CN217538964U - 一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵，控制单元与射频通讯模块电连接；光电转换器与储能模块电连接，光电转换器用于向储能模块充电；储能模块与控制单元电连接；隔膜泵模块与储能模块电连接，隔膜泵模块与控制单元的控制端连接。通过控制单元、光电转换器、储能模块、隔膜泵模块和射频通讯模块的设置，使得太阳能灌溉水泵能够利用光能进行电能的补充。通过吸收光能，将光能通过光电转换器转换成电能，以此保证一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵的正常运作。在使用过程中，可以随时对锂电池进行充电，避免电池电量用尽时的人工处理；该产品无需对其接入外部电源及通讯线，避免了安装的施工成本，达到既节约电能又节省人力的效果。

Description

一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵

技术领域

本实用新型涉及基于光电转换装置的抽水灌溉水泵技术，尤其涉及一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵。

背景技术

抽水灌溉水泵因其具有优秀的排水性以及引水性，使用者可通过使用抽水灌溉水泵轻易的完成抽水或者排水作业。然而由于抽水灌溉水泵在作业过程中会消耗电能，因此传统的抽水灌溉水泵在使用时，需要置于电源附近。在实际使用中，抽水灌溉水泵通过导线与电源连接，以达到为抽水灌溉水泵供电的目的。

然而，当抽水灌溉水泵的使用场景在户外，且使用者找不到合适的电源时，抽水灌溉水泵将无法提供排水或者抽水作业。且现有的抽水灌溉水泵在携带时还需要一同携带导线。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵，使得所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵可在没有电源的情况下使用，同时结构简单智能化程度高。

为实现上述目的，本申请提供了一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵，包括：控制单元、光电转换器、储能模块、隔膜泵模块以及射频通讯模块；

所述控制单元的通讯端与所述射频通讯模块电连接，所述射频通讯模块用于发出和/或接收数据；

所述光电转换器与所述储能模块电连接，所述光电转换器用于向所述储能模块充电；所述储能模块与所述控制单元电连接；

所述隔膜泵模块与所述储能模块电连接，且所述隔膜泵模块与所述控制单元的控制端连接。

在一些实施例中，所述储能模块包括锂电池以及电池充电管理电路；所述电池充电管理电路与所述锂电池电连接；所述锂电池与所述隔膜泵模块，用于向所述隔膜泵模块输送电力，且所述锂电池和所述控制单元电连接；

所述电池充电管理电路与所述光电转换器电连接。

在一些实施例中，所述电池充电管理电路上设置有供电接口，所述供电接口用于向所述锂电池充电。

在一些实施例中，所述电池充电管理电路上设置有充电指示灯，所述充电指示灯用于显示所述锂电池的充电状态。

在一些实施例中，所述隔膜泵模块包括隔膜泵以及隔膜泵控制电路，所述隔膜泵与所述隔膜泵控制电路电连接，所述隔膜泵控制电路与控制单元电连接；所述隔膜泵控制电路与所述储能模块电连接。

在一些实施例中，还包括：缺水检测电路，所述缺水检测电路分别与所述隔膜泵控制电路以及控制单元电连接，所述缺水检测电路用于检测缺水信号，且用于控制所述隔膜泵启停。

在一些实施例中，所述控制单元为MCU控制单元。

在一些实施例中，所述控制单元上还设置按键，所述按键用于控制所述太阳能灌溉水泵。

在一些实施例中，所述控制单元上还设置LED指示灯，所述LED指示灯用于显示太阳能灌溉水泵的工作状态

在一些实施例中，还包括晶振电路，所述晶振电路与所述控制单元电连接。

区别于现有技术，上述技术方案通过所述控制单元、光电转换器、储能模块、隔膜泵模块以及射频通讯模块的设置，使得太阳能灌溉水泵能够利用光能进行电能的补充。通过吸收光能，将光能通过所述光电转换器转换成电能，以此保证一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵的正常运作。在产品使用过程中，可以随时对锂电池进行充电，避免电池电量用尽时的人工处理，增加了智能化程度；该产品无需对其接入外部电源及通讯线，避免了安装的施工成本，达到既节约电能又节省人力的效果。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为具体实施方式所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵结构图；

图2为具体实施方式所述供电接口以及充电指示灯结构图；

图3为具体实施方式所述缺水检测电路结构图；

图4为具体实施方式所述控制单元电路图；

图5为具体实施方式所述射频通讯模块电路图。

附图标记说明：

10、控制单元；20、光电转换器；30、储能模块；40、隔膜泵模块；50、射频通讯模块；60、缺水检测电路；70、晶振电路；

11、按键；12、LED指示灯；

31、锂电池；32、电池充电管理电路；

321、供电接口；322、充电指示灯；

41、隔膜泵；42、隔膜泵控制电路。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1至图5，本申请公开了一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵，包括：控制单元10、光电转换器20、储能模块30、隔膜泵模块40以及射频通讯模块50；

所述控制单元10的通讯端与所述射频通讯模块50电连接，所述射频通讯模块50用于发出和/或接收数据；

所述光电转换器20与所述储能模块30电连接，所述光电转换器20用于向所述储能模块30充电；所述储能模块30与所述控制单元10电连接；

所述隔膜泵模块40与所述储能模块30电连接，且所述隔膜泵模块40与所述控制单元10的控制端连接。

所述控制单元10为MCU芯片或者微处理单元，所述控制单元10用于接收和/或发出数据，即，所述控制单元10控制所述光电转换器20、储能模块30、隔膜泵模块40以及射频通讯模块50的启停。所述控制单元10上带有两个所述按键11以及两个所述LED指示灯12；两个所述按键11用于供用户操作；两个所述LED指示灯12一个为蓝色LED灯，一个为红色LED灯，且分别用于指示设备的运行状态。

请参阅图4，图4为所述控制单元10的电路图；具体的，所述控制单元10设置有射频通讯接口，所述射频通讯模块50通过射频通讯接口与所述控制单元10连接；所述控制单元10上还设置有储能模块接口，所述储能模块30通过储能模块接口与所述控制单元10连接；所述控制单元10上设置有隔膜泵模块接口，所述隔膜泵模块40通过隔膜泵模块接口与所述控控制单元10连接。

所述储能模块30用于存储电能，当灌溉水泵置于没有电源的区域附近时，所述储能模块30可用于向灌溉水泵提供电能，并维持灌溉水泵的正常运作。

所述光电转换器20用于将光能转换为电能，优选的，在本实施例中，所述光电转换器20为单晶硅太阳能板。其中，单晶硅太阳能板的工作电压5V，适合作为单节3.7V锂电池31的输入电源。

在实际使用中，当所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵周围没有电源时，使用者可通过打开所述光电转换器20为所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵提供电能，以维持所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵的正常运作。

在本实施例中，所述光电转换器20与所述储能模块30连接，所述储能模块30与所述控制单元10连接；即，所述光电转换器20所产生的电能先存储与所述储能模块30中，而后在为泵供电。

当然，在某些实施例中，所述光电转换器20可直接与所述控制单元10以及泵连接，直接为所述控制单元10以及本供电。

当所述控制单元10与所述储能模块30连接时，所述控制单元10可检测出储能模块30中电池的电压，从而确定所述电池模块中电池的电量。

所述隔膜泵模块40用于抽取水，所述隔膜泵模块40与所述控制单元10连接，所述控制单元10可控制所述隔膜泵模块40的启停。当使用者需要使用所述隔膜泵模块40抽取水时，使用者仅需将所述隔膜泵模块40的进水端置于水中，而后所述控制单控制所述隔膜泵模块40作业。

请参阅图5，所述射频通讯模块50用于与外接设备连接，所述控制单元10通过所述射频通讯模块50可与其他外接设备相互传输讯息。

所述射频通讯模块50可以为RF433M通讯模块、RS485等，所述射频通讯模块50连接到Wifi网关，Wifi网关接入到物联网云平台，实现APP远程设置和监控。APP设置灌溉计划，通过网关下发到所述隔膜泵模块40，由所述隔膜泵模块40执行计划，从而实现定时灌溉功能。本机还可以手动灌溉，手动打开时，默认有开启时间，时间到后自动停止灌溉(默认开启时间通过APP设置)。

具体的，所述控制单元10通过SPI接口(即上文提及的射频通讯接口)和所述射频通讯模块50进行通讯，所述射频通讯模块50可以连接到wifi网关，从而接入物联网云平台，实现远程设置和监控。

上述技术方案通过所述控制单元10、光电转换器20、储能模块30、隔膜泵模块40以及射频通讯模块50的设置，使得太阳能灌溉水泵能够利用光能进行电能的补充。通过吸收光能，将光能通过所述光电转换器20转换成电能，以此保证一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵的正常运作。在产品使用过程中，可以随时对锂电池31进行充电，避免电池电量用尽时的人工处理，增加了智能化程度；该产品无需对其接入外部电源及通讯线，避免了安装的施工成本，达到既节约电能又节省人力的效果。

根据本申请的一些实施例，参照图1至图3，所述储能模块30包括锂电池31以及电池充电管理电路32；所述电池充电管理电路32与所述锂电池31电连接；所述锂电池31与所述隔膜泵模块40，用于向所述隔膜泵模块40输送电力，且所述锂电池31和所述控制单元10电连接；

所述电池充电管理电路32与所述光电转换器20电连接。

所述电池充电管理电路32用于控制所述锂电池31是否进行充电；具体的，所述锂电池31充满电时，所述电池充电管理电路32可以控制所述光电转换器20停止为所述锂电池31充电；同理，当所述控制单元10检测到所述锂电池31电压过低时，所述电池充电管理电路32可以控制所述光电转换器20对所述锂电池31进行充电作业。

在本申请中，所述锂电池31与所述隔膜泵模块40连接，且所述锂电池31用于向所述隔膜泵模块40提供工作所需的电能。

进一步地，所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵采用18650锂电池31供电。利用光能进行充电时，APP能指示充电状态。

所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵通过ADC检测电池电压，通过电压值确定电池电量等级，电池电压检测需在所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵停止工作状态下检测。电量等级定义如下：当所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵的所述锂电池31电压持续一段时间小于缺电电压值时，判定为所述锂电池31处于缺电状态。为防止所述锂电池31电量不足造成所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵无法正常工作，在缺电的情况下，所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵不进行作业。

还需要说明的是，所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵采用PWM降压模式，对单节锂电池31充电进行管理，具有外形小，外围元器件少和使用简单等优点。电池充电管理电路32具有涓流，恒流和恒压充电模式。当电池电压低于一定值时，电池充电管理电路32会用所设置的涓流电流值对电池进行涓流充电。在恒压充电模式，电池电压调制在4.2V；在恒流充电模式，充电电流通过一个外部电阻设置。当输入电源的电流输出能力降低时，内部电路能够自动跟踪太阳能板的最大功率点，不需要考虑最坏情况，可最大限度地利用太阳能板的输出功率，非常适合利用太阳能板来供电。

使用18650锂离子电池，作为太阳能的储能载体。电池容量2500mAh,具有过充，过放，短路保护功能。通过LDO芯片输出3V电压为MCU以及射频模块供电。

根据本申请的一些实施例，参照图2至图3，所述电池充电管理电路32上设置有供电接口321，所述供电接口321用于向所述锂电池31充电。所述电池充电管理电路32上设置有充电指示灯322，所述充电指示灯322用于显示所述锂电池31的充电状态。在本实施例中，所述供电接口321为USB接口。

具体的，本产品采用太阳能灌溉水泵进行抽水灌溉，满足户外家庭花园环境的小水量的灌溉需求。太阳能灌溉水泵采用可充电的所述锂电池31供电，并自带一个太阳能板进行能源补充，若长时间太阳光照不足时也可以取下所述锂电池31进行USB接口进行充电。

利用太阳能充电时，APP能指示充电状态。对所述锂电池31独立充电时，自带充电中和充电满的充电指示灯322，所述充电指示灯322为LED灯。

所述电池充电管理电路32还可以使用USB接口作为输入电源，当没有光照条件时，接入USB充电线进行充电。电池仓上带有红色和绿色充电指示灯322，分别指示正在充电和充电完成的状态。

根据本申请的一些实施例，参照图1至图3，所述隔膜泵模块40包括隔膜泵41以及隔膜泵控制电路42，所述隔膜泵41与所述隔膜泵控制电路42电连接，所述隔膜泵控制电路42与控制单元10电连接；所述隔膜泵控制电路42与所述储能模块30电连接。

在本实施例中，所述隔膜泵41为微型隔膜泵41，所述储能模块30与所述隔膜泵控制电路42连接，所述储能模块30用于为所述隔膜泵控制电路42以及所述储能泵连接供电。所述隔膜泵控制电路42用于控制所述隔膜泵41启停，当所述隔膜泵控制电路42接收到开启或者增大排水量指令时，所述隔膜泵控制电路42可控制所述隔膜泵41启动或者增大功率；反之，当所述隔膜泵控制电路42接收到关闭或者减小排水量指令时，所述隔膜泵控制电路42可控制所述隔膜泵41关闭或者减少功率。

进一步地，指令通过所述控制单元10发送至所述隔膜泵控制电路42上。

根据本申请的一些实施例，参照图3，所述一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵还包括：缺水检测电路60，所述缺水检测电路60分别与所述隔膜泵控制电路42以及控制单元10电连接，所述缺水检测电路60用于检测缺水信号，且用于控制所述隔膜泵41启停。

当所述隔膜泵模块进行抽水作业时，随着时间推移水位降低，当所述隔膜泵模块抽取底部水时，水流量将明显减少；此时所述缺水检测电路60可发出缺水信号以及关停所述隔膜泵模块的指令，所述隔膜泵模块将停止抽水作业。

根据本申请的一些实施例，参照图1至图3，还包括晶振电路70，所述晶振电路70与所述控制单元10电连接。

所述晶振电路70具有压电效应，即在晶片两极外加电压后晶体会产生变形，反过来如外力使晶片变形，则两极上金属片又会产生电压。如果给晶片加上适当的交变电压，晶片就会产生谐振。所述晶振电路70利用一种能把电能和机械能相互转化的晶体，在共振的状态下工作可以提供稳定、精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。利用该特性，所述晶振电路70可以提供较稳定的脉冲。晶片多为石英半导体材料，外壳用金属封装。

所述晶振电路70常与主板、南桥、声卡等电路连接使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种远程智能控制的太阳能灌溉水泵，其特征在于，包括：控制单元、光电转换器、储能模块、隔膜泵模块以及射频通讯模块；

所述控制单元的通讯端与所述射频通讯模块电连接，所述射频通讯模块用于发出和/或接收数据；

所述光电转换器与所述储能模块电连接，所述光电转换器用于向所述储能模块充电；所述储能模块与所述控制单元电连接；

所述隔膜泵模块与所述储能模块电连接，且所述隔膜泵模块与所述控制单元的控制端连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，所述储能模块包括锂电池以及电池充电管理电路；所述电池充电管理电路与所述锂电池电连接；所述锂电池与所述隔膜泵模块，用于向所述隔膜泵模块输送电力，且所述锂电池和所述控制单元电连接；

所述电池充电管理电路与所述光电转换器电连接。

3.根据权利要求2所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，所述电池充电管理电路上设置有供电接口，所述供电接口用于向所述锂电池充电。

4.根据权利要求2所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，所述电池充电管理电路上设置有充电指示灯，所述充电指示灯用于显示所述锂电池的充电状态。

5.根据权利要求1所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，所述隔膜泵模块包括隔膜泵以及隔膜泵控制电路，所述隔膜泵与所述隔膜泵控制电路电连接，所述隔膜泵控制电路与控制单元电连接；所述隔膜泵控制电路与所述储能模块电连接。

6.根据权利要求5所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，还包括：缺水检测电路，所述缺水检测电路分别与所述隔膜泵控制电路以及控制单元电连接，所述缺水检测电路用于检测缺水信号，且用于控制所述隔膜泵启停。

7.根据权利要求1所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，所述控制单元为MCU控制单元。

8.根据权利要求1所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，所述控制单元上还设置按键，所述按键用于控制所述太阳能灌溉水泵。

9.根据权利要求1所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，所述控制单元上还设置LED指示灯，所述LED指示灯用于显示太阳能灌溉水泵的工作状态。

10.根据权利要求1所述的太阳能灌溉水泵，其特征在于，还包括晶振电路，所述晶振电路与所述控制单元电连接。

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