一种自吸水泵控制电路、自吸水泵及自吸水泵控制方法与流程

本发明涉及水泵电路控制技术领域，尤其涉及一种自吸水泵控制电路、自吸水泵及自吸水泵控制方法。

背景技术：

自吸水泵是一种抽水用的水利机械，由泵体、旋转总成、龙头总成、排杂盖、及进水管、出水管、挡网总体组装而成。性能优良，吸程深，流量大，作业省工省时，是现实社会中最优良的水泵机械。自吸水泵启动马达，动力联动，旋转总成在叶轮离心机的推动下，气泡向上涌动，产生吸力，进水管的空气，经出水管排出泵体之外，空气排净，水经出水管流出。

在现有的技术中，自吸水泵要实现自动化，常采用在自吸泵上装压力开关使其实现自动化，压力开关控制通断电是靠水的压力自动实现的，机械式自动自吸泵就是一种在自吸泵上面内置一机械式压力开关的自动自吸水泵，但是采用压力开关的机械式自动自吸水泵会存在水压变化而压力开关自动开启、水泵工作时无法监测水泵的工作状态而减少自吸水泵的工作寿命的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于提供一种自吸水泵控制电路、自吸水泵及自吸水泵控制方法，用以解决自吸水泵电子化控制的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种自吸水泵控制电路，包括：

按键模块，用于获取用户的需求信息生成调节信号；

控制模块，与所述按键模块连接，所述控制模块用于根据按键模块获取的调节信号生成对应的控制信号，通过控制信号调节自吸水泵的工作状态；

压力与温度传感模块，与所述控制模块连接，所述压力与温度传感模块用于采集水压与水温信息，并将所述水压信息和水温信息发送至所述控制模块；

继电器控制模块，与所述控制模块连接，所述继电器控制模块用于根据控制信号控制自吸水泵的工作状态；

电源模块，分别与所述按键模块、所述控制模块和所述压力与温度传感模块连接，所述电源模块用于将输入电源转化为预设电压为所述按键模块、所述控制模块和所述压力与温度传感模块供电。

进一步的，控制模块包括控制芯片u1、复位电路和信号转换芯片u2；

控制芯片u1的第二引脚与所述复位电路连接；

控制芯片u1的第三引脚、第四引脚和第五引脚都与所述按键模块连接，控制芯片u1的第十四引脚与所述信号转换芯片u2的第九引脚连接，控制芯片u1的第十五引脚与所述信号转换芯片u2的第十一引脚连接，控制芯片u1的第十六引脚与所述信号转换芯片u2的第十二引脚连接，控制芯片u1的第三十引脚与所述继电器控制模块连接。

进一步的，按键模块包括电阻r3、电阻r2、电阻r1、按键s1、按键s2和按键s3；

按键s1的一端与控制芯片u1的第三引脚连接，按键s1的另一端接地，按键s1与控制芯片u1连接的一端还通过电阻r3与所述电源模块连接，按键s2的一端与控制芯片u1的第四引脚连接，按键s2的另一端接地，按键s2与控制芯片u1连接的一端还通过电阻r2与所述电源模块连接，按键s3的一端与控制芯片u1的第五引脚连接，按键s3的另一端接地，按键s3与控制芯片u1连接的一端还通过电阻r1与所述电源模块连接。

进一步的，压力与温度传感模块包括接口p3、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电容c2和电容c3；

接口p3的端口1通过电阻r23与电源模块连接，接口p3的端口2通过电容c2接地，接口p3的端口3通过电容c3接地，接口p3的端口2还与控制芯片u1的第二十九引脚连接，接口p3的端口4与所述电阻r22的一端连接，所述电阻r22的另一端通过所述电阻r21接地，接口p3的端口4还与控制芯片u1的第二十八引脚连接，接口p3还外接压力与温度传感器。

进一步的，继电器控制模块包括继电器k1、二极管d2、电阻r29、三极管q1和电阻r33；

电阻r33的一端与控制芯片u1的第三十管脚连接，电阻r33的另一端与三极管q1的基极连接，三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极与二极管d2的正极连接，二极管d2的负极与继电器k1的端口4连接，继电器k1的端口4还与电源模块连接，三极管q1的集电极还与电阻r29的一端连接，电阻r29的另一端与继电器k1的端口3连接，继电器k1的端口1与端口2都与电源模块连接。

电源模块包括第一电压转换单元，所述第一电压转换单元用于将输入电源转化为第一预设电压，所述第一预设电压用于为继电器控制模块供电；

所述第一电压转换单元包括接口p1、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、变压器t1、整流桥db1、电容c1和电容e1；

电阻r11的一端连接交流输入火线，电阻r11的另一端与变压器t1的端口1之间依次串联有电阻r10、电阻r9和电阻r8，电阻r7的一端连接交流输入零线，电阻r7的另一端与变压器t1的端口5之间依次串联有电阻r6、电阻r5和电阻r4，变压器t1的端口9与整流桥db1的端口2连接，变压器t1的端口7与整流桥db1的端口4连接，整流桥db1的端口3与电容e1的正极连接，整流桥db1的端口1与电容e1的负极连接，电容c1并联接在所述电容e1的两端，整流桥db1的端口3输出第一预设电压，整流桥db1的端口1还接地；

接口p1的端口1与变压器t1的端口1连接，接口p1的端口2与端口3都与变压器t1的端口5连接，接口p1的端口4与继电器控制模块连接，接口p1用于与自吸水泵连接。

进一步的，电源模块还包括第二电压转换单元，所述第二电压转换单元用于将所述第一预设电压转化为第二预设电压，所述第二预设电压用于为控制模块、按键模块和压力与温度传感模块供电；

所述第二电压转换单元包括电压转换芯片u3、电容e3、电容c64、电阻r20、二极管d26、电阻r19、电阻r18、电容e2、电容c67、电容c62和电感l4；

电压转换芯片u3的第一引脚通过电容c62与第六引脚连接，电压转换芯片u3的第五引脚通过电阻r20与第四引脚连接，电压转换芯片u3的第五引脚还与电容e3的正极连接，电容e3的负极接地，电容c64并联接在电容e3的两端，电容e3的正极还与第一预设电压连接，电压转换芯片u3的第二引脚接地，电压转换芯片u3的第三引脚通过电阻r18接地，电压转换芯片u3的第六引脚还与电感l4的一端连接，电感l4的另一端通过电阻r19与电压转换芯片u3的第三引脚连接，电压转换芯片u3的第六引脚还与二极管d26的负极连接，二极管d26的正极接地，电感l4与电阻r19连接的一端与电容e2的正极连接，电容e2的负极接地，电容c67并联接在电容e2的两端，电容e2的正极输出第二预设电压。

进一步的，还包括漏电保护模块，所述漏电保护模块用于通过测量自吸水泵工作时的有效电流保护自吸水泵的运行；

所述漏电保护模块包括电流检测电路和漏电反馈电路；

所述电流检测电路包括电容c12、电阻r17、电阻r16、电容c11、比较器lm1、电容c9、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r12和电容c10；

电阻r12的一端接交流输入火线，另一端与比较器lm1的端口3连接，电容c10并联接在电阻r12的两端，电阻r13的一端接交流输入火线，另一端与比较器lm1的端口2连接，电容c9并联接在电阻r13的两端，比较器lm1的端口3通过电阻r15与电源模块连接，比较器lm1的端口3还通过电阻r14接地，比较器lm1的端口1与电阻r17的一端连接，电阻r17的另一端通过电容c12接地，电阻r17和电容c12连接的一端与控制芯片u1的第二十九引脚连接，比较器lm1的端口1还通过电阻r16与比较器lm1的端口2连接，电容c11并联接在电阻r16的两端；

所述漏电反馈电路包括电阻r26、电阻r27、电阻r28和电流互感器u5；

电流互感器u5的端口1与控制芯片u1的第三十一引脚连接，电流互感器u5的端口1还通过电阻r26与电流互感器u5的端口2连接，电流互感器u5的端口2通过电阻r27与电源模块连接，电流互感器u5的端口2还通过电阻r28接地；

控制芯片u1通过将所述电流检测电路采集的电流信号与所述漏电反馈电路采集的信号进行比较并计算有效电流，从而保护自吸水泵的运行。

进一步的，还包括显示模块，所述显示模块用于显示自吸水泵的工作状态；

所述显示模块包括lcd屏，所述lcd屏与所述信号转换芯片u2连接。

本发明还在于提供了一种自吸水泵，包括负载和自吸水泵控制电路。

本发明还在于提供了一种自吸水泵控制方法，包括步骤：

通过按键模块获取用户的需求信息生成调节信号，并发送给控制模块；

通过压力与温度传感模块采集水压与水温信息并发送给控制模块；

控制模块将接收的调节信号和水压与水温信息进行处理并生成对应的控制信号；

继电器控制模块根据控制信号控制自吸水泵的工作状态。

进一步的，还包括步骤：

通过电源模块将输入电源转化为预设电压为按键模块、控制模块、继电器控制模块和压力与温度传感模块供电。

进一步的，通过电源模块将输入电源转化为预设电压的步骤包括：

将输入电源转化为第一预设电压，通过第一预设电压为继电器控制模块供电；

将第一预设电压通过电压转换芯片u3转换为第二预设电压，所述第二预设电压用于为控制模块、按键模块和压力与温度传感模块供电。

进一步的，还包括步骤：

通过测量自吸水泵工作时的有效电流值保护自吸水泵的运行。

本发明与现有技术相比，至少包含以下有益效果：

（1）通过压力与温度传感模块实时检测水管中的水压，使得控制模块能够通过水管水压大小控制自吸水泵的工作启停；

（2）通过控制模块和继电器取代以往所采用的压力开关来控制水泵的开关，使得水泵能够通过电信号进行控制，不会因为水泵的压力变化而导致水泵的自动开启；

（3）通过漏电保护模块实时监测自吸水泵工作时的有效电流值，当电流值过大时，能够及时切断电源，从而对自吸水泵起到保护作用。

附图说明

图1是本发明实施例的架构示意图；

图2是本发明实施例中控制模块与显示模块的电路图；

图3是本发明实施例中压力与温度传感模块的电路图；

图4是本发明实施例中按键模块的电路图；

图5是本发明实施例中继电器控制模块、电源模块和漏电保护模块的电路图；

图6是本发明实施例中自吸水泵控制方法的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

以下以在自吸水泵中的应用为例对本发明实施例提供的一种自吸水泵控制电路进行详细说明：

实施例一

自吸水泵包括负载和自吸水泵控制电路，通过控制电路对自吸水泵的负载进行驱动控制。

如图1所示，本发明一种自吸水泵控制电路，包括按键模块、控制模块、压力与温度传感模块、继电器控制模块、电源模块、漏电保护模块和显示模块，按键模块、压力与温度传感模块、继电器控制模块、电源模块、漏电保护模块和显示模块都与控制模块连接，继电器控制模块、压力与温度传感模块、按键模块、漏电保护模块都与电源模块连接。

具体的，如图2所示，控制模块包括控制芯片u1、复位电路和信号转换芯片u2；

控制芯片u1的第二引脚与所述复位电路连接；

复位电路包括电阻r30、二极管d4和电容c13，二极管d4的负极与电源模块连接，二极管d4的正极通过电容c13接地，电阻r30并联接在二极管d4的两端，二极管d4的正极与控制芯片u1的第二引脚连接。

控制芯片u1的第三引脚、第四引脚和第五引脚都与所述按键模块连接，控制芯片u1的第十四引脚与所述信号转换芯片u2的第九引脚连接，控制芯片u1的第十五引脚与所述信号转换芯片u2的第十一引脚连接，控制芯片u1的第十六引脚与所述信号转换芯片u2的第十二引脚连接，控制芯片u1的第三十引脚与所述继电器控制模块连接。

控制芯片u1的型号为r7f0c908，控制模块用于根据按键模块获取的调节信号生成对应的控制信号，通过控制信号调节自吸水泵的工作状态。

显示模块包括lcd屏，lcd屏的端口1至端口4分别与信号转换芯片u2的第二十四引脚至第二十一引脚连接，lcd屏的端口5至端口15分别与信号转换芯片u2的第二十五引脚至第三十五引脚连接，lcd屏的型号为tjc3-15p，显示模块用于显示自吸水泵的工作状态。

如图3所示，压力与温度传感模块包括接口p3、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电容c2和电容c3；

接口p3的端口1通过电阻r23与电源模块连接，接口p3的端口2通过电容c2接地，接口p3的端口3通过电容c3接地，接口p3的端口2还与控制芯片u1的第二十九引脚连接，接口p3的端口4与所述电阻r22的一端连接，所述电阻r22的另一端通过所述电阻r21接地，接口p3的端口4还与控制芯片u1的第二十八引脚连接，接口p3还外接压力与温度传感器。

压力与温度传感模块用于用于采集水压与水温信息，并将所述水压信息和水温信息发送至所述控制模块。

压力与温度传感模块能够通过压力与温度传感器实时采集水压使得控制模块能够通过水管水压大小控制自吸水泵的工作启停。

如图4所示，按键模块包括电阻r3、电阻r2、电阻r1、按键s1、按键s2和按键s3；

按键s1的一端与控制芯片u1的第三引脚连接，按键s1的另一端接地，按键s1与控制芯片u1连接的一端还通过电阻r3与所述电源模块连接，按键s2的一端与控制芯片u1的第四引脚连接，按键s2的另一端接地，按键s2与控制芯片u1连接的一端还通过电阻r2与所述电源模块连接，按键s3的一端与控制芯片u1的第五引脚连接，按键s3的另一端接地，按键s3与控制芯片u1连接的一端还通过电阻r1与所述电源模块连接，按键模块用于获取用户的需求信息生成调节信号；

用户通过按键s1至按键s3可以调节自吸水泵的工作状态，满足用户需求。

如图5所示，继电器控制模块包括继电器k1、二极管d2、电阻r29、三极管q1和电阻r33；

电阻r33的一端与控制芯片u1的第三十管脚连接，电阻r33的另一端与三极管q1的基极连接，三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极与二极管d2的正极连接，二极管d2的负极与继电器k1的端口4连接，继电器k1的端口4还与电源模块连接，三极管q1的集电极还与电阻r29的一端连接，电阻r29的另一端与继电器k1的端口3连接，继电器k1的端口1与端口2都与电源模块连接。

控制信号通过网络接口relay传送至继电器控制模块中的三极管q1，当控制信号传输时，三极管q1导通，第一预设电压能够使得继电器k1的线圈通电，进而吸合继电器k1的触点，交流火线的能量就能通过接口p1传输到自吸水泵的负载上，使得自吸水泵的负载开始工作。

继电器控制模块用于根据控制信号控制自吸水泵的工作状态，通过控制模块和继电器k1取代以往所采用的压力开关来控制水泵的开关，使得水泵能够通过电信号进行控制，不会因为水泵的压力变化而导致水泵的自动开启。

如图5所示，电源模块包括第一电压转换单元和第二电压转换单元，第一电压转换单元用于将输入电源转化为第一预设电压，第一预设电压用于为继电器控制模块供电。

第一电压转换单元包括接口p1、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、变压器t1、整流桥db1、电容c1和电容e1。

电阻r11的一端连接交流输入火线，电阻r11的另一端与变压器t1的端口1之间依次串联有电阻r10、电阻r9和电阻r8，电阻r7的一端连接交流输入零线，电阻r7的另一端与变压器t1的端口5之间依次串联有电阻r6、电阻r5和电阻r4，变压器t1的端口9与整流桥db1的端口2连接，变压器t1的端口7与整流桥db1的端口4连接，整流桥db1的端口3与电容e1的正极连接，整流桥db1的端口1与电容e1的负极连接，电容c1并联接在所述电容e1的两端，整流桥db1的端口3输出第一预设电压，整流桥db1的端口1还接地。

接口p1的端口1与变压器t1的端口1连接，接口p1的端口2与端口3都与变压器t1的端口5连接，接口p1的端口4与继电器控制模块连接，接口p1用于与自吸水泵连接。

第二电压转换单元用于将第一预设电压转化为第二预设电压，第二预设电压用于为控制模块、按键模块和压力与温度传感模块供电。

第二电压转换单元包括电压转换芯片u3、电容e3、电容c64、电阻r20、二极管d26、电阻r19、电阻r18、电容e2、电容c67、电容c62和电感l4；

电压转换芯片u3的第一引脚通过电容c62与第六引脚连接，电压转换芯片u3的第五引脚通过电阻r20与第四引脚连接，电压转换芯片u3的第五引脚还与电容e3的正极连接，电容e3的负极接地，电容c64并联接在电容e3的两端，电容e3的正极还与第一预设电压连接，电压转换芯片u3的第二引脚接地，电压转换芯片u3的第三引脚通过电阻r18接地，电压转换芯片u3的第六引脚还与电感l4的一端连接，电感l4的另一端通过电阻r19与电压转换芯片u3的第三引脚连接，电压转换芯片u3的第六引脚还与二极管d26的负极连接，二极管d26的正极接地，电感l4与电阻r19连接的一端与电容e2的正极连接，电容e2的负极接地，电容c67并联接在电容e2的两端，电容e2的正极输出第二预设电压。

如图5所示，漏电保护模块包括电流检测电路和漏电反馈电路，漏电保护模块用于通过测量自吸水泵工作时的有效电流保护自吸水泵的运行。

电流检测电路包括电容c12、电阻r17、电阻r16、电容c11、比较器lm1、电容c9、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r12和电容c10。

电阻r12的一端接交流输入火线，另一端与比较器lm1的端口3连接，电容c10并联接在电阻r12的两端，电阻r13的一端接交流输入火线，另一端与比较器lm1的端口2连接，电容c9并联接在电阻r13的两端，比较器lm1的端口3通过电阻r15与电源模块连接，比较器lm1的端口3还通过电阻r14接地，比较器lm1的端口1与电阻r17的一端连接，电阻r17的另一端通过电容c12接地，电阻r17和电容c12连接的一端与控制芯片u1的第二十九引脚连接，比较器lm1的端口1还通过电阻r16与比较器lm1的端口2连接，电容c11并联接在电阻r16的两端。

将交流电通过rc电路滤波整流后，分别输入至比较器lm1的正极和负极，通过比较器lm1的输出信号给控制芯片u1，控制芯片u1根据采集的有效电流值控制自吸水泵的工作状态。

漏电反馈电路包括电阻r26、电阻r27、电阻r28和电流互感器u5。

电流互感器u5的端口1与控制芯片u1的第三十一引脚连接，电流互感器u5的端口1还通过电阻r26与电流互感器u5的端口2连接，电流互感器u5的端口2通过电阻r27与电源模块连接，电流互感器u5的端口2还通过电阻r28接地，电流互感器u5的型号为zmct118a。

控制芯片u1通过将所述电流检测电路采集的电流信号与所述漏电反馈电路采集的信号进行比较并计算有效电流，从而保护自吸水泵的运行。

通过漏电保护模块实时监测自吸水泵工作时的有效电流值，当电流值过大时，能够及时切断电源，从而对自吸水泵起到保护作用。

实施例二

如图6所示，本发明一种自吸水泵控制方法，包括步骤：

s1、通过电源模块将输入电源转化为预设电压为按键模块、控制模块、继电器控制模块和压力与温度传感模块供电。

s2、通过按键模块获取用户的需求信息生成调节信号，并发送给控制模块；

s3、通过压力与温度传感模块采集水压与水温信息并发送给控制模块；

s4、控制模块将接收的调节信号和水压与水温信息进行处理并生成对应的控制信号；

s5、继电器控制模块根据控制信号控制自吸水泵的工作状态。

s6、通过漏电保护模块测量自吸水泵工作时的有效电流值保护自吸水泵的运行。

其中，步骤s1中，通过电源模块将输入电源转化为预设电压的步骤包括：

s11、将输入电源转化为第一预设电压，通过第一预设电压为继电器控制模块供电；

s12、将第一预设电压通过电压转换芯片u3转换为第二预设电压，所述第二预设电压用于为控制模块、按键模块和压力与温度传感模块供电。

步骤s11的具体过程为输入电源经过降压后通过变压器t1进行变压，变压器t1的接收端线圈产生交流电信号，通过整流桥db1整流以及电容c1滤波，输出12v的第一预设电压，通过第一预设电压为继电器控制模块的继电器线圈供电。

步骤s12的具体工作原理为将第一预设电压经过整流滤波后通过电压转换芯片u3的第五引脚输入到电压转换芯片u3中，电压转换芯片u3经过降压处理后，通过第六引脚输出5v的第二预设电压，第二预设电压用于为控制模块、按键模块和压力与温度传感模块供电。

结合图1-图6所示，本发明的具体工作过程为：

用户根据需求通过按键s1～s3选择相应的模式，当其中一个按键被按下时，网络接口key1～key3将有高电平信号转为低电平信号，并将该信号传输至控制芯片u1的第三至第五引脚。

另外，压力与温度传感模块通过接口p3的外接的压力与温度传感器采集的水压信息和水温信息，通过网络接口ad_p和ad_tmp分别传输水压信息和水温信息至控制芯片u1中。

控制芯片u1通过自身处理后生成对应的控制信号，该控制信号通过控制信号的第三十引脚输出至继电器控制模块。

控制信号通过网络接口relay传送至继电器控制模块中的三极管q1，当控制信号传输时，三极管q1导通，第一预设电压能够使得继电器k1的线圈通电，进而吸合继电器k1的触点，交流火线的能量就能通过接口p1传输到自吸水泵的负载上，使得自吸水泵的负载开始工作。

此外，步骤s6的具体过程为交流电通过rc电路滤波整流后，分别输入至比较器lm1的正极和负极，比较器lm1输出电流信号并发送给控制芯片u1，漏电保护电路中通过电流互感器采集信号并将采集的信号也发送给控制芯片u1。

控制芯片u1通过将所述电流检测电路采集的电流信号与所述漏电反馈电路采集的信号进行比较并计算有效电流，

本发明通过压力与温度传感模块实时检测水管中的水压，使得控制模块能够通过水管水压大小控制自吸水泵的工作启停；通过控制模块和继电器取代以往所采用的压力开关来控制水泵的开关，使得水泵能够通过电信号进行控制，不会因为水泵的压力变化而导致水泵的自动开启。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。