CN204191239U - 流量指示立体水田 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种流量指示立体水田，包括立体水田本体，所述立体水田本体包括输水管以及设于输水管内的水轮发电机，所述水轮发电机电连接有发光电路板，所述发光电路板包括稳压单元、采样控制单元以及发光单元，发光单元包括第一发光支路、第二发光支路、第三发光支路。水轮发电机发电，其输出电压通过稳压单元稳压，输出发光单元发光所需的稳定电压，采样控制单元采样水轮发电机的输出电压，为发光单元提供控制信号，控制不同的发光二极管发光，达到指示流量的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种农业种植装置,更具体地说，它涉及一种立体水田。
背景技术
立体水田是一种可放置于室内，用作栽培植物或种植观赏性植物的优良种植载体。
现有的立体水田，为保证植物的正常生长，通常设置有水循环系统，将底部的蓄水池内的水通过水泵往上层输送，并从输水管输出至洒水装置内，对立体水田内的栽培槽进行浇灌。
但长期以来，从上层浇灌下的水流没有得到有效的利用，将其重力势能转化为电能并用于指示流量的大小，现有的利用水流发电的技术在部分专利中已有所记载，如申请号为201020541368.6以及申请号为200710044831.9的中国专利，其能将水流的重力势能转化为电能并使发光元件发光，但还未能解决指示流量大小的问题，是目前技术人员研发的方向。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种流量指示立体水田，其能指示循环的水流流量大小。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种流量指示立体水田，包括立体水田本体，所述立体水田本体包括输水管以及设于输水管内的水轮发电机，所述水轮发电机电连接有发光电路板，
所述发光电路板包括稳压单元、采样控制单元以及发光单元，
所述稳压单元耦接于水轮发电机和发光单元之间以输出电压信号；
所述采样控制单元耦接于水轮发电机和发光单元之间以输出控制信号；
所述发光单元耦接于稳压单元与采样控制单元之间以接收电压信号并根据控制信号发光；
所述发光单元包括
第一发光支路，包括串联连接的第一NMOS管、第一发光二极管以及第一负载电阻，所述第一发光二极管的两端还并联有第二NMOS管，所述第一NMOS管的开启电压小于第二NMOS管的开启电压；
第二发光支路，包括串联连接的第三NMOS管、第二发光二极管以及第二负载电阻，所述第二发光二极管的两端还并联有第四NMOS管，所述第三NMOS管的开启电压等于第二NMOS管的开启电压且小于第四NMOS管的开启电压；
第三发光支路，包括串联连接的第五NMOS管、第三发光二极管以及第三负载电阻，所述第五NMOS管的开启电压等于第四NMOS管的开启电压；
所述第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管的栅极均与采样控制单元的输出端耦接。
通过采用上述技术方案，当输水管内的水流循环时，水流带动水轮发电机发电，其输出电压通过稳压单元稳压，输出发光单元发光所需的稳定电压，所述采样控制单元采样水轮发电机的输出电压，为发光单元提供控制信号，当控制信号处于第一NMOS管的开启电压和第二NMOS管的开启电压之间时，第一NMOS管导通而第二NMOS管截止，第一发光二极管发光，而其他发光二极管不发光，指示流量到达第一预设范围，当控制信号处于第三NMOS管开启电压和第四NMOS管开启电压之间时，第二NMOS管导通使第一发光二极管被短接熄灭，第三NMOS管导通使得第二发光二极管发光，指示流量到达第二预设范围，同理，当到达第三流量预设范围时，第三发光二极管导通而第一发光二极管、第二发光二极管熄灭，达到指示流量的目的。
本实用新型进一步设置为：所述采样控制单元包括串联连接的多个分压电阻，所述分压电阻间的中间节点作为采样控制单元的输出端。
通过采用上述技术方案，水轮发电机的输出电压远大于NMOS管开启所需的控制电压，通过分压电阻分压，取中间节点电压作为控制信号，完成信号间的转化，拓扑结构简单实用。
本实用新型进一步设置为：所述稳压单元包括耦接的稳压器以及电容。
通过采用上述技术方案，对水轮发电机输出的变化的电压进行稳压和滤波，为发光二极管提供稳定的工作电压。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于:利用NMOS管的电子开关特性，根据流量大小切换发光二极管发光以指示流量大小，拓扑结构简单实用。
附图说明
图1为本实用新型流量指示立体水田实施例的结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为本实用新型流量指示立体水田实施例的发光电路板电路原理图；
图4为本实用新型流量指示立体水田实施例的稳压单元电路原理图；
图5为本实用新型流量指示立体水田实施例的采样控制单元电路原理图。
附图标记说明：1、立体水田本体；11、架体；12、水池；13、栽培槽；14、洒水装置；15、水泵；16、输水管；2、水轮发电机；3、发光电路板；31、稳压单元、32、采样控制单元；33、发光单元；331、第一发光支路；332、第二发光支路；333、第三发光支路。
具体实施方式
参照附图对本实用新型水龙头实施例做进一步详细说明。
根据水轮发电机2的工作原理，可以有效的得出水轮发电机2的输出电压与其运行时的转速成正比，其转速越快，水轮发电机2的输出电压也就越高，相应的，水龙头的流量与其转速也成正比，因而当循环水流的流量越大的时候，其水轮发电机2的输出电压也就越大，因此可以通过检测水轮发电机2的输出电压大小判断循环水流的流量的作用。
参照图1、图2，一种流量指示立体水田，包括立体水田本体1，所述立体水田本体1包括架体11，所述架体11由下至上依次设置有水池12、若干栽培槽13以及洒水装置14，所述水池12内设置水泵15，所述水泵15通过输水管16连通至洒水装置14，所述输水管16内设置水轮发电机2，所述水轮发电机2电连接有发光电路板3，在水流到达一定流量时，就带动水轮发电机2发电，水轮发电机2优选地设置在位于顶部的输水管16的出水口，发光电路板3优选地设置在输水管16的内壁内或外壁，与管路内的流体相互隔离，水轮发电机2和发光电路板3通过导线连接。
本实施例采用的水轮发电机2的输出电压为直流电压，采用直流水轮发电机2即可。
由于水轮发电机2的设置属于现有技术，故不作赘述，以下对发光电路板3做详细说明。
参照图3，所述发光电路板3包括稳压单元31、采样控制单元32以及发光单元33，
所述稳压单元31耦接于水轮发电机2和发光单元33之间以输出电压信号；
所述采样控制单元32耦接于水轮发电机2和发光单元33之间以输出控制信号；
所述发光单元33耦接于稳压单元31与采样控制单元32之间以接收电压信号并根据控制信号发光；
所述发光单元包括
第一发光支路331，包括串联连接的第一NMOS管Q1、第一发光二极管LED1以及第一负载电阻R1，所述第一发光二极管LED1的两端还并联有第二NMOS管Q2，所述第一NMOS管Q1的开启电压小于第二NMOS管Q2的开启电压；
第二发光支路332，包括串联连接的第三NMOS管Q3、第二发光二极管了LED2以及第二负载电阻R2，所述第二发光二极管LED2的两端还并联有第四NMOS管Q4，所述第三NMOS管Q3的开启电压等于第二NMOS管Q3的开启电压且小于第四NMOS管Q4的开启电压；
第三发光支路333，包括串联连接的第五NMOS管Q5、第三发光二极管LED3以及第三负载电阻R3，所述第五NMOS管Q5的开启电压等于第四NMOS管Q4的开启电压；
所述第一NMOS管Q1、第二NMOS管Q2、第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4、第五NMOS管Q5的栅极(分别对应图2中所示的g1、g2、g3、g4、g5)均与采样控制单元32的输出端耦接。
第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第三发光二极管壳采用不同色的LED，可采用不同色的LED，但因为不同色的LED需要的电压有微小差别，因此需要负载电阻配合分压，此外，由于NMOS管的导通阻抗很小，当LED被短接时，负载电阻还起到防止通过的电流过大的问题。
参照图4，稳压单元31采用以LM7805稳压器为核心构成的稳压电路，以输出稳定的+5V电压，滤波电容C1、C2对电压进行滤波稳压，提高抗干扰能力。
参照图5，采样控制单元32采用串联的多个分压电阻，本实施例优选地设置串联连接的分压电阻R4和R5，两者的中间节点作为控制单元的输出端耦接至g1、g2、g3、g4、g5，其输出端的电压为R5两端的电压，该电压由R4和R5两者的比值决定，以对水流发电机的输出电压进行降压，并能准确对输出电压的变化进行采样，向发光单元33输出控制信号。
流量指示立体水田内循环的水流带动水轮发电机2发电，其输出电压通过稳压单元31稳压，输出+5V的电源电压至各个发光支路，在NMOS管选型上，第一NMOS管可选用型号为AO3414的NMOS管，其开启电压为1V，第二NMOS管以及第三NMOS管均可选用型号为AO3400的NMOS管，其开启电压为1.5V，第四NMOS管以及第五NMOS管可选用型号为AO3422的NMOS管，由此得到的开启电压区间为1至1.5V、1.5至2V、2V以上，若将分压电阻R4与R5的比值设置为4:1，则水轮发电机2的输出电压的变化区间则分别为5-7.5V、7.5-10V、10V以上，由此得知的是，当水流量达到使水轮电机的输出电压处于上述变化区间范围时，则分别指示不同的发光二极管发光，达到指示流量大小的目的。
由上述推导可得出，通过改变开启电压区间以及分压电阻的比例，可以调节水轮发电机2输出电压的变化区间，由此可指示不同大小范围的流量。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种流量指示立体水田，包括立体水田本体，其特征是：所述立体水田本体包括输水管以及设于输水管内的水轮发电机，所述水轮发电机电连接有发光电路板，所述发光电路板包括稳压单元、采样控制单元以及发光单元，
所述稳压单元耦接于水轮发电机和发光单元之间以输出电压信号；
所述采样控制单元耦接于水轮发电机和发光单元之间以输出控制信号；
所述发光单元耦接于稳压单元与采样控制单元之间以接收电压信号并根据控制信号发光；
所述发光单元包括
第一发光支路，包括串联连接的第一NMOS管、第一发光二极管以及第一负载电阻，所述第一发光二极管的两端还并联有第二NMOS管，所述第一NMOS管的开启电压小于第二NMOS管的开启电压；
第二发光支路，包括串联连接的第三NMOS管、第二发光二极管以及第二负载电阻，所述第二发光二极管的两端还并联有第四NMOS管，所述第三NMOS管的开启电压等于第二NMOS管的开启电压且小于第四NMOS管的开启电压；
第三发光支路，包括串联连接的第五NMOS管、第三发光二极管以及第三负载电阻，所述第五NMOS管的开启电压等于第四NMOS管的开启电压；
所述第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管的栅极均与采样控制单元的输出端耦接。
2.根据权利要求1所述的流量指示立体水田，其特征是：所述采样控制单元包括串联连接的多个分压电阻，所述分压电阻间的中间节点作为采样控制单元的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的流量指示立体水田，其特征是：所述稳压单元包括耦接的稳压器以及电容。
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| CN107621290A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-01-23 | 宁波杰敏卫浴科技有限公司 | 一种卫浴用流量检测装置及流量检测方法 |
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