CN205302020U - 一种恒压供水水循环*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种恒压供水水循环***,包括恒压供水控制终端、蓄水池、多个水箱以及用于供蓄水池与多个水箱之间水循环的供水管网和回水管网,每个水箱的顶部内表面上均安装有超声波测距模块,供水管网上安装有水泵,回水管网的多个进水管道上分别安装有电磁阀;恒压供水控制终端包括单片机,单片机的输入端接有输入按键、红外热释传感器以及多个压力检测单元,单片机的输出端接有数模转换电路、报警器、显示器和多个电磁阀控制模块,数模转换电路的输出端接有变频器,每个压力检测单元均包括压力传感器和信号调理电路,本实用新型设计新颖,供水管网压力检测以及水箱液位高度探测精确高,人体靠近点亮显示器,节约能源,功耗低,实用性强。
Description
技术领域
本实用新型属于恒压供水技术领域,具体涉及一种恒压供水水循环***。
背景技术
恒压供水技术是在变频调速技术的发展之后慢慢发展起来的。恒压供水***运行安全可靠,变压方式灵活。目前不少公司在从事进行变频恒压供水的研制时采用PLC或PID调节器并且使用进口元件组装或直接进口国外变频器,达到恒压供水的目的,价格昂贵,规模庞大,这样对于小容量变频恒压供水市场或需要局部恒压供水的地区的变频供水领域来说成本过高,为了降低成本,且恒压供水优势不变的情况下,需要研制小容量变频恒压供水***,目前在单片机恒压供水的研究还存在不足或控制精度达不到要求,运行不稳定等缺点;且大多数的恒压供水***供水过程中若水箱水满后,水资源源源不断的溢出,造成水资源的浪费,因此,现如今缺少一种结构简单、体积小、成本低、设计合理、控制精度高的恒压供水水循环***,通过在供水管网上安装多个压力检测单元,检测供水管网压力数据,通过单片机控制变频器调节水泵的转速;同时,现有的显示器多采用电容屏,持续显示耗电量高,通过设置红外热释传感器感应人体红外参数,当检测到有人过来时单片机才驱动显示器显示,节约电能,操作简单;另外,可设置超声波测距模块探测水箱液位高度,当水箱液位高度达到一定高度时自动回水,控制简单,节约水资源。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种恒压供水水循环***,其设计新颖合理,结构简单,供水管网压力检测以及水箱液位高度探测精确高,人体靠近点亮显示器,节约能源,功耗低,实用性强,便于推广使用。
为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种恒压供水水循环***,其特征在于:包括恒压供水控制终端、蓄水池和多个水箱,以及用于供蓄水池与多个水箱之间水循环的供水管网和回水管网,所述供水管网包括一个进水口和多个出水口,所述回水管网包括一个出水口和多个进水口,每个水箱的顶部和底部分别开有进水孔和出水孔,且每个水箱的顶部内表面上均安装有超声波测距模块,供水管网的多个出水口分别安装在多个水箱的进水孔上,回水管网的多个进水口分别安装在多个水箱的出水孔上,供水管网的进水口和回水管网的出水口均与蓄水池连接,供水管网的进水管道上安装有水泵,回水管网的多个进水管道上分别安装有电磁阀;所述恒压供水控制终端包括与超声波测距模块相接的单片机,所述单片机的输入端接有输入按键、红外热释传感器以及多个安装在供水管网上用于检测所述供水管网压力参数的压力检测单元,所述单片机的输出端接有数模转换电路、报警器、显示器和多个用于分别控制多个电磁阀开合的电磁阀控制模块,所述数模转换电路的输出端接有变频器,所述水泵的输入端与变频器的输出端相接,每个所述压力检测单元均包括压力传感器和与所述压力传感器输出端相接的信号调理电路,所述信号调理电路的输出端与单片机的输入端相接;所述电磁阀控制模块的数目与电磁阀的数目相同,所述单片机为单片机MSP430F149。
上述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述压力传感器为传感器MB300,所述信号调理电路包括滑动电阻R14和运放U3,所述运放U3的同相输入端与滑动电阻R14的一个固定端相接,滑动电阻R14的另一个固定端接地,滑动电阻R14的滑动端与传感器MB300的信号输出端相接,运放U3的反相输入端分两路,一路经电阻R13接地,另一路经电阻R19与滑动电阻R23的滑动端相接;滑动电阻R23的一个固定端经电阻R21接地,滑动电阻R14的另一个固定端经电阻R22与5V电源相接,运放U3的输出端分两路,一路经电阻R20与运放U3的反相输入端相接,另一路与单片机MSP430F149的第59管脚相接。
上述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述数模转换电路包括芯片DAC0832和运放U1,所述芯片DAC0832的第4管脚、第5管脚、第6管脚、第7管脚、第16管脚、第15管脚、第14管脚和第13管脚分别与单片机MSP430F149的第44管脚、第43管脚、第42管脚、第41管脚、第40管脚、第39管脚、第38管脚和第37管脚相接;芯片DAC0832的第12管脚分两路,一路接地,另一路与运放U1的同相输入端相接;芯片DAC0832的第11管脚与运放U1的反相输入端相接,运放U1的输出端分两路,一路与芯片DAC0832的第9管脚相接,另一路为数模转换电路的信号输出端。
上述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述变频器包括西门子MM420变频器和连接端口JP2,所述西门子MM420变频器的第2管脚和第4管脚均与数模转换电路的信号输出端相接,所述连接端口JP2与西门子MM420变频器的信号输出端相接,所述水泵安装在连接端口JP2上。
上述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述电磁阀控制模块包括三极管Q1、继电器K1和连接端口JP1,所述三极管Q1的基极与单片机MSP430F149的第60管脚相接,三极管Q1的集电极经电阻R3与3.3V电源相接,三极管Q1的发射极与继电器K1的线圈一端相接,继电器K1的线圈另一端接地,继电器K1的动触点与12V电源相接,继电器K1的一个静触点与连接端口JP1的一端相接,连接端口JP1的另一端接地,所述电磁阀安装在连接端口JP1上。
上述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述红外热释传感器为HY-SR501人体红外感应模块。
上述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述显示器为2.4寸TFT彩色显示屏。
上述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述报警器包括三极管Q2和蜂鸣器LS1,所述三极管Q2的基极经电阻R4与单片机MSP430F149的第3管脚相接,三极管Q2的发射极接地,三极管Q2的集电极与蜂鸣器LS1的一端相接,蜂鸣器LS1的另一端与5V电源相接。
上述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述超声波测距模块为超声波探测模块US-100,所述超声波探测模块US-100的VCC管脚与5V电源相接,超声波探测模块US-100的TX管脚和RX管脚分别与单片机MSP430F149的第5管脚和第6管脚相接,超声波探测模块US-100的GND管脚接地。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
1、本实用新型设置输入按键,可手动设置恒压供水的压力阈值范围和水箱内液位高度阈值,操作简单。
2、本实用新型信号调理电路对压力传感器采集的电流数据进行流压转换后再信号放大的连续调理,便于单片机采集,且压力传感器和信号调理电路组成的压力检测单元安装的数目越多,压力数据采集越精确,电路简单,便于推广使用。
3、本实用新型通过设置数模转换电路和变频器控制改变水泵转速,与压力检测单元构成数据反馈模式使供水管网的压力恒定在所设置的压力阈值范围内,可靠稳定,使用效果好。
4、本实用新型采用红外热释传感器感应人体数据,当检测到有人靠近时,点亮显示器,操作简单,节约电能。
5、本实用新型通过在每个水箱内安装超声波测距模块实时采集每个水箱内液位高度,当水箱液位高度达到一定高度时单片机通过电磁阀控制模块驱动电磁阀自动回水,投入成本低,布设方便,实用性强,便于推广使用。
综上所述,本实用新型设计新颖合理,结构简单,供水管网压力检测以及水箱液位高度探测精确高,水循环效果好,人体靠近点亮显示器,节约能源,功耗低,实用性强,便于推广使用。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型蓄水池、水箱、供水管网和回水管网的管路连接示意图。
图2为本实用新型的电路原理框图。
图3为本实用新型压力检测单元的电路原理图。
图4为本实用新型单片机、输入按键、超声波测距模块、电磁阀控制模块和报警器的电路连接关系示意图。
图5为本实用新型数模转换电路和变频器的电路连接关系示意图。
附图标记说明:
1-1—供水管网;1-2—回水管网;2—压力传感器;
3—信号调理电路;4—单片机;5—数模转换电路;
6—变频器;7—水泵;8—超声波测距模块;
9—报警器;10-1—电磁阀控制模块;
10-2—电磁阀;11—输入按键;12—红外热释传感器;
13—显示器;14—水箱;15—蓄水池。
具体实施方式
如图1、图2和图4所示,本实用新型包括上恒压供水控制终端、蓄水池15和多个水箱14,以及用于供蓄水池15与多个水箱14之间水循环的供水管网1-1和回水管网1-2,所述供水管网1-1包括一个进水口和多个出水口,所述回水管网1-2包括一个出水口和多个进水口,每个水箱14的顶部和底部分别开有进水孔和出水孔,且每个水箱14的顶部内表面上均安装有超声波测距模块8,供水管网1-1的多个出水口分别安装在多个水箱14的进水孔上,回水管网1-2的多个进水口分别安装在多个水箱14的出水孔上,供水管网1-1的进水口和回水管网1-2的出水口均与蓄水池15连接,供水管网1-1的进水管道上安装有水泵7,回水管网1-2的多个进水管道上分别安装有电磁阀10-2;所述恒压供水控制终端包括与超声波测距模块8相接的单片机4,所述单片机4的输入端接有输入按键11、红外热释传感器12以及多个安装在供水管网1上用于检测所述供水管网1压力参数的压力检测单元,所述单片机4的输出端接有数模转换电路5、报警器9、显示器13和多个用于分别控制多个电磁阀10-2开合的电磁阀控制模块10-1,所述数模转换电路5的输出端接有变频器6,所述水泵7的输入端与变频器6的输出端相接,每个所述压力检测单元均包括压力传感器2和与所述压力传感器2输出端相接的信号调理电路3,所述信号调理电路3的输出端与单片机4的输入端相接;所述电磁阀控制模块10-1的数目与电磁阀10-2的数目相同,所述单片机4为单片机MSP430F149。
如图3所示,本实施例中,所述压力传感器2为传感器MB300,所述信号调理电路3包括滑动电阻R14和运放U3,所述运放U3的同相输入端与滑动电阻R14的一个固定端相接,滑动电阻R14的另一个固定端接地,滑动电阻R14的滑动端与传感器MB300的信号输出端相接,运放U3的反相输入端分两路,一路经电阻R13接地,另一路经电阻R19与滑动电阻R23的滑动端相接;滑动电阻R23的一个固定端经电阻R21接地,滑动电阻R14的另一个固定端经电阻R22与5V电源相接,运放U3的输出端分两路,一路经电阻R20与运放U3的反相输入端相接,另一路与单片机MSP430F149的第59管脚相接。
如图5所示,本实施例中,所述数模转换电路5包括芯片DAC0832和运放U1,所述芯片DAC0832的第4管脚、第5管脚、第6管脚、第7管脚、第16管脚、第15管脚、第14管脚和第13管脚分别与单片机MSP430F149的第44管脚、第43管脚、第42管脚、第41管脚、第40管脚、第39管脚、第38管脚和第37管脚相接;芯片DAC0832的第12管脚分两路,一路接地,另一路与运放U1的同相输入端相接;芯片DAC0832的第11管脚与运放U1的反相输入端相接,运放U1的输出端分两路,一路与芯片DAC0832的第9管脚相接,另一路为数模转换电路5的信号输出端。
如图5所示,本实施例中,所述变频器6包括西门子MM420变频器和连接端口JP2,所述西门子MM420变频器的第2管脚和第4管脚均与数模转换电路5的信号输出端相接,所述连接端口JP2与西门子MM420变频器的信号输出端相接,所述水泵7安装在连接端口JP2上。
如图4所示,本实施例中,所述电磁阀控制模块10-1包括三极管Q1、继电器K1和连接端口JP1,所述三极管Q1的基极与单片机MSP430F149的第60管脚相接,三极管Q1的集电极经电阻R3与3.3V电源相接,三极管Q1的发射极与继电器K1的线圈一端相接,继电器K1的线圈另一端接地,继电器K1的动触点与12V电源相接,继电器K1的一个静触点与连接端口JP1的一端相接,连接端口JP1的另一端接地,所述电磁阀10-2安装在连接端口JP1上。
本实施例中,所述红外热释传感器10为HY-SR501人体红外感应模块。
本实施例中,所述显示器11为2.4寸TFT彩色显示屏。
如图4所示,本实施例中,所述报警器9包括三极管Q2和蜂鸣器LS1,所述三极管Q2的基极经电阻R4与单片机MSP430F149的第3管脚相接,三极管Q2的发射极接地,三极管Q2的集电极与蜂鸣器LS1的一端相接,蜂鸣器LS1的另一端与5V电源相接。
如图4所示,本实施例中,所述超声波测距模块8为超声波探测模块US-100,所述超声波探测模块US-100的VCC管脚与5V电源相接,超声波探测模块US-100的TX管脚和RX管脚分别与单片机MSP430F149的第5管脚和第6管脚相接,超声波探测模块US-100的GND管脚接地。
本实施例中,所述输入按键11包括按键S2、按键S3、按键S4和按键S5。
实际接线中,所述按键S2的一端分两路,一路经电阻R5接地,另一路与单片机MSP430F149的第12管脚相接;按键S3的一端分两路,一路经电阻R6接地,另一路与单片机MSP430F149的第13管脚相接;按键S4的一端分两路,一路经电阻R7接地,另一路与单片机MSP430F149的第14管脚相接;按键S5的一端分两路,一路经电阻R8接地,另一路与单片机MSP430F149的第15管脚相接;按键S2的另一端、按键S3的另一端、按键S4的另一端和按键S5的另一端均与3.3V电源相接。
本实用新型使用时,在供水管网1-1的进水管道上安装水泵7,并将供水管网1-1的进水口伸入到蓄水池15中,将供水管网1-1的多个出水口分别与多个水箱14的进水孔连接,同时,将回水管网1-2的多个进水口分别与多个水箱14的出水孔连接,将回水管网1-2的出水口伸入到蓄水池15中,且在回水管网1-2的多个进水管道上安装电磁阀10-2控制回水管网1-2的多个进水管道的通断,在每个水箱的顶部内表面上均安装超声波测距模块8采集对应水箱内的液位高度,通过输入按键11手动设置恒压供水的压力阈值范围和水箱内液位高度阈值,并且在供水管网1-1上安装多个压力检测单元同时采集供水管网1-1各处的压力参数,每个压力检测单元均包括压力传感器2实时采集压力数据,压力传感器2输出数据为电流参数,通过信号调理电路3将压力传感器2输出数据为电流参数转换放大为单片机4可处理的电压参数,单片机4将接收的多个信号经过数模转换电路5转换为模拟信号,在经过数模转换电路5中的运放U1对模拟信号进行比较调节控制变频器6输出信号从而改变水泵7转速使供水管网的压力恒定在所设置的压力阈值范围内;同时,每个水箱中的超声波测距模块8采集对应水箱的液位高度,若有超声波测距模块8采集的数据超过提前设置的液位高度阈值时,单片机4控制电磁阀控制模块10-1驱动电磁阀10-2开将多余的水量通过回水管网1-2循环回蓄水池15中,节约水资源;当恒压供水的压力阈值范围和水箱内液位高度阈值中任意一个阈值参数超过设定的阈值范围且电磁阀10-2没反应时,报警器9提醒工作人员排查故障;另外,设置红外热释传感器12感应人体数据,控制显示器13的亮灭,现有的大多数显示器13采用电容屏,长时间持续点亮耗费电能,采用人体感应只需在人需要查看数据时使显示器13显示,操作简单,节约电能,使用效果好。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种恒压供水水循环***,其特征在于:包括恒压供水控制终端、蓄水池(15)和多个水箱(14),以及用于供蓄水池(15)与多个水箱(14)之间水循环的供水管网(1-1)和回水管网(1-2),所述供水管网(1-1)包括一个进水口和多个出水口,所述回水管网(1-2)包括一个出水口和多个进水口,每个水箱(14)的顶部和底部分别开有进水孔和出水孔,且每个水箱(14)的顶部内表面上均安装有超声波测距模块(8),供水管网(1-1)的多个出水口分别安装在多个水箱(14)的进水孔上,回水管网(1-2)的多个进水口分别安装在多个水箱(14)的出水孔上,供水管网(1-1)的进水口和回水管网(1-2)的出水口均与蓄水池(15)连接,供水管网(1-1)的进水管道上安装有水泵(7),回水管网(1-2)的多个进水管道上分别安装有电磁阀(10-2);所述恒压供水控制终端包括与超声波测距模块(8)相接的单片机(4),所述单片机(4)的输入端接有输入按键(11)、红外热释传感器(12)以及多个安装在供水管网(1)上用于检测所述供水管网(1)压力参数的压力检测单元,所述单片机(4)的输出端接有数模转换电路(5)、报警器(9)、显示器(13)和多个用于分别控制多个电磁阀(10-2)开合的电磁阀控制模块(10-1),所述数模转换电路(5)的输出端接有变频器(6),所述水泵(7)的输入端与变频器(6)的输出端相接,每个所述压力检测单元均包括压力传感器(2)和与所述压力传感器(2)输出端相接的信号调理电路(3),所述信号调理电路(3)的输出端与单片机(4)的输入端相接;所述电磁阀控制模块(10-1)的数目与电磁阀(10-2)的数目相同,所述单片机(4)为单片机MSP430F149。
2.按照权利要求1所述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述压力传感器(2)为传感器MB300,所述信号调理电路(3)包括滑动电阻R14和运放U3,所述运放U3的同相输入端与滑动电阻R14的一个固定端相接,滑动电阻R14的另一个固定端接地,滑动电阻R14的滑动端与传感器MB300的信号输出端相接,运放U3的反相输入端分两路,一路经电阻R13接地,另一路经电阻R19与滑动电阻R23的滑动端相接;滑动电阻R23的一个固定端经电阻R21接地,滑动电阻R14的另一个固定端经电阻R22与5V电源相接,运放U3的输出端分两路,一路经电阻R20与运放U3的反相输入端相接,另一路与单片机MSP430F149的第59管脚相接。
3.按照权利要求1所述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述数模转换电路(5)包括芯片DAC0832和运放U1,所述芯片DAC0832的第4管脚、第5管脚、第6管脚、第7管脚、第16管脚、第15管脚、第14管脚和第13管脚分别与单片机MSP430F149的第44管脚、第43管脚、第42管脚、第41管脚、第40管脚、第39管脚、第38管脚和第37管脚相接;芯片DAC0832的第12管脚分两路,一路接地,另一路与运放U1的同相输入端相接;芯片DAC0832的第11管脚与运放U1的反相输入端相接,运放U1的输出端分两路,一路与芯片DAC0832的第9管脚相接,另一路为数模转换电路(5)的信号输出端。
4.按照权利要求3所述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述变频器(6)包括西门子MM420变频器和连接端口JP2,所述西门子MM420变频器的第2管脚和第4管脚均与数模转换电路(5)的信号输出端相接,所述连接端口JP2与西门子MM420变频器的信号输出端相接,所述水泵(7)安装在连接端口JP2上。
5.按照权利要求1所述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述电磁阀控制模块(10-1)包括三极管Q1、继电器K1和连接端口JP1,所述三极管Q1的基极与单片机MSP430F149的第60管脚相接,三极管Q1的集电极经电阻R3与3.3V电源相接,三极管Q1的发射极与继电器K1的线圈一端相接,继电器K1的线圈另一端接地,继电器K1的动触点与12V电源相接,继电器K1的一个静触点与连接端口JP1的一端相接,连接端口JP1的另一端接地,所述电磁阀(10-2)安装在连接端口JP1上。
6.按照权利要求1所述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述红外热释传感器(10)为HY-SR501人体红外感应模块。
7.按照权利要求1所述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述显示器(11)为2.4寸TFT彩色显示屏。
8.按照权利要求1所述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述报警器(9)包括三极管Q2和蜂鸣器LS1,所述三极管Q2的基极经电阻R4与单片机MSP430F149的第3管脚相接,三极管Q2的发射极接地,三极管Q2的集电极与蜂鸣器LS1的一端相接,蜂鸣器LS1的另一端与5V电源相接。
9.按照权利要求1所述的一种恒压供水水循环***,其特征在于:所述超声波测距模块(8)为超声波探测模块US-100,所述超声波探测模块US-100的VCC管脚与5V电源相接,超声波探测模块US-100的TX管脚和RX管脚分别与单片机MSP430F149的第5管脚和第6管脚相接,超声波探测模块US-100的GND管脚接地。
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