又达到按键切换的作用。
本发明在使用时，以花洒为例，淋浴时，打开阀门（水流按键），水流经水流发电机1产生交流电信号，一路经整流电路5及稳压电路6后给可充电池或超级电容充电，形成备用电源，可单独给电路供电。当要切换时，在1.2秒内用手打开阀门使水流流通、停留短暂，紧接着关闭阀门使水流断开、停留短暂，这样3次，形成一次短按键开关动作。如果超过5次就作为一次长按键开关动作。经MCU4判断输入固定时间内高电平脉冲组的次数，确定输出不同的信号经执行机构实现不同的功能。
在无水流发电期间由备用电源供电，正常检测水流通断信号，如此实现机械开关按键所具有的功能，如记忆内容的清零，水花模式的切换，工作模式的切换等。本发明还可以实现通过检测电压频率确认水流的流量大小，经LCD屏显示流量值。
以上所述将本发明运用于花洒中为例予以详细说明，然而本发明包括但不仅限于应用于花洒，可以应用于其它相关的卫生洁具领域中。

Claims (4)

1.一种利用水流按键实现切换控制的装置，其特征在于，包括水流发电机、频率检测电路、波形转换电路及MCU；水流发电机安装在水流通道中，该水流发电机与频率检测电路输入端电气连接，水流发电机产生的交流信号传输至频率检测电路；频率检测电路输出端与波形转换电路输入端电气连接，而波形转换电路输出端与MCU电气连接，该波形转换电路输送脉冲信号至MCU；MCU与执行机构电气连接，该MCU判断固定时间内输入高电平脉冲组的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。
2.如权利要求1所述的一种利用水流按键实现切换控制的装置，其特征在于，还包括整流电路、稳压电路及可充电电源；整流电路的输入端与水流发电机电气连接，水流发电机产生的交流电压传输至整流电路，而整流电路的输出端与稳压电路的输入端连接；稳压电路的输出端与可充电电源连接而存储电能。
3.如权利要求2所述的一种利用水流按键实现切换控制的装置，其特征在于，所述可充电电源为可充电电池或者为超级电容。
4.一种利用水流按键实现切换控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
一，在固定时间内不同次数通断水流使得水流发电机在该固定时间内输出对应次数的交流信号；
二，步骤一产生的交流信号依次经频率检测电路及波形转换电路后输送对应次数的高电平脉冲组信号至MCU；
三，MCU判断固定时间内输入高电平脉冲组信号的次数，确定输出不同的信号至不同执行机构实现不同的功能。
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