CN204347668U - 一种按摩浴缸智能控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种按摩浴缸智能控制电路，包括控制面板以及中央控制器，其特征在于：还包括与中央控制器连接的强度调节电路；所述强度调节电路包括：与所述中央控制器连接，用于将所述中央控制器输出的数字电压信号转换成对应的模拟电压信号的数模转换器；与所述数模转换器连接，用于稳定所述数模转换器输出的模拟电压信号的电压跟踪器；与所述电压跟踪器连接，按照接收到的模拟电压信号调节工作泵的工作功率以实现强度调节的调压模块以及与所述调压模块连接的工作泵。本控制电路在兼具原有的冲浪按摩、气泡、水温加热等多种控制电路的同时，添加了多种智能控制电路，进一步提高了现有的浴缸的整体性能以及舒适度。

Description

一种按摩浴缸智能控制电路

技术领域

本实用新型属于护理康复产品领域，具体地说本实用新型涉及一种按摩浴缸智能控制电路。

背景技术

随人们生活水平的提高，按摩浴缸已进入普通家庭，这类浴缸的配套功能一般都具有冲浪按摩、气泡、水温加热等多种功能，但是首先这类浴缸惯用安装形式并不适合为卧床不起或行动不便的老年人进行洗浴，主要原因是浴缸的高度固定，不可调，其次普通按摩浴缸的冲浪强度和气泡强度均无法调节，适用于正常人的冲浪强度往往会让老年人感到不适和恐惧。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种新型的按摩浴缸智能控制电路，本控制电路在兼具原有的冲浪按摩、气泡、水温加热等多种控制电路的同时，添加了多种智能控制电路，进一步提高了现有的浴缸的整体性能以及舒适度。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案：

一种按摩浴缸智能控制电路，包括控制面板以及中央控制器，其特征在于：

还包括与中央控制器连接的强度调节电路；所述强度调节电路包括：与所述中央控制器连接，用于将所述中央控制器输出的数字电压信号转换成对应的模拟电压信号的数模转换器；与所述数模转换器连接，用于稳定所述数模转换器输出的模拟电压信号的电压跟踪器；与所述电压跟踪器连接，按照接收到的模拟电压信号调节工作泵的工作功率以实现强度调节的调压模块以及与所述调压模块连接的工作泵。

进一步的，所述的按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的臭氧消毒电路，所述的臭氧消毒电路包括与所述中央控制器连接的继电器以及所述继电器连接的臭氧消毒泵。

进一步的，所述的按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的缸内温度传感器以及恒温管理电路；所述缸内温度传感器设置在浴缸内，用于实时监测缸内水温信号并反馈给中央控制器；所述恒温管理电路用于按照中央控制器的控制信号，对缸内的水进行自行加热，其包括与所述中央控制器连接的继电器以及所述继电器连接的加热泵。

进一步的，所述的按摩浴缸智能控制电路可应用于浴缸本体可进行上下升降运动的浴缸结构，相应的，所述的按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的浴缸高度调节电路；所述的浴缸高度调节电路包括：与所述中央控制器连接的继电器；与所述继电器连接的液压马达和液压电磁阀，同时所述液压马达和液压电磁阀与浴缸本体连接，使得浴缸本体通过液压马达和液压电磁阀的动作实现上下升降运动。

优选的，所述浴缸高度调节电路还包括设置在浴缸本体上，用于对浴缸本体升降位置进行限制的限位开关。

进一步的，所述的按摩浴缸智能控制电路可应用于浴缸本体上带有冷热水混水阀结构的浴缸结构，相应的，所述按摩浴缸智能控制电路还包括与所述中央控制器连接的恒温进水电路。

所述恒温进水电路包括：

与所述中央控制器连接的恒流源电路；

分别与所述恒流源电路、控制芯片连接的热敏电阻电路，该热敏电阻电路中的热敏电阻设置于与所述冷热水混水阀结构连接的进水端，用于实时监测进水水温信号；

与所述热敏电阻电路连接的控制芯片；

以及与所述控制芯片连接的步进电机，该步进电机用于按照所述控制芯片控制信号，控制设置于所述冷热水混水阀结构内的挡板进行动作，从而达到变换所述冷热水混水阀结构冷水、热水流入所述进水端流量比例，监控所述进水端水温。

优选的，所述恒温进水电路还包括设置于与所述冷热水混水阀结构连接的进水端，用于实时检测进水端进水速度的流量检测电路以及设置于浴缸内，用于实时监测缸内水位信号的水位传感器。

优选的，所述恒温进水电路还包括与所述控制芯片连接，用于与所述中央控制器进行通讯的串口通讯电路。

进一步的，所述控制面板包括若干与上述按摩浴缸智能控制电路各个功能电路对应的功能按钮以及锁定按钮，该锁定按钮通过在上述按摩浴缸智能控制电路内添加自锁安全电路，实现按下该锁定按钮时，使得所述控制面板其他按钮失效，避免发生误操作的事故。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型是一种专门用于行动不便的老年人洗澡的洗浴装置用控制电路，该控制电路包括恒温进水电路、浴缸高度调节电路、强度调节电路、臭氧消毒电路、恒温管理电路等组成；恒温进水电路可以利用用户在控制面板上输入的注水温度自动控制注水混水阀或者淋浴进水阀的状态，使进水温度固定不变，并且随时检测水位传感器的状态，水位超限后无法进水；浴缸高度调节电路通过控制液压马达和液压电磁阀的动作使浴缸上升下降，且装有一个限位开关，控制芯片通过读入限位开关的状态来限制浴缸的最高升限；强度调节电路(如冲浪和或气泡)利用中央控制器的输出信号进行D/A转换后控制一个调压模块，从而控制工作泵(冲浪泵和或气泡泵)喷水的强度；臭氧消毒电路使得用户可在控制面板上一键打开臭氧消毒功能，对缸内热水进行消毒；恒温管理电路通过缸内水温传感器测量浴缸内的水温，水温降到下限后中央控制器输出信息自动控制打开加热泵进行加热，同理加热到一定程度后自动停止；综上所述，本控制电路可以方便安全的便于老年人进行洗浴，提高了现有的浴缸的整体性能以及舒适度。

附图说明

图1为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路基本原理结构示意图；

图2为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路原理结构示意图；

图3为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路控制面板实例布局示意图；

图4为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路强度调节电路-电路结构示意图；

图5为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路强度调节电路数模转换以及电压跟踪器电路结构示意图；

图6为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路恒温进水电路-电路结构示意图；

图7为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路恒温进水电路-恒流源与热敏电阻电路部分结构示意图；

图8为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路恒温进水电路-霍尔流量传感器与PIC16f877接口电路示意图；

图9为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路恒温进水电路-步进电机与PIC16f877接口电路示意图；

图10为本实用新型-按摩浴缸智能控制电路恒温进水电路-热敏电阻布设结构示意图；

图11为本控制电路优选实施例对应的电路结构示意图。

图中：1、进水端，11、热水管，12、冷水管,2、挡板，3、热敏电阻。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型-按摩浴缸智能控制电路包括控制面板、中央控制器、强度调节电路、臭氧消毒电路、恒温管理电路、浴缸高度调节电路、恒温进水电路、自锁安全电路、水位传感器以及缸内温度传感器等多种智能控制电路组成。同时图11为本控制电路优选实施例对应的电路结构示意图。

其中，所述控制面板包括若干与上述按摩浴缸智能控制电路各个功能电路对应的功能按钮。如图3所示的实例，该控制面板为半圆状控制面板，其上设计有打开浴缸控制系统电源的两个并联按钮，注水开关按钮，注水温度调节按钮，冲浪按钮、冲浪强度调节按钮、臭氧消毒开关按钮、加热开关按钮、气泡开关按钮、气泡强度调节按钮、淋浴开关按钮，淋浴温度调节按钮等，还带有可以显示进水温度、缸内温度、洗浴时间、淋浴温度的显示数码管；在应对可实现浴缸本体升降运动的控制电路时，所述控制面板还设置另一圆形控制面板，其上设计有出浴(使浴缸下降)、入浴(使浴缸上升)、锁定的控制按钮，以及显示担架是否达到最高位置的LED显示灯。

优选的为了提高使用安全性，所述控制面板还包括锁定按钮，该锁定按钮通过在上述按摩浴缸智能控制电路内添加自锁安全电路，实现按下该锁定按钮时，使得所述控制面板其他按钮失效，避免发生误操作的事故。

所述中央控制器优选采用单片机电路89C51中央控制器。

一般来说，按摩浴缸的冲浪和气泡浴功能均通过泵来实现，为增强冲浪按摩和气泡按摩的舒适程度，本控制电路设计了一种强度调节电路，利用降压调速原理调节冲浪和气泡强度。

其电路结构框图如图4所示，适用于按摩浴缸单纯具有冲浪或气泡功能或者兼具冲浪以及气泡功能，原理为利用控制面板对应的调节按键进行强度调节，利用中央控制器89C51作为控制单元，通过按键发送数字信号给中央控制器89C51，再经由数模转换器TLC5615输出模拟电压信号，然后通过阻抗运放CA3140(电压跟随器)来输出相应稳定的模拟电压信号，最后通过调压模块调节工作泵的工作功率以达到强度调节的目的。在此控制中我们可把对应的强度分为五级分别对应数字1-5，每按一次键数值由初始的零开始累加，1,2,3,4，5每一个数值对应一个模拟量电压输出作用于调压模块最终作用在工作泵上，D/A运放电路如图所示。

因此相应的所述强度调节电路包括：与所述中央控制器连接，用于将所述中央控制器输出的数字电压信号转换成对应的模拟电压信号的数模转换器；与所述数模转换器连接，用于稳定所述数模转换器输出的模拟电压信号的电压跟踪器；与所述电压跟踪器连接，按照接收到的模拟电压信号调节工作泵的工作功率以实现强度调节的调压模块以及与所述调压模块连接的工作泵(冲浪泵和或气泡泵)。

其中，强度调节电路的数模转换器TLC5615的主要功能是将89C51发出的数字信号转换为模拟电压输出，在未接负载时数模转换器TLC5615能稳定输出相应0-5V直流电压，接上负载之后输出电压发生不确定性变化，本电路的独特之处还在于在TLC5615后面接了一个阻抗运放CA3140其功能是稳定输出电压，即使在接了调压模块负载之后仍然能很好的输出需要的电压，如图5。

同时本电路选择LSA增强型(单向可控硅反并联)调压模块H3P40YB进行调压，该模块可接受单片机等的0-5Vdc模拟信号，当控制端从0-5Vdc改变时，交流负载上的电压从0伏到最大值线性可调，即随着控制电压的增大，移相角α从180°到0°线性减小，导通角增大，交流负载上的电压从0伏增大到最大值；控制端在4.3Vdc-5Vdc左右时为全开通区域，交流负载上的电压为最大值(接近电网电压)。

所述的按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的臭氧消毒电路，所述的臭氧消毒电路包括与所述中央控制器连接的继电器以及所述继电器连接的臭氧消毒泵。

所述的按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的缸内温度传感器以及恒温管理电路；所述缸内温度传感器设置在浴缸内，用于实时监测缸内水温信号并反馈给中央控制器；所述恒温管理电路用于按照中央控制器的控制信号，对缸内的水进行自行加热，其包括与所述中央控制器连接的继电器以及所述继电器连接的加热泵。其具体工作过程为：恒温管理电路可通过控制面板的加热按钮打开，按下该按钮后缸内水温传感器测量浴缸内的水温并实时反馈信号指单片机89C51，当测得水温信号低于单片机89C51内设置的阈值时，单片机89C51自动控制打开加热泵进行加热，同样的加热到一定程度(当缸内温度传感器测得水温信号达到单片机89C51内设置的阈值)后自动停止，确保了缸内水温保持在一定的范围内。

如图2，所述的按摩浴缸智能控制电路可应用于浴缸本体可进行上下升降运动的浴缸结构，相应的，所述的按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的浴缸高度调节电路；所述的浴缸高度调节电路包括：与所述中央控制器连接的继电器；与所述继电器连接的液压马达和液压电磁阀，同时所述液压马达和液压电磁阀与浴缸本体连接，使得浴缸本体通过液压马达和液压电磁阀的动作实现上下升降运动。

优选的，所述浴缸高度调节电路还包括设置在浴缸本体上，用于对浴缸本体升降位置进行限制的限位开关，单片机89C51通过读入限位开关的状态来限制浴缸的最高升限，浴缸达到最高位后，浴缸就位控制面板相应的指示灯发光；同时还可以将浴缸高度调节电路同缸内温度传感器组成一个闭环控制系统，缸内温度传感器测得的缸内水温过高或过低时，使得护理者无法用入浴按钮使浴缸升起，因此洗浴者也就无法入水，确保了洗浴者的安全。

所述的按摩浴缸智能控制电路可应用于浴缸本体上带有冷热水混水阀结构的浴缸结构，所述恒温进水电路设计思路为该控制部分接收控制面板通过单片机发出的温度指令和进水指令，利用步进电机动态调节机械式混水阀的状态，从而改变冷水和热水进入比例，使注水温度和淋浴温度保持在基本恒定的数值上。该部分的总体框图如图6所示，所述恒温进水电路包括：与所述中央控制器连接的恒流源电路；分别与所述恒流源电路、控制芯片连接的热敏电阻电路，该热敏电阻电路中的热敏电阻2设置于与所述冷热水混水阀结构连接的进水端1(包括热水管11以及冷水管12)如图10，用于实时监测进水水温信号；与所述热敏电阻电路连接的控制芯片；以及与所述控制芯片连接的步进电机，该步进电机用于按照所述控制芯片控制信号，控制设置于所述冷热水混水阀结构内的挡板3进行动作，从而达到变换所述冷热水混水阀结构冷水、热水流入所述进水端1流量比例，监控所述进水端1水温。

如图7-图10，其工作原理为热敏电阻电路的热敏电阻测量的温度值经恒流源电路送入控制芯片，通过控制芯片将设定温度和实际温度做比较，得到设定值与实际温度值之间的差，然后计算出步进电机的旋转角度后，步进电机旋转带动挡板左右移动，从而把热水和冷水按一定比例混合，最终设定温度与实际温度相等时，步进电机停止转动。

本部分采用PIC16F877A微控制器作为控制芯片，利用该芯片实现出水温度的AD转换、流量传感器脉冲信号捕捉、步进电机旋转以及同主控89C51单片机进行通讯。

出水温度通过如图7所示的恒流源电路进行实时转换，该电路是由运放、基准电压源、电阻和三极管组成的正恒流源电路；在本部分中选R37为25KΩ电阻，取R38为0-5KΩ滑动电阻器用作对普通电阻R37误差的补偿，可得到输出恒定电流值：I＝0.1mA。

该恒流源电路中设计要点：(1)应选择高输入阻抗的运算放大器，故在本设计中选择CA3140作为运放。(2)恒流源电路中的三极管的电流放大系数β越大，温漂系数越小，恒流值I越稳定，即恒流效果越好。故本设计中选择型号为S9015三极管器件，其结构为PNP结构，集电极-发射极耐压值为45V，集电极-基极耐压值为50V，发射极-基极耐压值5V，集电极电流为0.1A。

其中热敏电阻采用了NTC高精度防水温度传感器。该传感器精度达到±1％。该传感器温度测量范围在-40℃—105℃。在本设计中，应用范围在20℃—55℃，其对应的电阻范围在39KΩ—7KΩ。当通过0.1mA恒流时，产生的电压范围在0.7V—3.9V。

利用PIC16F877A单片机内部集成的8位AD功能，可将采集的模拟量转化为数字量。

本部分还采用ULN2003作为步进电机驱动芯片，该芯片的作用是起到功率放大的作用，电机驱动设计直接影响到对热水温度的控制，本设计采用5线4相制12V直流步进电机，型号为35BYJ46。步进电机驱动芯片及步进电机接口电路连接原理图如图9所示。

所述恒温进水电路还包括设置于与所述冷热水混水阀结构连接的进水端，用于实时检测进水端进水速度的流量检测电路以及设置于浴缸内，用于实时监测缸内水位信号的水位传感器。

流量检测电路采用型号为DN15的霍尔流量传感器测量出水速度。该传感器分为两部分：水轮转子和流量传感器。当水流过水轮转子时，水流带动转子转动，当转子转动一圈的时候，传感器输出一个方形波。所有水流速度越快，方形波的频率越快。当无水流过时，无脉冲输出，即为高电平。霍尔流量传感器及接口与核心控制器的连接的原理图如图8所示：本实例中当有水流通过霍尔传感器的磁性水轮转子时，霍尔传感器产生方波。将单片机的PC2.0引脚设置成CCP脉冲波形捕捉模式后，初始化CCP捕捉模式，设置后单片机每检测到4个脉冲置一次标志位，当标志位置1时说明有水流过出水口，步进电机旋转调节挡板。当无水流过出水口时，步进电机不会旋转调节挡板。

所述恒温进水电路还包括与所述控制芯片连接，用于与所述中央控制器进行通讯的串口通讯电路。

本部分将实时采集到的温度值通过串口通讯发送给按摩浴缸的中央控制器中，并利用串口中断程序采集设定温度值的改变。为了保证数据的发送完整性，数据格式采用字符串“AA”为抬头包的校验形式。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种按摩浴缸智能控制电路，包括控制面板以及中央控制器，其特征在于：

还包括与中央控制器连接的强度调节电路；所述强度调节电路包括：与所述中央控制器连接，用于将所述中央控制器输出的数字电压信号转换成对应的模拟电压信号的数模转换器；与所述数模转换器连接，用于稳定所述数模转换器输出的模拟电压信号的电压跟踪器；与所述电压跟踪器连接，按照接收到的模拟电压信号调节工作泵的工作功率以实现强度调节的调压模块以及与所述调压模块连接的工作泵。

2.根据权利要求1所述的按摩浴缸智能控制电路，其特征在于：

所述按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的臭氧消毒电路，所述的臭氧消毒电路包括与所述中央控制器连接的继电器以及所述继电器连接的臭氧消毒泵。

3.根据权利要求1所述的按摩浴缸智能控制电路，其特征在于：

所述的按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的缸内温度传感器以及恒温管理电路；所述缸内温度传感器设置在浴缸内，用于实时监测缸内水温信号并反馈给中央控制器；所述恒温管理电路用于按照中央控制器的控制信号，对缸内的水进行自行加热，其包括与所述中央控制器连接的继电器以及所述继电器连接的加热泵。

4.根据权利要求1所述的按摩浴缸智能控制电路，其特征在于：

所述的按摩浴缸智能控制电路可应用于浴缸本体可进行上下升降运动的浴缸结构，相应的，所述的按摩浴缸智能控制电路还包括与中央控制器连接的浴缸高度调节电路；所述的浴缸高度调节电路包括：与所述中央控制器连接的继电器；与所述继电器连接的液压马达和液压电磁阀，同时所述液压马达和液压电磁阀与浴缸本体连接，使得浴缸本体通过液压马达和液压电磁阀的动作实现上下升降运动。

5.根据权利要求4所述的按摩浴缸智能控制电路，其特征在于：

所述浴缸高度调节电路还包括设置在浴缸本体上，用于对浴缸本体升降位置进行限制的限位开关。

6.根据权利要求1所述的按摩浴缸智能控制电路，其特征在于：

所述的按摩浴缸智能控制电路可应用于浴缸本体上带有冷热水混水阀结构的浴缸结构，相应的，所述按摩浴缸智能控制电路还包括与所述中央控制器连接的恒温进水电路；

所述恒温进水电路包括：

与所述中央控制器连接的恒流源电路；

分别与所述恒流源电路、控制芯片连接的热敏电阻电路，该热敏电阻电路中的热敏电阻设置于与所述冷热水混水阀结构连接的进水端，用于实时监测进水水温信号；

与所述热敏电阻电路连接的控制芯片；

以及与所述控制芯片连接的步进电机，该步进电机用于按照所述控制芯片控制信号，控制设置于所述冷热水混水阀结构内的挡板进行动作，从而达到变换所述冷热水混水阀结构冷水、热水流入所述进水端流量比例，监控所述进水端水温。

7.根据权利要求6所述的按摩浴缸智能控制电路，其特征在于：

所述恒温进水电路还包括设置于与所述冷热水混水阀结构连接的进水端，用于实时检测进水端进水速度的流量检测电路以及设置于浴缸内，用于实时监测缸内水位信号的水位传感器。

8.根据权利要求6所述的按摩浴缸智能控制电路，其特征在于：

所述恒温进水电路还包括与所述控制芯片连接，用于与所述中央控制器进行通讯的串口通讯电路。

9.根据权利要求1所述的按摩浴缸智能控制电路，其特征在于：

所述控制面板包括若干与上述按摩浴缸智能控制电路各个功能电路对应的功能按钮以及锁定按钮，该锁定按钮通过在上述按摩浴缸智能控制电路内添加自锁安全电路，实现按下该锁定按钮时，使得所述控制面板其他按钮失效，避免发生误操作的事故。