一种花洒的制作方法

本发明涉及生活用品技术领域，具体涉及一种花洒。

背景技术：

随着生活水平的提高，人们对家居生活必需品的要求也在不断提高，越来越多生活用品中加入智能化的功能以满足人们对生活用品的个性化需求。市场上传统的花洒显然满足不了人们的需求，为提高沐浴质量，部分传统花洒的基础上加入了温度、流量检测的功能，方便用户在沐浴的同时获得实时检测的温度，从而调整水流或温度，以达到最舒适状态。目前，市场上有一些安装有led的花洒，这些led花洒大多通过外接电源或内置的电池供电，使用过程中存在安全隐患，且这类设备不具备流量功能，不利于节能环保。

申请公布号为cn102698898a(申请号为201210185033.9)的中国发明专利申请《一种灯光反馈流量的花洒》，其中公开的花洒在水腔内设置叶轮，水流进入出水腔进而冲击叶轮使其转动，叶轮转动以使发电电路发电，同时根据叶轮的转速来获取流量数据。一方面，叶轮的转速与水流速度相关，但是与流量之间的关系不稳定。另一方面，叶轮在运动过程中存在惯性，也会影响到流量的正确显示。此外该花洒在水流停止的情况下无法发电，相应在停水后因为断电，内存中的数据会丢失，用户重新打开花洒后，则无法显示关水前的流量，相应无法获知洗浴过程中总的流量数据，影响用户体验。

授权公告号为cn204422567u(申请号为201520166001.3)的中国实用新型专利《一种水道流速检测装置》，其中公开的流速检测装置将水道内物料的流速转换为电流的频率变化，进而通过测频电路测量频率，进一步计算出流速。采用电流的方式获取脉冲信号在低成本实现方案中只能在回路上串联电阻，然后将采集的电流信号通过一定的元器件转化为脉冲信号。这一过程中涉及了电流-电压的转化，根据欧姆定律，则需要在回路中串联电阻，而这对于自发电的设备而言非常不合适，发电机的输出能量非常宝贵，应当尽量避免不必要的浪费。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种中途短时间关掉水龙头，再次打开时还能观察到水龙头关掉前的数据的花洒。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种花洒，包括花洒本体，安装在所述花洒本体的水道内的发电机、控制电路板以及嵌设在所述花洒本体内且与控制电路板相连接的显示屏，其特征在于：所述控制电路板包括控制器、供电电路、流量检测电路，所述供电电路分别与所述发电机、控制器相连接以将发电机产生的电能供给控制器，流量检测电路分别与所述供电电路、控制器相连接以获取发电机转动的频率信号、电压信号并传送至控制器内，所述供电电路包括储能电路以存储发电机产生的电能。

为了获得稳定的直流电信号，所述供电电路还包括整流滤波电路和低压差线性稳压器，所述整流滤波电路分别与所述发电机的电能输出端、储能电路的输入端相连接，所述低压差线性稳压器分别与储能电路的输出端、控制器的电源输入端相连接。

为了保证获取流量数据的准确性，同时避免发电机发电能量的浪费，所述流量检测电路包括频率信号采集电路、电压信号采集电路，所述频率信号采集电路、电压信号采集电路均连接在所述供电电路的信号采集端和控制器的信号输入端之间。

所述频率信号采集电路包括一阶低通滤波电路和能将连续模拟信号转换为频率信号的三极管，为了避免水流的流向信号被供电电路中的整流滤波电路中的电容覆盖，所述一阶低通滤波电路的输入端连接在供电电路的整流滤波电路中滤波电路的前端，一阶低通滤波电路的输出端与三极管的基极相连接，三极管的发射极接地；

所述电压信号采集电路采用分压电路，分压电路的电压输入端与三极管的集电极相连接。

为了保证采集的电压信号满足控制器的adc转化的电压范围，所述分压电路上还并联连接有齐纳稳压二极管以对分压电路的输出电压进行钳位。

为了方便显示花洒出水温度，所述花洒本体的水道内还设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制器相连接。

所述控制器采用低功耗的mcu芯片。

所述储能电路采用超级电容。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该花洒可以通过储能电路对发电机产生的电能进行储存，则花洒在出水过程中，带动发电机叶轮转动发电，发电机中产生的交流电经过供电电路的处理后为控制器进行供电，控制器可以根据流量检测电路采集的信号计算出水流的流量，进而在显示屏上进行显示。在花洒的出水过程中，储能电路保持充电状态，水流停止后，则储能电路可以进行放电，储能电路中储存的电能可供控制器内的数据进行短时间的保存，使得使用者沐浴中途关掉花洒再次打开时还能查看关闭前的流量数据，避免出现了流量数据丢失的情况，方便用户获取洗浴过程中总的流量数据，优化了花洒的用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例中花洒的结构框图。

图2为本发明实施例中供电电路的电路图。

图3为本发明实施例中频率信号采集电路的电路图。

图4为本发明实施例中电压信号采集电路的电路图。

图5为本发明实施例中花洒的结构分解图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1和图5所示，本实施例中的花洒，包括花洒本体5、发电机1、温度传感器4、控制电路板2和显示屏3。

其中发电机1安装在花洒本体5的水道51内，当花洒开启后，水流流经花洒本体5的水道51，带动发电机1的叶轮进行转动发电。

控制电路板2包括控制器21、供电电路22和流量检测电路23。本实施例中的控制器21采用低功耗的mcu，该低功耗的mcu内置有bor、pdr、eeprom。

供电电路22分别与发电机1、控制器21相连接以将发电机1产生的电能供给控制器21，流量检测电路23分别与供电电路22、控制器21相连接以获取发电机转动的频率信号、电压信号并传送至控制器21内，控制器21根据其内存储的水流流量与发电机转动的频率数据、发电机输出的电压数据的关系计算出对应的水流流量数据。显示屏3嵌设在花洒本体5内，该显示屏3与控制器21相连接。进而控制器21计算获取的水流流量数据通过显示屏3进行显示。温度传感器4也安装在花洒本体5的水道51内，温度传感器4将检测的水的温度信号传送至控制器21，控制器21计算获取对应的温度数据，进而通过显示屏3进行显示。

如图2所示，本实施例中的供电电路22包括整流滤波电路221、储能电路220和低压差线性稳压器dz1。整流滤波电路221分别与发电机1的电能输出端、储能电路220的输入端相连接，本实施例中的整流滤波电路221则由桥式整流电路和电容串联连接构成。本实施例中的储能电路220则采用超级电容。低压差线性稳压器dz1分别与储能电路220的输出端、控制器21的电源输入端相连接。

花洒在出水过程中，带动发电机1叶轮转动发电，发电机1中产生的交流电经过供电电路22的处理后为控制器21进行供电，控制器21可以根据流量检测电路23采集的信号计算出水流的流量，进而在显示屏3上进行显示。在花洒的出水过程中，储能电路220保持充电状态，水流停止后，则储能电路220可以进行放电，储能电路220中储存的电能可供控制器21内的数据进行短时间的保存，使得使用者沐浴中途关掉花洒再次打开时还能查看关闭前的流量数据，优化了花洒的用户体验。

如图3和图4所示，流量检测电路23包括频率信号采集电路231、电压信号采集电路232，频率信号采集电路231、电压信号采集电路232均连接在发电机1的信号输出端和控制器21的信号输入端之间。

本实施例中的频率信号采集电路231包括一阶低通滤波电路2311和能将连续模拟信号转换为频率信号的三极管q2，该一阶低通滤波电路2311即为rc滤波电路，该一阶低通滤波电路2311的输入端连接在供电电路22的整流滤波电路221中滤波电路的前端，本实施例中，该一阶低通滤波电路2311的输入端的输入端即连接在整流滤波电路221中滤波电容的前端。一阶低通滤波电路2311的输出端与三极管q2的基极相连接，三极管q2的发射极接地。

为了保证获取的电压范围符合低功耗的控制器21的adc转换的电压范围，电压信号采集电路232采用分压电路，即采用两个电阻串联连接在三极管q2的集电极和地线之间，电压信号采集端在两个电阻的连接处引出，为了消除噪声对采样的电压信号的影响，在分压电阻上并联连接一个电容。同时为了对分压电路的输出电压进行钳位，在分压电阻上还并联连接有齐纳稳压二极管dz2。

控制器21内存储的水流流量与发电机转动的频率数据、发电机输出的电压数据的关系计算公式则通过实验获取。即通过高精度水表获取花洒本体(5)内水流的流速，同时通过分别将前述频率信号采集电路231的输出端、电压信号采集电路232的输出端连接示波器，通过示波器上显示的曲线对应读取前述频率信号采集电路231采集的频率信号以及前述电压信号采集电路232采集的电压数据。获取多组数据后，通过拟合算法拟合出水流流速与发电机转动的频率数据、发电机输出的电压数据的关系，进而通过水流流速乘以时间即获取到流量数据。

仅仅利用发电机转动的频率数据计算获取的流量数据，进行拟合后其方差仍有改进的空间，即单一的发电机转动的频率数据拟合对应流量的数据存在偏差。与实际水流情况对比，由于在水流在均匀流速的情况下，水流流量与发电机转动的频率呈现较好的线性关系。但是在水流流量较小的情况下，在水流流量值出现波动的时候，发电机转动的频率与水流流量之间的线性关系变差，引入的发电机输出的电压信号后，根据水流流量与发电机转动的频率数据、发电机输出的电压数据的关系计算公式计算获取的水流流量数据，经过拟合后，其方差变小，则说明引入发电机输出的电压信号作为水流流量的计算参数能够更好的表征水流的实时流量。