专利名称：一种使用pwm波调节的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用PWM波调节的控制装置，用以解决智能尿便处理装置中的尿便处理腔体内部冲洗水和干燥风的流量和温度控制问题。
背景技术：
现有技术中，对于胖瘦不同、身高不同，病患程度不同，性别不同等类型的病患者， 智能尿便处理装置中的尿便处理腔体内部冲洗水和干燥风的流量和温度通常都被固定于某一个值，无法根据病患者个人实际要求进行水温、水量、风温、风量的调节，从而影响病患者的舒适度和装置的冲洗烘干效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺点，提供一种使用PWM波调节的控制装置。本发明是通过以下技术方案来实现的在单片机内部产生四路PWM波，作为气泵、 水泵、水加热管、风加热丝这四个执行部件工作电源的驱动信号，改变四路PWM波的占空比即可改变四个执行部件的工作电压，从而实现对水温、水量、风温、风量的调节控制功能。本发明包括单片机控制部分、电源电路部分和执行部件，其结构由单片机控制部分、电源电路部分、气泵、水泵、风加热丝、水加热管、单片机控制部分和电源电路部分的连接线、电源电路部分和执行部件的连接线组成。单片机控制部分的四路PWM信号线连接至电源电路部分，电源电路部分的12V直流和220V的交流电源插座连接至气泵、水泵、风加热丝、水加热管的电源线。单片机控制部分包括单片机U1、单片机四路PWM输出信号drv_shuibeng、drv_ qibeng、drv_jiare_shui、drv_jiare_f、单片机 Ul 晶振电路 Yl、C29、C30，单片机 Ul 电源滤波电路C27、C28、电源VCC_5V和接地，单片机PWM输出信号drv_shuibeng作为水泵的电源部分驱动信号，连接至单片机Ul的PB5输出管脚，单片机PffM输出信号drvjibeng作为气泵的电源部分驱动信号，连接至单片机Ul的PB6输出管脚，单片机PWM输出信号drv_ jiare_Shui作为水加热管的电源部分驱动信号，连接至单片机Ul的PB7输出管脚，单片机 PWM输出信号drv_jiare_f作为风加热丝的电源部分驱动信号，连接至单片机Ul的PG3输出管脚。单片机控制部分的上拉电路R3，R4是用来保证来自传感器输入信号至单片机Ul 的PDO输入管脚的稳定性。单片机Ul采用AI~megaU8-16AC，由Y1，(^9，C30连接成的电路为单片机Ul提供系统时钟，由C27，以8连接成的电路为单片机Ul的工作电源提供滤波，防止外界干扰而导致工作电源不稳定。电源电路部分包括水泵电源驱动电路、气泵电源驱动电路、风加热丝电源驱动电路，水加热管电源驱动电路。水泵电源驱动电路包括水泵电源插座P1、水泵电源PWM驱动信号drv_shuibeng、 场效应管Q8、R29、R30、R31、C6、VCC_12V和接地，其中R29、R30为场效应管Q8的驱动电阻， R3UC6为防止水泵电机工作时的瞬间尖峰电压烧坏场效应管Q8的保护电路。当驱动信号drv_shuibeng为高电平时，场效应管Q8导通，12V直流电源加载在水泵电源插座Pl上，水泵开始工作；当驱动信号dnshuibeng为低电平时，场效应管Q8截止，水泵电源插座Pl断开，水泵停止工作。因此可以通过改变驱动信号drv_shuibeng的PWM占空比来调节水泵的工作的有效电压，从而实现水量的调节功能。气泵电源驱动电路包括气泵电源插座P2、气泵电源PWM驱动信号drv_qibeng、光电双向可控硅0T1、R33、R34、R36、双向晶闸管Q9、220V交流正极Vline和负极VNagetive， 其中R33、R36为双向晶闸管Q9的驱动电阻。当驱动信号drv_qibeng为高电平时，光电双向可控硅OTl导通，从而双向晶闸管Q9导通，220V交流电源加载在气泵电源插座P2上，气泵开始工作；当驱动信号drv_qibeng为低电平时，光电双向可控硅OTl断开，从而双向晶闸管Q9截止，气泵电源插座P2断开，气泵停止工作。因此可以通过改变驱动信号drv_qibeng 的PWM占空比来调节气泵的工作的有效电压，从而实现风量的调节功能。风加热丝电源驱动电路包括水泵电源插座P3、风加热丝电源PWM驱动信号drv_ jiare_f、场效应管Q10、R32、R38、VCC_12V和接地，其中R32、R38为场效应管QlO的驱动电阻。当驱动信号drv_jiare_f为高电平时，场效应管QlO导通，12V直流电源加载在风加热丝电源插座P3上，风加热丝开始工作；当驱动信号drv_jiare_f为低电平时，场效应管QlO 截止，水泵电源插座P3断开，水泵停止工作。因此可以通过改变驱动信号drV_jiare_f的 PWM占空比来调节风加热丝的工作的有效电压，从而实现风温的调节功能。 水加热管电源驱动电路包括水加热管电源插座P4、气泵电源PWM驱动信号drv_ jiare_shui、光电双向可控硅0T2、R37、R39、R103、双向晶闸管Q11、220V交流正极Vline和负极VNagetive，其中R37、R103为双向晶闸管Qll的驱动电阻。当驱动信号drv_jiare_ shui为高电平时，光电双向可控硅0T2导通，从而双向晶闸管Qll导通，220V交流电源加载在气泵电源插座P4上，水加热管开始工作；当驱动信号drv_jiare_Shui为低电平时，光电双向可控硅0T2断开，从而双向晶闸管Qll截止，水加热管电源插座P4断开，水加热管停止工作。因此可以通过改变驱动信号drV_jiare_shui的PWM占空比来调节水加热管的工作的有效电压，从而实现水温的调节功能。执行部件包括气泵、水泵、风加热丝、水加热管和连接线路。水泵正极连接至水泵电源驱动电路的执行部件电源插座Pi的1脚，负极连接至水泵电源驱动电路的执行部件电源插座Pl的2脚。气泵正极连接至气泵电源驱动电路的执行部件电源插座P2的1脚，负极连接至气泵电源驱动电路的执行部件电源插座P2的2脚。风加热丝正极连接至风加热丝电源驱动电路的执行部件电源插座P3的1脚，负极连接至风加热丝电源驱动电路的执行部件电源插座P3的2脚。水加热管正极连接至水加热管电源驱动电路的执行部件电源插座P4的1脚，负极连接至水加热管电源驱动电路的执行部件电源插座P4的2脚。单片机Ul首先完成初始化，其主要目的是完成输入输出管脚、定时器的配置，设置PB5、PB6、PB7、PG3为输出管脚。当用户需要调节水温时，启动水加热管PWM控制程序；当用户需要调节风温时，启动风加热丝PWM控制程序；当用户需要调节水量时，启动水泵PWM 控制程序；当用户需要调节水量时，启动气泵PWM控制程序。从而实现根据使用者自己的要求进行调节的功能。本发明的有益效果
该装置能针对胖瘦不同、身高不同，病患程度不同，性别不同等类型的病患者个人的实际要求进行水温、水量、风温、风量的调节，有效的提高了病患者的舒适度和装置的冲洗烘干效果。
图1为本发明PWM调节控制装置的总体示意图。图中
1、单片机控制部分2、气泵电源PWM驱动连线 3、水泵电源PWM驱动连线
4、风加热丝电源PWM驱动连线5、水加热管驱动PWM驱动连线 6、电源电路部分 7、气泵 8、气泵正极连线 9、气泵负极连线 10、水泵 11、水泵正极连线 12、水泵负极连线 13、风加热丝 14、风加热丝正极连线 15、风加热丝负极连线 16、水加热管 17、水加热管正极连线 18、水加热管负极连线图2为本发明单片机控制电路原理图。图3为本发明水泵电源驱动电路原理图。图4为本发明气泵电源驱动电路原理图。图5为本发明风加热丝电源驱动电路原理图。图6为本发明水加热管电源驱动电路原理图。图7为本发明控制装置工作流程图。
具体实施例方式下面结合附图对实施例作进一步的说明。本发明包括单片机控制部分、电源电路部分和执行部件，其结构由单片机控制部分、电源电路部分、气泵、水泵、风加热丝、水加热管、单片机控制部分和电源电路部分的连接线、电源电路部分和执行部件的连接线组成。单片机控制部分的四路PWM信号线连接至电源电路部分，电源电路部分的12V直流和220V的交流电源插座连接至气泵、水泵、风加热丝、水加热管的电源线。单片机控制部分包括单片机四路P丽输出信号drv_shuibeng、drv_qibeng、drv_ jiare_shui、drv_jiare_f、信号上拉电路、单片机Ul晶振电路Yl、C29、C30，单片机Ul电源滤波电路C27、C28、电源VCC_5V和接地，单片机PWM输出信号drv_shuibeng作为水泵的电源部分驱动信号，连接至单片机Ul的PB5输出管脚，单片机PWM输出信号drvjibeng作为气泵的电源部分驱动信号，连接至单片机Ul的PB6输出管脚，单片机PWM输出信号drv_ jiare_shui作为水加热管的电源部分驱动信号，连接至单片机Ul的PB7输出管脚，单片机 PWM输出信号drv_jiare_f作为风加热丝的电源部分驱动信号，连接至单片机Ul的PG3输出管脚。单片机控制部分的上拉电路R3，R4是用来保证来自传感器输入信号至单片机Ul 的PDO输入管脚的稳定性。单片机Ul采用AI~megaU8-16AC，由Y1，(^9，C30连接成的电路为单片机Ul提供系统时钟，由C27，a8连接成的电路为单片机Ul的工作电源提供滤波，防止外界干扰而导致工作电源不稳定。电源电路部分包括水泵电源驱动电路、气泵电源驱动电路、风加热丝电源驱动电路，水加热管电源驱动电路。水泵电源驱动电路包括水泵电源插座P1、水泵电源PWM驱动信号drv_shuibeng、场效应管Q8、R29、R30、R31、C6、VCC_12V和接地，其中R29、R30为场效应管Q8的驱动电阻， R3UC6为防止水泵电机工作时的瞬间尖峰电压烧坏场效应管Q8的保护电路。当驱动信号 drv_shuibeng为高电平时，场效应管Q8导通，12V直流电源加载在水泵电源插座Pl上，水泵开始工作；当驱动信号dnshuibeng为低电平时，场效应管Q8截止，水泵电源插座Pl断开，水泵停止工作。因此可以通过改变驱动信号drv_shuibeng的PWM占空比来调节水泵的工作的有效电压，从而实现水量的调节功能。气泵电源驱动电路包括气泵电源插座P2、气泵电源PWM驱动信号drv_qibeng、光电双向可控硅0T1、R33、R34、R36、双向晶闸管Q9、220V交流正极Vline和负极VNagetive，、 其中R33、R36为双向晶闸管Q9的驱动电阻。当驱动信号drv_qibeng为高电平时，光电双向可控硅OTl导通，从而双向晶闸管Q9导通，220V交流电源加载在气泵电源插座P2上，气泵开始工作；当驱动信号drv_qibeng为低电平时，光电双向可控硅OTl断开，从而双向晶闸管Q9截止，气泵电源插座P2断开，气泵停止工作。因此可以通过改变驱动信号drv_qibeng 的PWM占空比来调节气泵的工作的有效电压，从而实现风量的调节功能。风加热丝电源驱动电路包括水泵电源插座P3、风加热丝电源PWM驱动信号drv_ jiare_f、场效应管Q10、R32、R38、VCC_12V和接地，其中R32、R38为场效应管QlO的驱动电阻。当驱动信号drv_jiare_f为高电平时，场效应管QlO导通，12V直流电源加载在风加热丝电源插座P3上，风加热丝开始工作；当驱动信号drv_jiare_f为低电平时，场效应管QlO 截止，水泵电源插座P3断开，水泵停止工作。因此可以通过改变驱动信号drV_jiare_f的 PWM占空比来调节风加热丝的工作的有效电压，从而实现风温的调节功能。水加热管电源驱动电路包括水加热管电源插座P4、气泵电源PWM驱动信号drv_ jiare_shui、光电双向可控硅0T2、R37、R39、R103、双向晶闸管Q11、220V交流正极Vline和负极VNagetive，、其中R37、R103为双向晶闸管Qll的驱动电阻。当驱动信号drv_jiare_ shui为高电平时，光电双向可控硅0T2导通，从而双向晶闸管Qll导通，220V交流电源加载在气泵电源插座P4上，水加热管开始工作；当驱动信号drv_jiare_Shui为低电平时，光电双向可控硅0T2断开，从而双向晶闸管Qll截止，水加热管电源插座P4断开，水加热管停止工作。因此可以通过改变驱动信号drV_jiare_shui的PWM占空比来调节水加热管的工作的有效电压，从而实现水温的调节功能。执行部件包括气泵、水泵、风加热丝、水加热管和连接线路。水泵正极连接至水泵电源驱动电路的执行部件电源插座Pi的1脚，负极连接至水泵电源驱动电路的执行部件电源插座Pl的2脚。气泵正极连接至气泵电源驱动电路的执行部件电源插座P2的1脚，负极连接至气泵电源驱动电路的执行部件电源插座P2的2脚。风加热丝正极连接至风加热丝电源驱动电路的执行部件电源插座P3的1脚，负极连接至风加热丝电源驱动电路的执行部件电源插座P3的2脚。水加热管正极连接至水加热管电源驱动电路的执行部件电源插座P4的1脚，负极连接至水加热管电源驱动电路的执行部件电源插座P4的2脚。单片机Ul首先完成初始化，其主要目的是完成输入输出管脚、定时器的配置，设置PB5、PB6、PB7、PG3为输出管脚。当用户需要调节水温时，启动水加热管PWM控制程序；当用户需要调节风温时，启动风加热丝PWM控制程序；当用户需要调节水量时，启动水泵PWM 控制程序；当用户需要调节水量时，启动气泵PWM控制程序。
权利要求
1.一种使用PWM波调节的控制装置，其特征是所述装置结构由单片机控制部分、电源电路部分、气泵、水泵、风加热丝、水加热管、单片机控制部分和电源电路部分的连接线、电源电路部分和执行部件的连接线组成；单片机控制部分的四路PWM信号线连接至电源电路部分，电源电路部分的12V直流和220V的交流电源插座连接至气泵、水泵、风加热丝、水加热管的电源线。
2.根据权利要求书1所述的一种使用PWM波调节的控制装置，其特征是，单片机控制部分包括单片机U1、单片机四路PWM输出信号drv_shuibeng、drv_qibeng、drv_jiare_ shui、drv_jiare_f、单片机Ul晶振电路Y1、C29、C30，单片机Ul电源滤波电路C27、C28、电源VCC_5V和接地，上述四路PWM输出信号分别连接至单片机Ul的PB5、PB6、PB7、PG3输出管脚。
3.根据权利要求书1所述的一种使用PWM波调节的控制装置，其特征是，电源电路部分包括水泵电源驱动电路、气泵电源驱动电路、风加热丝电源驱动电路，水加热管电源驱动电路。
4.根据权利要求书1所述的一种使用PWM波调节的控制装置，其特征是，水泵电源驱动电路包括水泵电源插座Pl、水泵电源PWM驱动信号drv_shuibeng、场效应管Q8、I^9、R30、 R31、C6、VCC_12V和接地，其中R29、R30为场效应管Q8的驱动电阻，R3UC6为防止水泵电机工作时的瞬间尖峰电压烧坏场效应管Q8的保护电路。
5.根据权利要求书1所述的一种使用PWM波调节的控制装置，其特征是，气泵电源驱动电路包括气泵电源插座P2、气泵电源PWM驱动信号drv_qibeng、光电双向可控硅0T1、 R33、R34、R36、双向晶闸管Q9、220V交流正极Vline和负极VNagetive，其中R33、R36为双向晶闸管Q9的驱动电阻。
6.根据权利要求书1所述的一种使用PWM波调节的控制装置，其特征是，风加热丝电源驱动电路包括水泵电源插座P3、风加热丝电源PWM驱动信号drV_jiare_f、场效应管Q10、 R32、R38、VCC_12V和接地，其中R32、R38为场效应管QlO的驱动电阻。
7.根据权利要求书1所述的一种使用PWM波调节的控制装置，其特征是，水加热管电源驱动电路包括水加热管电源插座P4、气泵电源PWM驱动信号drv_j iare_Shui、光电双向可控硅0T2、R37、R39、R103、双向晶闸管Q11、220V交流正极Vline和负极VNagetive，其中 R37、R103为双向晶闸管Qll的驱动电阻。
8.根据权利要求书1所述的一种使用PWM波调节的控制装置，其特征是，执行部件包括气泵、水泵、风加热丝、水加热管和连接线路；水泵正极连接至水泵电源驱动电路的执行部件电源插座Pl的1脚，负极连接至水泵电源驱动电路的执行部件电源插座Pl的2脚；气泵正极连接至气泵电源驱动电路的执行部件电源插座P2的1脚，负极连接至气泵电源驱动电路的执行部件电源插座P2的2脚；风加热丝正极连接至风加热丝电源驱动电路的执行部件电源插座P3的1脚，负极连接至风加热丝电源驱动电路的执行部件电源插座P3的2脚；水加热管正极连接至水加热管电源驱动电路的执行部件电源插座P4的1脚，负极连接至水加热管电源驱动电路的执行部件电源插座P4的2脚。
全文摘要
一种使用PWM波调节的控制装置，由单片机控制部分、电源电路部分和执行部件，其结构由单片机控制部分、电源电路部分、气泵、水泵、风加热丝、水加热管、单片机控制部分和电源电路部分的连接线、电源电路部分和执行部件的连接线组成。单片机控制部分的四路PWM信号线连接至电源电路部分，电源电路部分的12V直流和220V的交流电源插座连接至气泵、水泵、风加热丝、水加热管的电源线。该装置能针对胖瘦不同、身高不同，病患程度不同，性别不同等类型的病患者个人的实际要求进行水温、水量、风温、风量的调节，有效的提高了病患者的舒适度和装置的冲洗烘干效果。
文档编号G05B19/042GK102354136SQ20111021313
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者刘兴, 周祖茗, 孙一鸣, 张华 , 张超, 彭向东, 汪韩韩, 王艳庆 申请人:南昌大学