CN209243820U - 一种智能水管防冻装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水管防冻技术领域，具体涉及一种智能水管防冻装置，包括温湿度传感器、水泵和主控制器，所述温湿度传感器和所述水泵分别与所述主控制器电连接，所述主控制器与智能终端通信；所述水管的侧壁上开有通孔，所述通孔连接所述水泵的进水口，所述水泵的出水口连接排水管。本实用新型结构简单，易于实现，能够在水管里的滞留水冻住之前将滞留水抽出，防止水管里的滞留水冻住，有效防止水管冻裂。

Description

一种智能水管防冻装置

技术领域

本实用新型属于水管防冻技术领域，具体涉及一种智能水管防冻装置。

背景技术

随着自来水的普遍使用，自来水管道已经成为农村及城市必不可少的供水管道。但是在冬季，尤其是北方，供水管道与水龙头之间的滞留水就会很容易结冰，堵塞管道，造成用水不便，甚至造成水管爆裂，需要耗费大量人力物力去进行修补。以前针对此问题通常采用的解决办法是往管道上洒开水或者直接用火烤管路以融化水管中的冰块，这种方法虽然能解决水管被冻后的用水问题，但十分麻烦，效率较低，增加了人们额外的劳动，更重要的是一旦水管由于结冰爆裂，这种方法是无济于事的。因此，针对水管防冻，应该是要在水管与水龙头之间的滞留水冻住之前进行防范，而不是在水管里的滞留水冻住后再想办法解决。

实用新型内容

针对以上问题的不足，本实用新型提供了一种智能水管防冻装置，结构简单，易于实现，能够在水管里的滞留水冻住之前将滞留水抽出，防止水管里的滞留水冻住，有效防止水管冻裂。

本实用新型提供了一种智能水管防冻装置，包括温湿度传感器、水泵和主控制器，所述温湿度传感器和所述水泵分别与所述主控制器电连接，所述主控制器与智能终端通信；

所述水管的侧壁上开有通孔，所述通孔连接所述水泵的进水口，所述水泵的出水口连接排水管。

优选地，所述温湿度传感器安装在所述水管的侧壁上。

优选地，所述通孔靠近所述水管与水龙头的连接部位。

优选地，所述主控制器包括继电器模块、通信模块、电源模块和微控制器；

所述继电器模块、通信模块分别与微控制器电连接；

所述电源模块用于给智能水管防冻装置供电。

优选地，所述通信模块包括二极管D4、二极管D5、电阻R10、电阻R11和通信芯片；

所述微控制器的第一数据端经反接二极管D4接通信芯片的第一数据端，所述通信芯片的第一数据端经电阻R10接电源，所述微控制器的第二数据端经二极管D5接通信芯片的第二数据端，所述通信芯片的第二数据端经电阻R11接电源。

优选地，所述继电器模块包括指示灯D6、二极管D3和继电器Relay；

所述微控制器的水泵控制端经依次串联的电阻R6和继电器Relay线圈接电源，所述继电器Relay线圈两端并联有反向二极管D3，所述继电器Relay的三个触点分别接水泵的三个端子；所述微控制器通过继电器控制水泵电源的通断；

所述微控制器的水泵指示端(引脚28)经依次串联的电阻R7和指示灯D6接电源。

优选地，所述电源模块包括二极管D1、第一转换芯片U1和第二转换芯片U3；

供电电池的正极经二极管D1接第一转换芯片U1的输入端，所述第一转换芯片U1的输出端输出5V电压；

供电电池的正极经二极管D1接第二转换芯片U3的输入端，所述第二转换芯片U3的输出端输出3.3V电压。

优选地，所述电源模块包括开关S1、第一转换芯片U4和第二转换芯片U5；

供电电池的正极经开关S1接第一转换芯片U4的输入端，所述第一转换芯片U4的输出端输出5V电压；

所述第一转换芯片U4的输出端接第二转换芯片U5的输入端，所述第二转换芯片U5的输出端输出3.3V电压。

本实用新型的有益效果为：结构简单，易于实现，能够在水管里的滞留水冻住之前将滞留水抽出，防止水管里的滞留水冻住，有效防止水管冻裂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例中智能水管防冻装置的结构图；

图2为本实施例中智能水管防冻装置的电路原理框图；

图3为本实施例中微控制器和通信模块的电路结构图；

图4为本实施例中温湿度传感器的电路结构图；

图5为本实施例中继电器模块的电路结构图；

图6为本实施例中电源模块的电路结构图一；

图7为本实施例中电源模块的电路结构图二。

附图标记：

1-水管、2-水龙头、3-温湿度传感器、4-水泵、5-通孔、6-排水管、7-主控制器

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

本实施例提供了一种智能水管1防冻装置，如图1所示，包括温湿度传感器3、水泵4和与外部的智能终端通信的主控制器7，所述温湿度传感器3和所述水泵4分别与所述主控制器7电连接；

所述水管1的侧壁上开有通孔5，所述通孔5连接所述水泵4的进水口，所述水泵4的出水口连接排水管6。

本实施例中，所述温湿度传感器3安装在所述水管1的侧壁上，所述温湿度传感器3用于采集水管1周边温度和湿度。所述通孔5靠近所述水管1与水龙头2的连接部位，因为水管1和水龙头2之间的滞留水容易结冰冻住，所以将水泵4安装在靠近所述水管1与水龙头2的连接部位，用于抽取容易结冰冻住的滞留水。

本实施例中，所述温湿度传感器3将采集温度和湿度发送给微控制器，微控制器通过温度和湿度计算当前的结冰指数，当结冰指数达到设定临界值时(或者微控制器将温度和湿度传输给智能终端，智能终端计算当前的结冰指数，当结冰指数达到设定临界值时，反馈控制指令给微控制器)，微控制器通过继电器控制水泵4工作，水泵4将水管1里的滞留水通过水管1上的通孔5抽出，从而将滞留水抽出，防止水管1里的滞留水冻住。

如图2所示，所述主控制器7包括继电器模块、通信模块、电源模块和微控制器；所述继电器模块、通信模块分别与微控制器电连接；所述电源模块用于给智能水管1防冻装置供电。

如图3所示，本实施例中微控制器和通信模块的电路结构图，所述通信模块包括二极管D4、二极管D5、电阻R10、电阻R11和通信芯片；

所述微控制器的第一数据端(引脚31)经反接二极管D4接通信芯片的第一数据端(引脚1)，所述通信芯片的第一数据端(引脚1)经电阻R10接电源，所述微控制器的第二数据端(引脚30)经二极管D5接通信芯片的第二数据端(引脚2)，所述通信芯片的第二数据端(引脚2)经电阻R11接电源。

其中，微控制采用的芯片型号为atmega 328，通信模块采用蓝牙芯片，蓝牙芯片的型号为HM05。本实施例采用atmega 328的单片机，一方面能够适用于智能水管1防冻装置进行功能扩展的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护。

如图4所示，为本实施例中温湿度传感器3的电路结构图，采用的温湿度传感器3型号为DHT1。微控制器的温湿度采集端(引脚23)接温湿度传感器3的数据端(引脚2)。

如图5所示，为本实施例中继电器模块的电路结构图，所述继电器模块包括指示灯D6、二极管D3和继电器Relay；

所述微控制器的水泵4控制端(引脚22)经依次串联的电阻R6和继电器Relay线圈接电源，所述继电器Relay线圈两端并联有反向二极管D3，所述继电器Relay的三个触点分别接水泵4的三个端子；所述微控制器通过继电器控制水泵4电源的通断；所述微控制器的水泵4指示端(引脚28)经依次串联的电阻R7和指示灯D6接电源。

本实施例中微控制器通过控制继电器线圈的带电或失电，来控制器水泵4电源的通或断，从而控制水泵4工作或停止工作。本实施例水泵4采用无刷电机，使得水泵4工作时不会产生较大噪声。指示灯D6用于指示水泵4的工作状态，指示灯D6点亮则表示水泵4工作，指示灯D6熄灭则表示水泵4停止工作。

如图6所示，为本实施例中电源模块的电路结构图一，所述电源模块包括二极管D1、第一转换芯片U1和第二转换芯片U3，第一转换芯片U1的芯片型号为AMS1117-5.0，第二转换芯片U3的芯片型号为AMS1117-3.3；

供电电池的正极经二极管D1接第一转换芯片U1的输入端(引脚5)，所述第一转换芯片U1的输出端(引脚2)输出5V电压；供电电池的正极经二极管D1接第二转换芯片U3的输入端(引脚5)，所述第二转换芯片U3的输出端(引脚2)输出3.3V电压。

如图7所示，为本实施例中电源模块的电路结构图二，所述电源模块包括开关S1、第一转换芯片U4和第二转换芯片U5，第一转换芯片U4的芯片型号为AMS1117-5.0，第二转换芯片U5的芯片型号为AMS1117-3.3；

供电电池的正极经开关S1接第一转换芯片U4的输入端(引脚1)，所述第一转换芯片U4的输出端(引脚3)输出5V电压；所述第一转换芯片U4的输出端(引脚3)接第二转换芯片U5的输入端(引脚1)，所述第二转换芯片U5的输出端(引脚3)输出3.3V电压。

本实施例的电源模块提供5V供电电压和3.3V供电电压，以满足智能水管1防冻装置中不同电压等级的电子元件的需求。本实施中可采用图6所示的供电电路，也可采用图7所示的供电电路。

综上所述，本实施例的智能水管1防冻装置，结构简单，易于实现，能够在水管1里的滞留水冻住之前将滞留水抽出，防止水管1里的滞留水冻住，有效防止水管1冻裂。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种智能水管防冻装置，其特征在于，包括温湿度传感器、水泵和主控制器，所述温湿度传感器和所述水泵分别与所述主控制器电连接，所述主控制器与智能终端通信；

所述水管的侧壁上开有通孔，所述通孔连接所述水泵的进水口，所述水泵的出水口连接排水管。

2.根据权利要求1所述的智能水管防冻装置，其特征在于，所述温湿度传感器安装在所述水管的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的智能水管防冻装置，其特征在于，所述通孔靠近所述水管与水龙头的连接部位。

4.根据权利要求1所述的智能水管防冻装置，其特征在于，所述主控制器包括继电器模块、通信模块、电源模块和微控制器；

所述继电器模块、通信模块分别与微控制器电连接；

所述电源模块用于给智能水管防冻装置供电。

5.根据权利要求4所述的智能水管防冻装置，其特征在于，所述通信模块包括二极管D4、二极管D5、电阻R10、电阻R11和通信芯片；

所述微控制器的第一数据端经反接二极管D4接通信芯片的第一数据端，所述通信芯片的第一数据端经电阻R10接电源，所述微控制器的第二数据端经二极管D5接通信芯片的第二数据端，所述通信芯片的第二数据端经电阻R11接电源。

6.根据权利要求4所述的智能水管防冻装置，其特征在于，所述继电器模块包括指示灯D6、二极管D3和继电器Relay；

所述微控制器的水泵控制端经依次串联的电阻R6和继电器Relay线圈接电源，所述继电器Relay线圈两端并联有反向二极管D3，所述继电器Relay的三个触点分别接水泵的三个端子；所述微控制器通过继电器控制水泵电源的通断；

所述微控制器的水泵指示端经依次串联的电阻R7和指示灯D6接电源。

7.根据权利要求4所述的智能水管防冻装置，其特征在于，所述电源模块包括二极管D1、第一转换芯片U1和第二转换芯片U3；

供电电池的正极经二极管D1接第一转换芯片U1的输入端，所述第一转换芯片U1的输出端输出5V电压；

供电电池的正极经二极管D1接第二转换芯片U3的输入端，所述第二转换芯片U3的输出端输出3.3V电压。

8.根据权利要求4所述的智能水管防冻装置，其特征在于，所述电源模块包括开关S1、第一转换芯片U4和第二转换芯片U5；

供电电池的正极经开关S1接第一转换芯片U4的输入端，所述第一转换芯片U4的输出端输出5V电压；

所述第一转换芯片U4的输出端接第二转换芯片U5的输入端，所述第二转换芯片U5的输出端输出3.3V电压。