CN210689759U - 一种水位采集装置、控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水位采集装置、控制装置,水位采集装置利用压力传感器采集压力信号,进而根据压力信号与水位的关系,实现水位信号的采集;同时设置通信电路,实现了与移动设备之间的信息交互;水位控制装置在水位采集装置的基础上设计了水位控制电路,根据获得的水位信息控制水泵的通断,从而实现控制对象水位的控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水位采集装置、控制装置,属于电子技术领域。
背景技术
水位监测应用广泛,传统的水位监测计,水位数据难以导出,或仅带有数据检测而无控制水位的能力,调节水位需要增加设备控制,为了节约成本,实现较好的监测-控制水位、数据交互的功能,因此需要一种新型监测-控制一体化的仪器来长期监测水位数据,与控制调节水位。
发明内容
本实用新型提供了一种水位采集装置,以用于实现对控制对象水位的采集;提供了一种水位控制装置,以用于实现对控制对象水位的控制。
本实用新型的技术方案是:一种水位采集装置,包括信号采集电路3、供电电路4、时钟信号发生电路7、开关电路8、工作状态指示电路9、供电线路10、Arduino;其中供电电路4通过供电线路10与Arduino、信号采集电路3相连接,信号采集电路3与控制对象2、Arduino相连接;Arduino与时钟信号发生电路7、开关电路8、工作状态指示电路9相连接。
还包括通信电路5、移动设备6,通信电路5与Arduino、移动设备6连接。
所述信号采集电路3包括压力传感器、ADS1115;其中压力传感器的OUT1与ADS1115的A1相连,压力传感器的OUT2与ADS1115的A0相连,压力传感器的1引脚与10V电源正极相连,ADS1115的SDA、SCL按着IIC通信的硬件格式与Arduino相连。
所述供电电路4包括LM7810、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4;其中电容C1的一端同12V电源正极、电容C4的一端、LM7810的输入引脚相连,电容C1的另一端与电容C4的另一端、LM7810的GND脚相连,电容C2的一端同10V电源正极、电容C3的一端、LM7810的输出引脚相连,电容C2的另一端与电容C3的另一端、LM7810的GND脚相连。
所述通信电路5包括蓝牙、SD卡模块;其中SD卡模块按照标准的带有片选线的SPI通信硬件连接方式与Arduino相连,蓝牙模块按照标准的串口通信硬件连接方式与Arduino相连接,SD卡模块的VCC与蓝牙的VCC、Arduino的3.3V电源正极相连,SD卡模块的GND与蓝牙的GND、Arduino的GND相连。
所述时钟信号发生电路7包括RTC时钟模块、纽扣电池;其中RTC时钟模块按照标准IIC通信硬件电路连接方式与Arduino相连接,RTC时钟模块的VCC与纽扣电池电源正极相连,RTC时钟模块的GND与纽扣电池负极相连。
所述开关电路8包括自锁开关U3、电阻R1、电阻R2;其中电阻R1的一端、电阻R2的一端与Arduino的5V电源正极相连,电阻R1的另一端与自锁开关U1的2脚相连,自锁开关的1脚与地相连,电阻R2的另一端与Arduino的IO口9相连。
所述工作状态指示电路9包括电阻R3、电阻R4、红色发光二极管D1、绿色发光二极管D2;其中电阻R3一端与红色发光二极管D1一端相连接,电阻R3另一端与Arduino的IO口2相连接,红色发光二极管D1的另一端与绿色发光二极管D2一端、GND相连接,电阻R4一端与绿色发光二极管D2另一端相连接,电阻R4另一端与Arduino的IO口6相连接。
一种水位控制装置,包括水位采集装置,还包括水位控制电路1,水位控制电路1与控制对象2、供电电路4及Arduino连接。
所述水位控制电路1包括电阻R5、电阻R6、二极管D3、二极管D4、场效应管Q1、场效应管Q2、水泵1、水泵2;其中电阻R5一端连接到Arduino的IO口3,电阻R5另一端连接到场效应管Q1的门级,场效应管Q1的漏极与二极管D3的一端、水泵1的负极相连,二极管D3的另一端与水泵1的正极、12V电源正极相连,场效应管Q1的源极与GND、场效应管Q2的源极相连,电阻R6一端连接到Arduino的IO口7,电阻R6一端连接到场效应管Q2的门级,场效应管Q2的漏极与二极管D4一端、水泵2的负极相连,二极管D4的另一端与水泵2的正极、12V电源正极相连。
本实用新型的有益效果是:本实用新型提供了一种水位采集装置,装置利用压力传感器采集压力信号,进而根据压力信号与水位的关系,实现水位信号的采集;同时设置通信电路,实现了与移动设备之间的信息交互;提供了一种水位控制装置,在水位采集装置的基础上设计了水位控制电路,根据获得的水位信息控制水泵的通断,从而实现控制对象水位的控制。
附图说明
图1是本实用新型结构框图;
图2是信号采集电路与Arduino的电路原理图;
图3是供电电路的电路原理图;
图4是通信电路与Arduino的电路原理图;
图5是时钟信号发生电路与Arduino的电路原理图;
图6是开关电路与Arduino的电路原理图;
图7是工作状态指示电路与Arduino的电路原理图;
图8是水位控制电路与Arduino的电路原理图;
图中各标号:1-水位控制电路,2-控制对象,3-信号采集电路,4-供电线路,5-通信电路,6-移动设备,7-时钟信号发生电路,8-开关电路,9-工作状态指示电路,10-供电线路。
具体实施方式
实施例1:如图1-7所示,一种水位采集装置,包括信号采集电路3、供电电路4、时钟信号发生电路7、开关电路8、工作状态指示电路9、供电线路10、Arduino;其中供电电路4通过供电线路10与Arduino、信号采集电路3相连接,信号采集电路3与控制对象2、Arduino相连接;Arduino与时钟信号发生电路7、开关电路8、工作状态指示电路9相连接。
进一步地,可以设置还包括通信电路5、移动设备6,通信电路5与Arduino、移动设备6连接。
进一步地,可以设置所述信号采集电路3包括压力传感器、ADS1115;其中压力传感器的OUT1与ADS1115的A1相连,压力传感器的OUT2与ADS1115的A0相连,压力传感器的1引脚与10V电源正极相连,ADS1115的SDA、SCL按着IIC通信的硬件格式与Arduino相连。
进一步地,可以设置所述供电电路4包括LM7810、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4;其中电容C1的一端同12V电源正极、电容C4的一端、LM7810的输入引脚相连,电容C1的另一端与电容C4的另一端、LM7810的GND脚相连,电容C2的一端同10V电源正极、电容C3的一端、LM7810的输出引脚相连,电容C2的另一端与电容C3的另一端、LM7810的GND脚相连。
进一步地,可以设置所述通信电路5包括蓝牙、SD卡模块;其中SD卡模块按照标准的带有片选线的SPI通信硬件连接方式与Arduino相连,蓝牙模块按照标准的串口通信硬件连接方式与Arduino相连接,SD卡模块的VCC与蓝牙的VCC、Arduino的3.3V电源正极相连,SD卡模块的GND与蓝牙的GND、Arduino的GND相连。
进一步地,可以设置所述时钟信号发生电路7包括RTC时钟模块、纽扣电池;其中RTC时钟模块按照标准IIC通信硬件电路连接方式与Arduino相连接,RTC时钟模块的VCC与纽扣电池电源正极相连,RTC时钟模块的GND与纽扣电池负极相连。
进一步地,可以设置所述开关电路8包括自锁开关U3、电阻R1、电阻R2;其中电阻R1的一端、电阻R2的一端与Arduino的5V电源正极相连,电阻R1的另一端与自锁开关U1的2脚相连,自锁开关的1脚与地相连,电阻R2的另一端与Arduino的IO口9相连。
进一步地,可以设置所述工作状态指示电路9包括电阻R3、电阻R4、红色发光二极管D1、绿色发光二极管D2;其中电阻R3一端与红色发光二极管D1一端相连接,电阻R3另一端与Arduino的IO口2相连接,红色发光二极管D1的另一端与绿色发光二极管D2一端、GND相连接,电阻R4一端与绿色发光二极管D2另一端相连接,电阻R4另一端与Arduino的IO口6相连接。
如图1-8所示,一种水位控制装置,包括水位采集装置,还包括水位控制电路1,水位控制电路1与控制对象2、供电电路4及Arduino连接。
进一步地,可以设置所述水位控制电路1包括电阻R5、电阻R6、二极管D3、二极管D4、场效应管Q1、场效应管Q2、水泵1、水泵2;其中电阻R5一端连接到Arduino的IO口3,电阻R5另一端连接到场效应管Q1的门级,场效应管Q1的漏极与二极管D3的一端、水泵1的负极相连,二极管D3的另一端与水泵1的正极、12V电源正极相连,场效应管Q1的源极与GND、场效应管Q2的源极相连,电阻R6一端连接到Arduino的IO口7,电阻R6一端连接到场效应管Q2的门级,场效应管Q2的漏极与二极管D4一端、水泵2的负极相连,二极管D4的另一端与水泵2的正极、12V电源正极相连。
本实用新型的工作原理:
首先,当电路上电后,当开关电路8按钮处于断开状态,Arduino检测按钮处于断开,电路不工作,工作状态指示电路9亮红灯;当按钮按下,电路正常工作,工作状态指示电路9亮绿灯;输入电压12V经过供电电路4中的LM7810芯片进行降压为10V,使Arduino处于正常工作状态,Arduino可以提供5V和3.3V电压;信号采集电路3中的压力传感器有两个输入端(压力传感器型号可以为26PCFFA6D),一端为基准,视为当前大气压值,为悬空状态,另一端接入以软管接出连至容器内部底部采集的水压力值,则将传感器所采到的两个数据随即传送给ADS1115转换芯片,AD转换芯片将所传回的的两个数据做差后,作为差分采样输入Arduino进行处理,Arduino经过处理,将压力信号转化为水位高度信息,并通过通信电路5中的蓝牙将所采集到的数据不断的发送到移动设备6,并同时将数据存入SD卡中,并通过时钟信号发生电路7获得每采一次数据准确的时间,至此完成水位采集及传输功能;其二,Arduino通过转换得到水位数据时,可通过预置的水位高度来进行比较,以此通过控制水位控制电路1中的mosfet1或mosfet2间接控制水泵1和水泵2的通断,实现对控制对象2中水位的控制水泵1和水泵2通过水管与控制对象2容器连通,以此来控制水位达到预设的值。
其中,关于水位控制:用户需要控制水位稳定于一个数值,事先设定好一个数值,则当水位低于设定值,水泵开则抽水,使水位上升逼近所需值,当水位迫近,利用PWM脉宽调制技术,使水泵转速减缓,减缓进水量,以此使水位达到设定值,当水位有扰动超过设定值,控制器控制另一水泵反转,将水排出。
上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明,但是本实用新型并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种水位采集装置,其特征在于:包括信号采集电路(3)、供电电路(4)、时钟信号发生电路(7)、开关电路(8)、工作状态指示电路(9)、供电线路(10)、Arduino;其中供电电路(4)通过供电线路(10)与Arduino、信号采集电路(3)相连接,信号采集电路(3)与控制对象(2)、Arduino相连接;Arduino与时钟信号发生电路(7)、开关电路(8)、工作状态指示电路(9)相连接。
2.根据权利要求1所述的水位采集装置,其特征在于:还包括通信电路(5)、移动设备(6),通信电路(5)与Arduino、移动设备(6)连接。
3.根据权利要求1所述的水位采集装置,其特征在于:所述信号采集电路(3)包括压力传感器、ADS1115;其中压力传感器的OUT1与ADS1115的A1相连,压力传感器的OUT2与ADS1115的A0相连,压力传感器的1引脚与10V电源正极相连,ADS1115的SDA、SCL按着IIC通信的硬件格式与Arduino相连。
4.根据权利要求1所述的水位采集装置,其特征在于:所述供电电路(4)包括LM7810、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4;其中电容C1的一端同12V电源正极、电容C4的一端、LM7810的输入引脚相连,电容C1的另一端与电容C4的另一端、LM7810的GND脚相连,电容C2的一端同10V电源正极、电容C3的一端、LM7810的输出引脚相连,电容C2的另一端与电容C3的另一端、LM7810的GND脚相连。
5.根据权利要求2所述的水位采集装置,其特征在于:所述通信电路(5)包括蓝牙、SD卡模块;其中SD卡模块按照标准的带有片选线的SPI通信硬件连接方式与Arduino相连,蓝牙模块按照标准的串口通信硬件连接方式与Arduino相连接,SD卡模块的VCC与蓝牙的VCC、Arduino的3.3V电源正极相连,SD卡模块的GND与蓝牙的GND、Arduino的GND相连。
6.根据权利要求1所述的水位采集装置,其特征在于:所述时钟信号发生电路(7)包括RTC时钟模块、纽扣电池;其中RTC时钟模块按照标准IIC通信硬件电路连接方式与Arduino相连接,RTC时钟模块的VCC与纽扣电池电源正极相连,RTC时钟模块的GND与纽扣电池负极相连。
7.根据权利要求1所述的水位采集装置,其特征在于:所述开关电路(8)包括自锁开关U3、电阻R1、电阻R2;其中电阻R1的一端、电阻R2的一端与Arduino的5V电源正极相连,电阻R1的另一端与自锁开关U1的2脚相连,自锁开关的1脚与地相连,电阻R2的另一端与Arduino的IO口9相连。
8.根据权利要求1所述的水位采集装置,其特征在于:所述工作状态指示电路(9)包括电阻R3、电阻R4、红色发光二极管D1、绿色发光二极管D2;其中电阻R3一端与红色发光二极管D1一端相连接,电阻R3另一端与Arduino的IO口2相连接,红色发光二极管D1的另一端与绿色发光二极管D2一端、GND相连接,电阻R4一端与绿色发光二极管D2另一端相连接,电阻R4另一端与Arduino的IO口6相连接。
9.一种水位控制装置,其特征在于:包括权利要求1-8中任一项所述的水位采集装置,还包括水位控制电路(1),水位控制电路(1)与控制对象(2)、供电电路(4)及Arduino连接。
10.根据权利要求9所述的水位控制装置,其特征在于:所述水位控制电路(1)包括电阻R5、电阻R6、二极管D3、二极管D4、场效应管Q1、场效应管Q2、水泵1、水泵2;其中电阻R5一端连接到Arduino的IO口3,电阻R5另一端连接到场效应管Q1的门级,场效应管Q1的漏极与二极管D3的一端、水泵1的负极相连,二极管D3的另一端与水泵1的正极、12V电源正极相连,场效应管Q1的源极与GND、场效应管Q2的源极相连,电阻R6一端连接到Arduino的IO口7,电阻R6一端连接到场效应管Q2的门级,场效应管Q2的漏极与二极管D4一端、水泵2的负极相连,二极管D4的另一端与水泵2的正极、12V电源正极相连。
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CN112205851A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-12 | 广东智源机器人科技有限公司 | 加水系统 |
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