CN107658968A - 设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，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，与开关驱动电路相连接的双电源自切换电路，与信号判断电路相连接的信号输入电路，以及同时与信号输入电路和控制芯片U1相连接的信号驱动放大电路。本发明提供一种设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，能够智能的完成供电的切换，保证系统运行的稳定性，大大提高家庭用水的智能性，还降低了家庭耗水量，从而节约了水资源，更好的降低了用户的经济成本。

Description

设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统

技术领域

本发明属于家庭节能领域，具体是指一种设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统。

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，提供一种设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，能够智能的完成供电的切换，保证系统运行的稳定性，大大提高家庭用水的智能性，还降低了家庭耗水量，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：

设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，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，与开关驱动电路相连接的双电源自切换电路，与信号判断电路相连接的信号输入电路，以及同时与信号输入电路和控制芯片U1相连接的信号驱动放大电路；其中，控制芯片U1的型号为NE555；双电源自切换电路由三极管VT101，单向晶闸管VS101，正极与三极管VT101的发射极相连接、负极经电阻R105后与三极管VT101的基极相连接的电容C101，正极经电阻R101后与电容C101的正极相连接、负极与三极管VT101的基极相连接的电容C102，一端与电容C101的正极相连接、另一端与电容C102的负极相连接的电阻R103，N极经电阻R102后与电容C102的正极相连接、P极与电容C101的负极相连接的稳压二极管D101，正极与电容C102的负极相连接、负极与稳压二极管D101的N极相连接的电容C103，正极与电容C103的负极相连接、负极与电容C101的负极相连接的电容C104，N极与电容C101的正极相连接、P极经电阻R106后与三极管VT101的集电极相连接的二极管D102，正极与电容C102的负极相连接、负极经电阻R108后与三极管VT101的集电极相连接的电容C105，N极与电容C105的正极相连接、P极经电阻R107后与电容C104的负极相连接的稳压二极管D103，一端与电容C105的负极相连接、另一端经电阻R109后与电容C104的负极相连接、滑动端经电阻R104后与电容C103的负极相连接的滑动变阻器RP101，P极与三极管VT101的集电极相连接、N极与单向晶闸管VS101的P极相连接的二极管D104，一端与单向晶闸管VS101的N极相连接、另一端与电容C104的负极相连接的继电器K101，以及P极与单向晶闸管VS101的控制极相连接、N极经继电器K101的常闭触点K101-1后与二极管D104的N极相连接的二极管D105组成；其中，电容C4的负极经继电器K101的常闭触点K102后与二极管D105的P极组成该双电源自切换电路的第一电源输入端，电容C101的正极与负极组成该双电源自切换电路的第二电源输入端，电容C4的负极经继电器K101的常闭触点K102后与二极管D105的N极组成该双电源自切换电路的电源输出端且与开关驱动电路相连接。

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且与双电源自切换电路相连接。

再进一步的，所述信号驱动放大电路由三极管VT5，三极管VT6，正极经电阻R13后与三极管VT5的基极相连接、负极经电阻R12后与三极管VT5的集电极相连接的电容C8，串接在三极管VT5的集电极与发射极之间的电阻R15，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端经电阻R14后与电容C8的正极相连接、滑动端与三极管VT6的基极相连接的滑动变阻器RP1，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与三极管VT6的集电极相连接的电容C9，与电容C9并联设置的电阻R16，P极与三极管VT6的发射极相连接、N极与滑动变阻器RP1和电阻R14的连接点相连接的二极管D5，以及正极经电阻R18后与二极管D5的P极相连接、负极经电阻R17后与电容C8的负极相连接的电容C10组成；其中，电容C8的正极作为该信号驱动放大电路的输入端，电容C10的负极作为该信号驱动放大电路的输出端，电容C8的正极与控制芯片U1的VCC管脚相连接，电容C10的负极与运算放大器P1的负输入端相连接。

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驱动放大电路对输入的信号进行进一步的放大，大大提高了信号对系统的触发效果，很好的提升了系统的响应速度，进而提高了用户的满意度。

(4)本发明设置有双电源自切换电路，可以很好的根据第一电源输入端的电源供电情况适时的自动切换到第二电源输入端，以确保对系统的稳定供电，进而保证了系统能够稳定的进行工作，大大提高了系统使用的稳定性与效果。

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为本发明的信号驱动放大电路的电路结构图。

图3为本发明的双电源自切换电路的电路结构图。

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，设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，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，与开关驱动电路相连接的双电源自切换电路，与信号判断电路相连接的信号输入电路，以及同时与信号输入电路和控制芯片U1相连接的信号驱动放大电路；其中，控制芯片U1的型号为NE555。

如图3所示，双电源自切换电路由三极管VT101，单向晶闸管VS101，滑动变阻器RP101，稳压二极管D101，二极管D102，稳压二极管D103，二极管D104，二极管D105，继电器K101，电阻R101，电阻R102，电阻R103，电阻R104，电阻R105，电阻R106，电阻R107，电阻R108，电阻R109，电容C101，电容C102，电容C103，电容C104，电容C105组成。

连接时，电容C101的正极与三极管VT101的发射极相连接、负极经电阻R105后与三极管VT101的基极相连接，电容C102的正极经电阻R101后与电容C101的正极相连接、负极与三极管VT101的基极相连接，电阻R103的一端与电容C101的正极相连接、另一端与电容C102的负极相连接，稳压二极管D101的N极经电阻R102后与电容C102的正极相连接、P极与电容C101的负极相连接，电容C103的正极与电容C102的负极相连接、负极与稳压二极管D101的N极相连接，电容C104的正极与电容C103的负极相连接、负极与电容C101的负极相连接，二极管D102的N极与电容C101的正极相连接、P极经电阻R106后与三极管VT101的集电极相连接，电容C105的正极与电容C102的负极相连接、负极经电阻R108后与三极管VT101的集电极相连接，稳压二极管D103的N极与电容C105的正极相连接、P极经电阻R107后与电容C104的负极相连接，滑动变阻器RP101的一端与电容C105的负极相连接、另一端经电阻R109后与电容C104的负极相连接、滑动端经电阻R104后与电容C103的负极相连接，二极管D104的P极与三极管VT101的集电极相连接、N极与单向晶闸管VS101的P极相连接，继电器K101的一端与单向晶闸管VS101的N极相连接、另一端与电容C104的负极相连接，二极管D105的P极与单向晶闸管VS101的控制极相连接、N极经继电器K101的常闭触点K101-1后与二极管D104的N极相连接。

其中，电容C4的负极经继电器K101的常闭触点K102后与二极管D105的P极组成该双电源自切换电路的第一电源输入端，电容C101的正极与负极组成该双电源自切换电路的第二电源输入端，电容C4的负极经继电器K101的常闭触点K102后与二极管D105的N极组成该双电源自切换电路的电源输出端且与开关驱动电路相连接。

双电源自切换电路上连接有两次不同的电源，在第一电源输入端上的电源供电停止时，可以自动的切换到第二电源输入端来继续进行供电，大大提高了系统运行的稳定性，保证了系统的正常运行。其中，第一电源输入端与第二电源输入端上连接的电源不能选择同源的电源。

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且与双电源自切换电路相连接。

如图2所示，信号驱动放大电路由三极管VT5，三极管VT6，二极管D5，电容C8，电容C9，电容C10，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，以及电阻R18组成。

连接时，电容C8的正极经电阻R13后与三极管VT5的基极相连接、负极经电阻R12后与三极管VT5的集电极相连接，电阻R15串接在三极管VT5的集电极与发射极之间，滑动变阻器RP1的一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端经电阻R14后与电容C8的正极相连接、滑动端与三极管VT6的基极相连接，电容C9的正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与三极管VT6的集电极相连接，电阻R16与电容C9并联设置，二极管D5的P极与三极管VT6的发射极相连接、N极与滑动变阻器RP1和电阻R14的连接点相连接，电容C10的正极经电阻R18后与二极管D5的P极相连接、负极经电阻R17后与电容C8的负极相连接。

其中，电容C8的正极作为该信号驱动放大电路的输入端，电容C10的负极作为该信号驱动放大电路的输出端，电容C8的正极与控制芯片U1的VCC管脚相连接，电容C10的负极与运算放大器P1的负输入端相连接。

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驱动放大电路对输入的信号进行进一步的放大，大大提高了信号对系统的触发效果，很好的提升了系统的响应速度，进而提高了用户的满意度。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (6)

1.设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，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，与开关驱动电路相连接的双电源自切换电路，与信号判断电路相连接的信号输入电路，以及同时与信号输入电路和控制芯片U1相连接的信号驱动放大电路；其中，控制芯片U1的型号为NE555；双电源自切换电路由三极管VT101，单向晶闸管VS101，正极与三极管VT101的发射极相连接、负极经电阻R105后与三极管VT101的基极相连接的电容C101，正极经电阻R101后与电容C101的正极相连接、负极与三极管VT101的基极相连接的电容C102，一端与电容C101的正极相连接、另一端与电容C102的负极相连接的电阻R103，N极经电阻R102后与电容C102的正极相连接、P极与电容C101的负极相连接的稳压二极管D101，正极与电容C102的负极相连接、负极与稳压二极管D101的N极相连接的电容C103，正极与电容C103的负极相连接、负极与电容C101的负极相连接的电容C104，N极与电容C101的正极相连接、P极经电阻R106后与三极管VT101的集电极相连接的二极管D102，正极与电容C102的负极相连接、负极经电阻R108后与三极管VT101的集电极相连接的电容C105，N极与电容C105的正极相连接、P极经电阻R107后与电容C104的负极相连接的稳压二极管D103，一端与电容C105的负极相连接、另一端经电阻R109后与电容C104的负极相连接、滑动端经电阻R104后与电容C103的负极相连接的滑动变阻器RP101，P极与三极管VT101的集电极相连接、N极与单向晶闸管VS101的P极相连接的二极管D104，一端与单向晶闸管VS101的N极相连接、另一端与电容C104的负极相连接的继电器K101，以及P极与单向晶闸管VS101的控制极相连接、N极经继电器K101的常闭触点K101-1后与二极管D104的N极相连接的二极管D105组成；其中，电容C4的负极经继电器K101的常闭触点K102后与二极管D105的P极组成该双电源自切换电路的第一电源输入端，电容C101的正极与负极组成该双电源自切换电路的第二电源输入端，电容C4的负极经继电器K101的常闭触点K102后与二极管D105的N极组成该双电源自切换电路的电源输出端且与开关驱动电路相连接。

2.根据权利要求1所述的设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，其特征在于：所述信号驱动放大电路由三极管VT5，三极管VT6，正极经电阻R13后与三极管VT5的基极相连接、负极经电阻R12后与三极管VT5的集电极相连接的电容C8，串接在三极管VT5的集电极与发射极之间的电阻R15，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端经电阻R14后与电容C8的正极相连接、滑动端与三极管VT6的基极相连接的滑动变阻器RP1，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与三极管VT6的集电极相连接的电容C9，与电容C9并联设置的电阻R16，P极与三极管VT6的发射极相连接、N极与滑动变阻器RP1和电阻R14的连接点相连接的二极管D5，以及正极经电阻R18后与二极管D5的P极相连接、负极经电阻R17后与电容C8的负极相连接的电容C10组成；其中，电容C8的正极作为该信号驱动放大电路的输入端，电容C10的负极作为该信号驱动放大电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，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。

4.根据权利要求3所述的设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，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。

5.根据权利要求4所述的设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，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且与双电源自切换电路相连接。

6.根据权利要求5所述的设置有信号驱动放大电路的水龙头双电源智能控制系统，其特征在于：所述电容C8的正极与控制芯片U1的VCC管脚相连接，电容C10的负极与运算放大器P1的负输入端相连接。