CN106054775A - 水龙头智能缓冲增强控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水龙头智能缓冲增强控制系统，包括设置在供水管路上的电磁阀M，电磁阀M相连接的控制芯片U1，正极同时与控制芯片U1的THRES管脚和TRIG管脚相连接、负极与GND管脚相连接的电容C5，正极与控制芯片U1的CONT管脚相连接、负极与控制芯片U1的GND管脚相连接的电容C6，分别与控制芯片U1相连接的开关驱动电路和信号判断电路，与信号判断电路相连接的信号输入电路，与信号输入电路相连接的信号增强电路，以及与信号判断电路相连接的信号缓冲电路。本发明提供一种水龙头智能缓冲增强控制系统，大大提高家庭用水的智能性，降低了家庭耗水量，从而节约了水资源，更好的降低了用户的经济成本。

Description

水龙头智能缓冲增强控制系统

技术领域

本发明属于家庭节能领域，具体是指一种水龙头智能缓冲增强控制系统。

背景技术

水是当今社会一个不可或缺的资源，在人们的生活中，无论是洗漱还是蒸煮都离不开水。现如今，家庭中均是采用水龙头来放水，而在使用时，经常会因为某些原因导致使用者忘记关闭水龙头，从而使得水龙头保持出水，不仅浪费了水资源，还加重了用户的负担。为了节约水资源，大多数的公共场所均采用按压式或者感应式的水龙头，但是按压式和感应式的水龙头却不适合在家庭中进行使用。

所以，现如今需要一款智能性的水龙头，以避免用户忘记关水导致的水资源的持续浪费的情况，达到节省水资源的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述问题，提供一种水龙头智能缓冲增强控制系统，大大提高家庭用水的智能性，降低了家庭耗水量，从而节约了水资源，更好的降低了用户的经济成本。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

水龙头智能缓冲增强控制系统，包括设置在供水管路上的电磁阀M，电磁阀M相连接的控制芯片U1，正极同时与控制芯片U1的THRES管脚和TRIG管脚相连接、负极与GND管脚相连接的电容C5，正极与控制芯片U1的CONT管脚相连接、负极与控制芯片U1的GND管脚相连接的电容C6，分别与控制芯片U1相连接的开关驱动电路和信号判断电路，与信号判断电路相连接的信号输入电路，与信号输入电路相连接的信号增强电路，以及与信号判断电路相连接的信号缓冲电路；其中，控制芯片U1的型号为NE555。

作为优选，所述信号输入电路由运算放大器P1，运算放大器P2，一端接地、另一端与运算放大器P1的正输入端相连接的电阻R1，P极与运算放大器P1的输出端相连接、N极与运算放大器P1的负输入端相连接的二极管D1，负极接地、正极与运算放大器P2的正输入端相连接的电容C1，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与电容C1的正极相连接的电阻R3，一端与运算放大器P1的正输入端相连接、另一端与电容C1的正极相连接的电阻R2，串接在运算放大器P2的负输入端和输出端之间的电阻R4，以及负极接地、正极与运算放大器P2的输出端相连接的电容C2组成；其中，运算放大器P1的正输入端作为该信号输入电路的信号输入端Vin。

作为优选，所述信号判断电路由三极管VT1，三极管VT2，一端与电容C2的正极相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R5，正极与三极管VT1的基极相连接、负极与电容C5的负极相连接的电容C3，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与电容C3的负极相连接的电容C4，一端同时与控制芯片U1的VCC管脚和RESET管脚相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R6，以及一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与电容C4的负极相连接的电阻R7组成；其中，三极管VT1的集电极与三极管VT2的基极相连接，三极管VT1的发射极与电容C5的正极相连接。

作为优选，所述开关驱动电路由三极管VT3，三极管VT4，开关S，P极经电阻R9后与三极管VT3的基极相连接、N极经电阻R11后与三极管VT4的发射极相连接的二极管D2，一端与二极管D2的P极相连接、另一端与控制芯片U1的OUT管脚相连接的电阻R8，与二极管D2并联设置的电阻R10，正极与二极管D2的P极相连接、负极与二极管D2的N极相连接的电容C7，P极与三极管VT4的集电极相连接、N极与控制芯片U1的RESET管脚相连接的二极管D3，以及N极与二极管D3的N极相连接、P极与二极管D2的N极相连接的二极管D4组成；其中，三极管VT3的发射极与三极管VT4的基极相连接，二极管D2的N极与电容C6的负极相连接，电磁阀M与二极管D3并联设置，开关S的一端与二极管D3的P极相连接、另一端与二极管D2的N极相连接，三极管VT3的集电极与二极管D4的N极相连接，二极管D4的N极与P极组成该开关驱动电路的电源输入端。

进一步的，所述信号增强电路由运算放大器P1，运算放大器P2，P极与运算放大器P3的输出端相连接、N极经电阻R12后与运算放大器P3的正输入端相连接的二极管D5，正极与运算放大器P3的负输入端相连接、负极经电阻R14后与运算放大器P3的输出端相连接的电容C8，N极经电阻R13后与二极管D5的N极相连接、P极经电阻R17后与运算放大器P4的输出端相连接的二极管D6，正极与二极管D6的P极相连接、负极与运算放大器P4的输出端相连接的电容C9，一端与二极管D5的P极相连接、另一端与电容C9的正极相连接、滑动端与运算放大器P4的正输入端相连接的滑动变阻器RP1，一端与电容C8的负极相连接、另一端与运算放大器P4的负输入端相连接的电阻R15，以及串接在运算放大器P4的负输入端与输出端之间的电阻R16组成；其中，电容C8的正极接地，运算放大器P3的正输入端作为该信号增强电路的输入端，运算放大器P4的输出端作为该信号增强电路的输出端，运算放大器P3的正输入端与运算放大器P2的正输入端相连接，运算放大器P4的输出端与运算放大器P2的输出端相连接。

再进一步的，所述信号缓冲电路由三极管VT5，三极管VT6，MOS管Q1，正极与三极管VT5的基极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的电容C11，负极与三极管VT5的基极相连接、正极经电阻R24后与三极管VT5的发射极相连接的电容C10，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端经电阻R19后与电容C10的正极相连接的电阻R18，一端与三极管VT6的集电极相连接、另一端与电阻R18和电阻R19的连接点相连接的电阻R20，正极与电容C11的负极相连接、负极经电阻R23后与三极管VT6的发射极相连接的电阻R23，正极与三极管VT6的集电极相连接、负极与MOS管Q1的漏极相连接的电容C13，一端与电容C13的正极相连接、另一端与MOS管Q1的栅极相连接的电阻R21，以及一端与三极管VT6的发射极相连接、另一端与电容C13的负极相连接的电阻R22组成；其中，三极管VT5的发射极与三极管VT6的基极相连接，电容C12的正极接地，电容C12的负极接地，电阻R18和电阻R19的连接点与MOS管Q1的源极相连接，三极管VT5的基极作为该信号缓冲电路的输入端，MOS管Q1的漏极作为该信号缓冲电路的输出端，三极管VT5的基极与三极管VT1的基极相连接，MOS管Q1的漏极与电容C3的负极相连接。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明能根据信号判断是否有人在使用水龙头，在判断无人使用水龙头时，系统将自动控制电磁阀截断，从而达到控制水龙头停止出水的目的，其节水效果相较于现有的水龙头能够提升50％-70％，同时还能避免水溢出而对居住环境造成的影响，更好的保护了用户的生活环境与人身安全。

(2)本发明设置有开关S，在用户需要暂离却要持续接水时，可以按下开关S使电磁阀保持接通，从而让水龙头能够持续出水，大大提高了产品的使用效果。

(3)本发明通过设置信号增强电路来增强输入端的信号强度，进一步提升了系统使用的精准性，使得系统的判断更加准确，很好的避免了系统误判情况的发生。

(4)本发明通过设置信号缓冲电路能够更好的保护系统的正常使用，防止信号波动较大损坏系统的元器件，能够延长系统3-5年的使用寿命，大大降低了系统的维护与更换成本。

附图说明

图1为本发明的智能控制系统的电路结构图。

图2为本发明的信号增强电路的电路结构图。

图3为本发明的信号缓冲电路的电路结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，水龙头智能缓冲增强控制系统，包括设置在供水管路上的电磁阀M，电磁阀M相连接的控制芯片U1，正极同时与控制芯片U1的THRES管脚和TRIG管脚相连接、负极与GND管脚相连接的电容C5，正极与控制芯片U1的CONT管脚相连接、负极与控制芯片U1的GND管脚相连接的电容C6，分别与控制芯片U1相连接的开关驱动电路和信号判断电路，与信号判断电路相连接的信号输入电路，与信号输入电路相连接的信号增强电路，以及与信号判断电路相连接的信号缓冲电路；其中，控制芯片U1的型号为NE555。

信号输入电路由运算放大器P1，运算放大器P2，电容C1，电容C2，二极管D1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，以及电阻R4组成。

连接时，电阻R1的一端接地、另一端与运算放大器P1的正输入端相连接，二极管D1的P极与运算放大器P1的输出端相连接、N极与运算放大器P1的负输入端相连接，电容C1的负极接地、正极与运算放大器P2的正输入端相连接，电阻R3的一端与二极管D1的N极相连接、另一端与电容C1的正极相连接，电阻R2的一端与运算放大器P1的正输入端相连接、另一端与电容C1的正极相连接，电阻R4串接在运算放大器P2的负输入端和输出端之间，电容C2的负极接地、正极与运算放大器P2的输出端相连接。

其中，运算放大器P1的正输入端作为该信号输入电路的信号输入端Vin。

信号判断电路由三极管VT1，三极管VT2，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电容C3，以及电容C4组成。

连接时，电阻R5的一端与电容C2的正极相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接，电容C3的正极与三极管VT1的基极相连接、负极与电容C5的负极相连接，电容C4的正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与电容C3的负极相连接，电阻R6的一端同时与控制芯片U1的VCC管脚和RESET管脚相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接，电阻R7的一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与电容C4的负极相连接。

其中，三极管VT1的集电极与三极管VT2的基极相连接，三极管VT1的发射极与电容C5的正极相连接。

开关驱动电路由三极管VT3，三极管VT4，开关S，二极管D2，二极管D3，二极管D4，电容C7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，以及电阻R11组成。

连接时，二极管D2的P极经电阻R9后与三极管VT3的基极相连接、N极经电阻R11后与三极管VT4的发射极相连接，电阻R8的一端与二极管D2的P极相连接、另一端与控制芯片U1的OUT管脚相连接，电阻R10与二极管D2并联设置，电容C7的正极与二极管D2的P极相连接、负极与二极管D2的N极相连接，二极管D3的P极与三极管VT4的集电极相连接、N极与控制芯片U1的RESET管脚相连接，二极管D4的N极与二极管D3的N极相连接、P极与二极管D2的N极相连接。

其中，三极管VT3的发射极与三极管VT4的基极相连接，二极管D2的N极与电容C6的负极相连接，电磁阀M与二极管D3并联设置，开关S的一端与二极管D3的P极相连接、另一端与二极管D2的N极相连接，三极管VT3的集电极与二极管D4的N极相连接，二极管D4的N极与P极组成该开关驱动电路的电源输入端。

如图2所示，信号增强电路由运算放大器P1，运算放大器P2，二极管D5，二极管D6，电容C8，电容C9，滑动变阻器RP1，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，以及电阻R17组成。

连接时，二极管D5的P极与运算放大器P3的输出端相连接、N极经电阻R12后与运算放大器P3的正输入端相连接，电容C8的正极与运算放大器P3的负输入端相连接、负极经电阻R14后与运算放大器P3的输出端相连接，二极管D6的N极经电阻R13后与二极管D5的N极相连接、P极经电阻R17后与运算放大器P4的输出端相连接，电容C9的正极与二极管D6的P极相连接、负极与运算放大器P4的输出端相连接，滑动变阻器RP1的一端与二极管D5的P极相连接、另一端与电容C9的正极相连接、滑动端与运算放大器P4的正输入端相连接，电阻R15的一端与电容C8的负极相连接、另一端与运算放大器P4的负输入端相连接，电阻R16的串接在运算放大器P4的负输入端与输出端之间。

其中，电容C8的正极接地，运算放大器P3的正输入端作为该信号增强电路的输入端，运算放大器P4的输出端作为该信号增强电路的输出端，运算放大器P3的正输入端与运算放大器P2的正输入端相连接，运算放大器P4的输出端与运算放大器P2的输出端相连接。

如图3所示，信号缓冲电路由三极管VT5，三极管VT6，MOS管Q1，电容C10，电容C11，电容C12，电容C13，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，以及电阻R24组成。

连接时，电容C11的正极与三极管VT5的基极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接，电容C10的负极与三极管VT5的基极相连接、正极经电阻R24后与三极管VT5的发射极相连接，电阻R18的一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端经电阻R19后与电容C10的正极相连接，电阻R20的一端与三极管VT6的集电极相连接、另一端与电阻R18和电阻R19的连接点相连接，电阻R23的正极与电容C11的负极相连接、负极经电阻R23后与三极管VT6的发射极相连接，电容C13的正极与三极管VT6的集电极相连接、负极与MOS管Q1的漏极相连接，电阻R21的一端与电容C13的正极相连接、另一端与MOS管Q1的栅极相连接，电阻R22的一端与三极管VT6的发射极相连接、另一端与电容C13的负极相连接。

其中，三极管VT5的发射极与三极管VT6的基极相连接，电容C12的正极接地，电容C12的负极接地，电阻R18和电阻R19的连接点与MOS管Q1的源极相连接，三极管VT5的基极作为该信号缓冲电路的输入端，MOS管Q1的漏极作为该信号缓冲电路的输出端，三极管VT5的基极与三极管VT1的基极相连接，MOS管Q1的漏极与电容C3的负极相连接。

安装时，将电磁阀安装在水龙头的供水管道上，并将信号输入端Vin与人体感应器相连接，最后将电源输入端与电源相连接。

其中，人体感应器选用人体红外感应器，该人体感应器安装在水龙头上，其感应的角度为水龙头正面120°，最远的感应距离为5米；电源选用家用供电电源或者蓄电池。

使用时，当用户站在人体感应器的感应范围内时，人体感应器发出触发信号，该触发信号导通三极管VT1和三极管VT2，使得三极管VT1的发射极呈低电平，从而触发控制芯片的OUT管脚呈高电平导通三极管VT3和三极管VT4，从而使得电磁阀得电导通，当用户打开水龙头时则水龙头将正常出水；而当人离开人体感应器时，三极管VT1和三极管VT2断开，控制芯片U1的OUT管脚呈低电平，三极管VT3和三极管VT4也断开，电磁阀失电闭合，从而使得供水管道截断，水龙头停止出水；在用户需要暂时离开水龙头且需要其继续出水时，只需将开关S闭合即可。

本发明能根据信号判断是否有人在使用水龙头，在判断无人使用水龙头时，系统将自动控制电磁阀截断，从而达到控制水龙头停止出水的目的，其节水效果相较于现有的水龙头能够提升50％-70％，同时还能避免水溢出而对居住环境造成的影响，更好的保护了用户的生活环境与人身安全。本发明通过设置信号增强电路来增强输入端的信号强度，进一步提升了系统使用的精准性，使得系统的判断更加准确，很好的避免了系统误判情况的发生。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (7)

1.水龙头智能缓冲增强控制系统，其特征在于：包括设置在供水管路上的电磁阀M，电磁阀M相连接的控制芯片U1，正极同时与控制芯片U1的THRES管脚和TRIG管脚相连接、负极与GND管脚相连接的电容C5，正极与控制芯片U1的CONT管脚相连接、负极与控制芯片U1的GND管脚相连接的电容C6，分别与控制芯片U1相连接的开关驱动电路和信号判断电路，与信号判断电路相连接的信号输入电路，与信号输入电路相连接的信号增强电路，以及与信号判断电路相连接的信号缓冲电路；其中，控制芯片U1的型号为NE555。

2.根据权利要求1所述的水龙头智能缓冲增强控制系统，其特征在于：所述信号增强电路由运算放大器P1，运算放大器P2，P极与运算放大器P3的输出端相连接、N极经电阻R12后与运算放大器P3的正输入端相连接的二极管D5，正极与运算放大器P3的负输入端相连接、负极经电阻R14后与运算放大器P3的输出端相连接的电容C8，N极经电阻R13后与二极管D5的N极相连接、P极经电阻R17后与运算放大器P4的输出端相连接的二极管D6，正极与二极管D6的P极相连接、负极与运算放大器P4的输出端相连接的电容C9，一端与二极管D5的P极相连接、另一端与电容C9的正极相连接、滑动端与运算放大器P4的正输入端相连接的滑动变阻器RP1，一端与电容C8的负极相连接、另一端与运算放大器P4的负输入端相连接的电阻R15，以及串接在运算放大器P4的负输入端与输出端之间的电阻R16组成；其中，电容C8的正极接地，运算放大器P3的正输入端作为该信号增强电路的输入端，运算放大器P4的输出端作为该信号增强电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的水龙头智能缓冲增强控制系统，其特征在于：所述信号缓冲电路由三极管VT5，三极管VT6，MOS管Q1，正极与三极管VT5的基极相连接、负极与三极管VT5的集电极相连接的电容C11，负极与三极管VT5的基极相连接、正极经电阻R24后与三极管VT5的发射极相连接的电容C10，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端经电阻R19后与电容C10的正极相连接的电阻R18，一端与三极管VT6的集电极相连接、另一端与电阻R18和电阻R19的连接点相连接的电阻R20，正极与电容C11的负极相连接、负极经电阻R23后与三极管VT6的发射极相连接的电阻R23，正极与三极管VT6的集电极相连接、负极与MOS管Q1的漏极相连接的电容C13，一端与电容C13的正极相连接、另一端与MOS管Q1的栅极相连接的电阻R21，以及一端与三极管VT6的发射极相连接、另一端与电容C13的负极相连接的电阻R22组成；其中，三极管VT5的发射极与三极管VT6的基极相连接，电容C12的正极接地，电容C12的负极接地，电阻R18和电阻R19的连接点与MOS管Q1的源极相连接，三极管VT5的基极作为该信号缓冲电路的输入端，MOS管Q1的漏极作为该信号缓冲电路的输出端。

4.根据权利要求3所述的水龙头智能缓冲增强控制系统，其特征在于：所述信号输入电路由运算放大器P1，运算放大器P2，一端接地、另一端与运算放大器P1的正输入端相连接的电阻R1，P极与运算放大器P1的输出端相连接、N极与运算放大器P1的负输入端相连接的二极管D1，负极接地、正极与运算放大器P2的正输入端相连接的电容C1，一端与二极管D1的N极相连接、另一端与电容C1的正极相连接的电阻R3，一端与运算放大器P1的正输入端相连接、另一端与电容C1的正极相连接的电阻R2，串接在运算放大器P2的负输入端和输出端之间的电阻R4，以及负极接地、正极与运算放大器P2的输出端相连接的电容C2组成；其中，运算放大器P1的正输入端作为该信号输入电路的信号输入端Vin。

5.根据权利要求4所述的水龙头智能缓冲增强控制系统，其特征在于：所述信号判断电路由三极管VT1，三极管VT2，一端与电容C2的正极相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R5，正极与三极管VT1的基极相连接、负极与电容C5的负极相连接的电容C3，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极与电容C3的负极相连接的电容C4，一端同时与控制芯片U1的VCC管脚和RESET管脚相连接、另一端与三极管VT2的集电极相连接的电阻R6，以及一端与三极管VT2的发射极相连接、另一端与电容C4的负极相连接的电阻R7组成；其中，三极管VT1的集电极与三极管VT2的基极相连接，三极管VT1的发射极与电容C5的正极相连接。

6.根据权利要求5所述的水龙头智能缓冲增强控制系统，其特征在于：所述开关驱动电路由三极管VT3，三极管VT4，开关S，P极经电阻R9后与三极管VT3的基极相连接、N极经电阻R11后与三极管VT4的发射极相连接的二极管D2，一端与二极管D2的P极相连接、另一端与控制芯片U1的OUT管脚相连接的电阻R8，与二极管D2并联设置的电阻R10，正极与二极管D2的P极相连接、负极与二极管D2的N极相连接的电容C7，P极与三极管VT4的集电极相连接、N极与控制芯片U1的RESET管脚相连接的二极管D3，以及N极与二极管D3的N极相连接、P极与二极管D2的N极相连接的二极管D4组成；其中，三极管VT3的发射极与三极管VT4的基极相连接，二极管D2的N极与电容C6的负极相连接，电磁阀M与二极管D3并联设置，开关S的一端与二极管D3的P极相连接、另一端与二极管D2的N极相连接，三极管VT3的集电极与二极管D4的N极相连接，二极管D4的N极与P极组成该开关驱动电路的电源输入端。

7.根据权利要求6所述的水龙头智能缓冲增强控制系统，其特征在于：所述运算放大器P3的正输入端与运算放大器P2的正输入端相连接，运算放大器P4的输出端与运算放大器P2的输出端相连接，三极管VT5的基极与三极管VT1的基极相连接，MOS管Q1的漏极与电容C3的负极相连接。