CN201548846U - 一种多功能浴室取暖器的单线控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多功能浴室取暖器的单线控制系统，本控制系统包括一个开关控制组件、一根控制线、一个主机受控组件，其主要技术特征在于：所述主机受控组件3安装在多功能浴室取暖器主机中或固定在主机壳体上，主机只需要外接三根导线，其中二根为电源线，一根为控制线；所述开关控制组件1外接二根导线，其中一根是作为公共线4的电源零线或火线，另外一根为可传递控制信号的控制线2。本系统可以简化浴室取暖器的安装程序，在降低人工费用的同时，节约了连接导线，降低了生产成本。

Description

一种多功能浴室取暖器的单线控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种多功能浴室取暖器的单线控制系统

背景技术

目前，市面上的多功能浴室取暖器集照明灯、风机、取暖灯、风暖加热器、气流切换部件等电气部件于一体，其壁式控制开关与取暖器主机之间需要较多的导线连接，需要在浴室装修时预埋多根导线，如果装修时预先埋设的导线较少，安装取暖器时再增加导线就很困难，导致安装时人工成本及材料成本较高。

市面上有一种遥控器可以解决上述问题，但是遥控器控制系统成本较高，同时因为使用环境潮湿的影响，遥控器容易损坏或者丢失。另外，由于用户的使用习惯，一般还是需要使用壁式开关对取暖器进行控制。

发明内容

本实用新型可以解决上述问题，减少了连接线，在方便浴室取暖器安装的同时，节约了成本，适用于各种浴室取暖器的生产与装配。本控制系统包括一个开关控制组件、一根控制线、一个主机受控组件，其主要技术特征在于：

1)所述主机受控组件3安装在多功能浴室取暖器主机中或固定在主机壳体上，主机只需要外接三根导线，其中二根为电源线，一根为控制线2。

2)所述开关控制组件1外接二根导线，其中一根是作为公共线4的电源零线或火线，另外一根为可传递控制信号的控制线2，整个开关控制组件1无需电源或电池供电。

3)所述开关控制组件1通过一根控制线2与主机受控组件3连接，主机受控组件3对控制线2传来的控制信号进行处理与识别，能够对浴室取暖器主机中的二个或二个以上的多个电气部件分别进行控制。

所述开关控制组件1安装在壁式开关面板中，其中电路元件包括有开关、电阻、电容、二极管等，其中所述开关包括机械开关、轻触式开关。通过开关控制，在控制线2中产生相应的交流、直流或脉冲控制电压。

所述控制线2可使用普通导线或屏蔽导线，其数量为一根，一端连接开关控制组件，另一端连接主机受控组件3。

所述公共线4与控制线2、主机受控组件电路一起形成控制信号回路，公共线4利用取暖器电源线中的其中一根，可以是零线或火线。

主机受控组件3包括有逻辑电路、电阻、电容、晶体管、执行机构、传感器、降压稳压电路。所述执行机构包括驱动电路、继电器、可控硅、无触点开关；所述执行机构与主机电气部件连接，直接对相应部件进行控制；所述传感器包括磁敏元件、光敏元件、微动开关、温度传感器等；所述降压稳压电路包括变压器降压稳压电源、开关稳压电源、阻容降压稳压电源。主机受控组件3经防潮绝缘处理后安装在取暖器的主机壳体中或者固定在主机壳体上。

所述逻辑电路包括单片机系统、PLD器件、逻辑门电路、A/D电路、D/A电路等。其中逻辑门电路包括分立元件逻辑门电路、集成逻辑门电路，可采用晶体管、场效应管、TTL集成电路、CMOS集成电路等电子元件设计制作。

所述电气部件包括取暖灯、照明灯、加热器、风机、气流切换部件等电气部件。所述气流切换部件包括同步电机、电动风门等，一般使用同步电机。

附图说明

附图1是一种多功能浴室取暖器的控制系统的结构方框图。

附图2是一种控制开关组件的电路图。

附图3是一种与附图2配套的分立元件设计的主机受控组件的电路图。

附图4是一种与附图3配套的执行机构的电路连接图。

附图5是一种使用数字逻辑电路设计的控制系统的方框图。

附图6是一种具有电源总开关的开关控制组件的电路图。

附图7是一种使用位置传感器的用于气流方向定位的控制电路图。

附图8、附图9是一种智能控制系统的控制程序流程图。

具体实施方式

如附图1所示，所述开关控制组件1外接只有二根导线，一根是连接电源线的公共线4，一根是控制线2。控制线2与主机受控组件3的控制输入端连接，控制多功能浴室取暖器中的多个电气部件的开启与关闭。所述主机受控组件3外接有二根电源线和一根控制线，其执行机构连接多个电气部件。图中虚线中包括了一个多功能取暖器主机的所有部件。

从图1可以看出，取暖器主机外接导线减少至三根，在需要防止取暖器外壳漏电而接地时，可以增加一根与控制地线不同的接大地的保护性地线。

实施案例一：

本案例是一种具有灯暖、风暖、通风、自然风、照明模式的多功能浴室取暖器的控制系统的一个实施案例。本案例全部使用了分离元件设计。

如附图2所示，开关控制组件1中使用了电阻、电容、二极管、机械开关，通过开关切换，使控制线2中产生大小不同的交流信号、正向直流信号、负向直流信号，该信号对应相应的工作模式。控制信号的大小变化越多，可以控制的相应的电气部件就越多，功能就越多。附图2中的分压电阻可以使用二极管代替，同样可以改变输出信号中直流信号的大小。

如附图3所示，为与附图2配套的主机受控组件，控制线2传来的控制信号从主机受控组件3的输入端进入，其中电阻、电容、晶体管组成控制信号处理电路，将各种控制信号进行处理、识别并分离出来。其中的控制信号包括有交流电压、直流正电压、直流负电压三种情况：

第一种情况，控制信号经过阻容网络处理后，其中的交流信号经二极管37整流后变成直流电压到达100点，该直流电压有高低两个，在较高电压时三极管31、32均导通，继电器11、12吸合，在较低电压时三极管31截止，三极管32导通，无电压时三极管31、32均截止，继电器11、12释放。在控制线中如有直流电压，因为有隔直电容，故对M点电位不产生影响。

第二种情况，控制信号中的直流正电压经过阻容网络处理后，滤掉交流电压，因二极管38单向导通特性，只有正向直流电压到达200点，该直流电压有高、中、低三个，较高电压时三极管33、34、35均导通，继电器13、14、15吸合；中电压时，三极管33截止，三极管34、35导通，在较低电压时，三极管33、34截止，三极管35导通；在无电压时，三极管33、34、35均截止，继电器13、14、15均释放。

第三种情况，控制信号中的直流负电压经阻容网络处理后，滤掉交流电压，因二极管39的单向导通特性，只有负向直流电压到达300点，有负压时三极管36导通，三极管16吸合，在无负压时三极管36截止，同时继电器16释放。

在驱动各继电器的三极管的基极前可以利用普通二极管、稳压二极管、电阻串联分压原理对控制电压进行合理分配，本案例使用的是稳压二极管。

在需要对更多的电气部件进行控制时，可以将控制电压再细分，同时增加相应的晶体管及继电器，须兼顾控制的准确性，防止误动作的发生。

如图所示，本系统降压稳压电路的控制地线5与供电电源零线连接，公共线4连接供电电源火线，这里电源供电的火线与零线可以互换。本案例中的稳压电源输出+12伏直流电压，稳压电源属于现有技术，这里不作说明。

如附图4所示，是本案例的执行机构的电路连接图，其中标记7、8、9分别为风暖、自然风、排风三个模式的定位微动开关，22为同步电机，21为风机。

继电器11、12用于照明、灯暖切换及开关，继电器13用于风暖加热强弱切换，继电器14、15用于控制暖风、自然风、排风三个模式转换，并实现气流方向准确定位。继电器16的动触点与风机21控制端连接，常闭触点与取暖器的风暖加热器23、24的控制端连接，常开触点与电源线连接，以保证风机21在加热器23、24工作时始终保持工作状态，当加热器23、24不工作时，继电器16控制风机21的开启/关闭。

通过本案例的实施，说明了使用分立元件设计的逻辑电路可以达到本实用新型的基本目的。同样的原理，使用逻辑集成电路设计的逻辑电路，也同样可以达到本实用新型的目的，并且其控制更加智能化。

本案例适宜对电气部件在10个以下的浴室取暖器进行控制。对于电气部件在10个以上的取暖器，虽然也可以采用分立元件设计，但使用数字逻辑电路(包括单片机)能够更容易地进行控制。

实施案例二：

本案例是一种具有灯暖、风暖、通风、自然风、照明等工作模式的多功能浴室取暖器的智能化控制系统，逻辑电路使用了单片机结构。

如附图5所示，在开关控制组件1中包括电阻、电容、轻触式开关等。其中一个轻触式开关对应一个工作模式，开关越多，取暖器工作模式越多，可控制的电气部件也越多，但是控制线2仍然只需要一根。包括公共线4在内，整个开关控制组件外接只有二个导线。

本案例是在开关控制组件1中使用电阻分压的方法连接轻触式开关，电容在其中起抗干扰的作用。相同的原理，也可以采用二极管分压的方法进行连接。

根据需要，也可以一键多用，即设计为一个按键选择多个工作模式。在微电脑控制技术中，采用分压式键盘控制技术已在包括彩电在内的各种家用电器中广泛使用，为已知技术，这里不作详细说明。

可以理解，在开关控制组件1中采用机械开关，也可以达到相同的目的，只是其主机受控组件3的控制电路要进行相应变化。

所述控制线2连接在开关控制组件2与主机受控组件3之间，这里的控制线2使用屏蔽线，可防止电磁干扰产生的误动作。

所述主机受控组件3包括降压稳压电路、逻辑电路、传感器、执行机构等。其中的控制地线5与公共线4连接在一起。所以，在不同的控制系统的电路中，控制地线5的与电源线的连接关系不一样，可以与火线连接，也可以与零线连接，只要能够在控制电路的输入端产生需要的控制信号就达到目的了。

本案例中的逻辑电路采用89C2051单片机电路结构，其中包括有15个双向输入/输出(I/O)端口，内部还集成了A/D电路，包括一个模拟比较放大器，可以满足取暖器的功能需求。本案例中的单片机系统的控制软件程序可以根据附图8、附图9所示的工作流程设计，其工作模式包括了风暖模式、自然风模式、通风模式、照明模式、灯暖模式。需要指出的是，所述软件控制程序流程并非上述唯一，根据不同取暖器的变化，可以设计多种相应的软件程序以满足不同的功能要求。所述控制线1及各传感器与单片机的I/O输入端口连接，控制线传来的控制信号经过处理后，成为适用于单片机的控制电压，单片机根据该电压的变化辨别并在其I/O输出端输出相应的控制信号，通过执行机构使设备工作在相应的工作模式。可以看出，使用单片机系统适用于对电气部件较多的多功能取暖器进行智能控制。

所述传感器包括位置传感器、温度传感器等。温度传感器用于监测取暖器温度，防止因取暖器温度过高而发生危险，保护取暖器及人身的安全。这里的位置传感器使用磁敏元件，用于检测气流切换部件的位置，比微动开关工作更加可靠。所述执行机构包括驱动电路、继电器、可控硅、无触点开关等，驱动电路可以采用集成电路或者分立元件设计。所述驱动电路及其执行机构的电路为自动控制技术中常用技术，不需详细说明。

89C2051单片机的I/O输出端与驱动电路连接，通过驱动电路控制执行机构，以控制相应电气部件的工作状态。单片机控制技术为所属领域的人员可以理解的已有技术，这里不作详细说明。

实施案例3

如附图6所示，在案例1或案例2的开关控制组件1的基础上，增加一个电源总开关6，总开关6串联在电源进线与公共线4之间，用于开启或关闭整个取暖器的电源供应。这样，可以在不影响原有功能的情况下，增加了切断控制电路电源的功能，在节约用电的同时有利于取暖器的安全和稳定。这种开关控制组件1需要增加一根外接导线，由二根增加为三根。主机受控组件3的外接导线不需要增加，仍然是三根导线。

如附图7所示，是一种有别于附图4的气流方向定位控制电路，适用于在各种分立元件或集成逻辑电路设计的控制系统。该电路适用于采用磁敏位置传感器或微动开关设计气流方向定位电路，可以使用同步电机22控制气流方向。传感器可以使用常开或常通元件。本附图中传感器7、8、9为常通元件，当使用者切换到某个模式时，该模式电路的三极管导通，原模式电路的三极管截止，同步电机22转动，直到旋转窝壳处于该模式位置，该位置的位置传感器断开，继电器释放，所控制的同步电机22停止转动。在使用常开元件时，电路应作相应改变。本电路适用于采用旋转窝壳作气流切换部件的控制，经过适当变动也适用于控制其它类型的气流切换部件。

上述各附图及案例并非完全限制本实用新型。可以理解，在案例1、案例2、案例3的原理的基础上进行交叉组合或功能扩展，可以设计出多种电路图，同样可以达到通过一根控制线，对更多电气部件进行管理与控制的目的。

有益效果

本实用新型可以节约控制开关与取暖器主机之间的连接线，节约生产成本，并有利于进一步增加取暖器的附属功能，同时安装方便，降低了人工成本。

本实用新型还适用于其它类似的电器使用，例如大型组合式吊灯的配套控制电路，也可以达到方便安装、减少连接线的目的。

Claims (7)

1.一种多功能浴室取暖器的单线控制系统，包括一个开关控制组件(1)、一根控制线(2)、一个主机受控组件(3)，其特征在于，浴室取暖器主机外接三根导线，其中二根为电源线，一根为控制线；所述开关控制组件(1)外接二根导线，其中一根是作为公共线(4)的电源线，另外一根为用于传递控制信号的控制线(2)，开关控制组件(1)无需电源或电池供电；开关控制组件(1)通过控制线(2)与主机受控组件(3)连接；所述主机受控组件(3)通过执行机构与多功能浴室取暖器中的二个或二个以上的电气部件连接，并分别进行控制。

2.根据权利要求1所述的多功能浴室取暖器的单线控制系统，开关控制组件(1)安装在壁式开关面板中，包括有开关，其特征在于开关控制组件(1)中的电路元件包括电容、电阻、二极管，所述开关包括机械开关、轻触式开关，通过开关控制，在控制线(2)中产生相应的交流、直流或脉冲控制信号。

3.根据权利要求1所述的多功能浴室取暖器的单线控制系统，其特征在于，其中主机受控组件(3)包括有降压稳压电路、执行机构以及电阻、电容、晶体管、传感器组成的分立元件电路，主机受控组件(3)输入端连接控制线(2)，对控制线中控制信号进行处理与识别，并分别控制主机中二个以上电气部件的开启或关闭。

4.根据权利要求1所述的多功能浴室取暖器的单线控制系统，其特征在于主机受控组件(3)包括逻辑集成电路、传感器、电阻、电容、晶体管、执行机构、降压稳压电路，主机受控组件(3)输入端连接控制线(2)，对控制线中的控制信号进行处理与识别，并分别控制主机中二个以上的电气部件的开启或关闭。

5.根据权利要求1所述的多功能浴室取暖器的单线控制系统，其特征在于，所述主机受控组件(3)经防潮绝缘处理后安装在取暖器的主机壳体中或者固定在主机壳体上。

6.根据权利要求1所述的多功能浴室取暖器的单线控制系统，其特征在于，所述控制线(2)可使用普通导线或屏蔽导线，其数量为一根，一端连接开关控制组件，另一端连接主机受控组件(3)。

7.根据权利要求1所述的多功能浴室取暖器的单线控制系统，其特征在于，所述开关控制组件(1)还增加一根外接导线、一个电源总开关(6)，电源总开关(6)串联在电源进线与公共线(4)之间，用于开启或关闭整个取暖器控制系统的电源供应。

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