控制装置及热水器的制作方法

本实用新型涉及热水器技术领域，具体而言，涉及一种控制装置及热水器。

背景技术：

在日常生活中，家电设备的使用已经成为人们生活中不可或缺的一部分。某些领域的家电设备在某些应用场景下，用户对家电设备的控制不够方便快捷，操作体验感差。例如，用户在厨房洗菜或者用户在浴室洗漱时想要调节水温，但是热水器的调节开关位于厨房或者浴室外面；用户需要走出厨房或浴室外面调节热水器的温度调节旋钮才能对热水器的温度进行调节，非常的不方便，用户的体验感差。

为了解决这个问题，现有技术一般是通过无线遥控器或者基于WIFI的用户终端(手机)进行远程遥控以调节水温。人们在用水过程中，手一般是湿的，继而打湿无线遥控器和用户终端(手机)，容易损坏无线遥控器和用户终端。并且，用水点往往是多个，无线遥控器和用户终端又都是额外的设备，不利于随时获取。因而，通过无线遥控器和用户终端也不方便，用户的体验感也差。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种控制装置及热水器，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种控制装置，应用于热水器，所述热水器包括水温调节器，所述控制装置包括：

检测所述热水器的进水流量，并将反映所述进水流量的流量信号输出的水流量传感器；

接收所述流量信号，对所述流量信号进行整形获得能反映热水器进水次数的脉冲信号，并将所述脉冲信号输出的信号处理电路；及

根据所述脉冲信号控制所述水温调节器调节水温的控制器；

所述水流量传感器连接于所述热水器的进水管路上，所述信号处理电路和所述控制器设置于所述热水器内，所述信号处理电路分别与所述水流量传感器和所述控制器电性连接，所述控制器与所述水温调节器电性连接。

进一步地，所述水流量传感器为霍尔水流量传感器，所述霍尔水流量传感器的脉冲信号输出端与所述信号处理电路的输入端相连。

进一步地，所述信号处理电路包括可重复触发单稳态触发器，所述可重复触发单稳态触发器的负边沿输入端或正边沿触发输入端与所述水流量传感器的脉冲信号输出端电性连接，低电平输出端或高电平输出端与所述控制器电性连接。

进一步地，所述信号处理电路包括可重复触发单稳态触发器，所述可重复触发单稳态触发器的负边沿输入端与所述水流量传感器的脉冲信号输出端电性连接，低电平输出端与所述控制器电性连接。

进一步地，所述控制装置还包括语音播报装置，所述语音播报装置与所述控制器电性连接。

进一步地，所述控制装置还包括报警器，所述报警器与所述控制器电性连接。

进一步地，所述报警器为蜂鸣器或LED灯。

进一步地，所述控制装置还包括电源转换器与过流过压保护电路，所述电源转换器、所述过流过压保护电路以及所述控制器依次电性连接，所述电源转换器用于外接市电。

进一步地，所述控制装置还包括太阳能电池板与蓄电池，所述太阳能电池板、所述蓄电池以及所述控制器依次电性连接。

一种热水器，所述热水器包括上述的控制装置。

本实用新型提供的控制装置，包括连接于热水器进水管路上的水流量传感器、设置于热水器内的信号处理电路和控制器。基于该硬件架构，在实施时只需进行简单的功能扩展，用户便可在用水过程中，通过开、关远端用水点的水龙头，使流过热水器进水口的水流通、断，水流量传感器获得水流的流量信号，所述流量信号经信号处理电路整形成能反映热水器进水次数的脉冲信号，控制器根据所述脉冲信号控制水温调节器调节水温。从整个控制过程来看，本实用新型提供的控制装置使得用户可以通过用水点的水龙头进行调整水温，方便快捷，用户的体验感高。

本实用新型提供的热水器，包括上述的控制装置，因而具有类似的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种控制装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种控制装置的电路连接图。

图3为图2中的水流量传感器和信号处理电路输出的波形示意图。

图4为本实用新型实施例提供的另一种控制装置的结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的一种电源转换器和过流过压保护电路的电路连接图。

图标：1-控制装置；10-水流量传感器；20-信号处理电路；30-控制器；40-语音播报装置；50-报警器；60-电源转换器；70-过流过压保护电路；80-太阳能电池板；90-蓄电池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参阅图1，本实用新型实施例提供一种控制装置1，应用于热水器，所述热水器包括水温调节器。所述控制装置1包括水流量传感器10、信号处理电路20和控制器30。

水流量传感器10连接于热水器的进水管路上，与所述信号处理电路20电性连接。水流量传感器10是将水流信号转换为电信号的元件，用于检测所述热水器的进水流量，并将反映所述进水流量的流量信号输出。可选地，在本实施例中，水流量传感器10为霍尔水流量传感器10。所述流量信号则是霍尔水流量传感器10输出的脉冲信号。所述霍尔水流量传感器10的脉冲信号输出端与所述信号处理电路20的输入端相连。霍尔水流传感器根据水流流量的大小输出频率不同的脉冲，水流量越大，脉冲的频率越高，脉冲的周期越小。当霍尔水流传感器没有水流流过时，则保持高电平或低电平输出。市面上霍尔水流传感器的型号有很多，用于本市实施例的霍尔水流传感器的型号可以是，但不限于，SEN-HZ21WA。

所述信号处理电路20设置于所述热水器内，分别与所述水流量传感器10和所述控制器30电性连接。信号处理电路20是能进行信号处理的元件，用于接收所述流量信号，对所述流量信号进行整形获得能反映热水器进水次数的脉冲信号，并将所述脉冲信号输出。可选地，在本实施例中，信号处理电路20包括可重复触发单稳态触发器。可重复触发单稳态触发器在暂稳态期间响应接收到的新触发信号，电路重新被触发，使暂稳态延续。具体地，当两个相连触发脉冲的间隔时间小于暂稳态持续时间时，暂稳态将被延续，直到电路经过暂稳态持续时间而没有接收到新的触发脉冲时，电路才返回稳态。因而，可以使可重复触发单稳态触发器的暂稳态持续时间大于霍尔水流传感器输出的脉冲的最大周期，即保证在每一次开水龙头时，可重复触发单稳态触发器能将霍尔水流传感器输出的多个脉冲整形为一个。霍尔水流传感器输出的脉冲的最大周期一般是毫秒级的，而使用者开关水龙头的时间是大于0.1秒的，从而控制器30能根据可重复触发单稳态触发器输出的脉冲信号对水龙头的开关次数计数。市面上可重复触发单稳态触发器的型号有很多，用于本市实施例的可重复触发单稳态触发器的型号可以是，但不限于，74HC123。

控制器30设置于所述热水器内，分别与所述信号处理电路20和所述水温调节器电性连接。控制器30用于根据所述脉冲信号控制所述水温调节器调节水温。可选地，在本实施例中，控制器30是单片机。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。市面上单片机的型号有很多，用于本市实施例的单片机的型号可以是，但不限于，STC15F260S2。STC15F260S2单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块，可称得上一个片上系统(SOC)。STC15F260S2单片机包括中央处理器、程序存储器、数据存储器、数据FLASH存储器、定时/计数器、I/O接口、通用异步串行通信接口、中断系统、SPI接口、高速A/D转换模块、PWM或捕获/比较单元、看门狗电路、电源监控和片内RC振荡器等模块。

所述水温调节器是现有热水器中调节水温的器件。例如，水温调节器可以包括设置于进气管的电磁阀、设置于进水管的电磁阀、与现有热水器的主控制器连接的步进电机、温度传感器等。

请参阅图2，图2为本实用新型实施例提供的一种控制装置1的电路连接图。水流量传感器10为霍尔水流量传感器10SEN-HZ21WA，信号处理电路20为可重复触发单稳态触发器74HC123，控制器30为单片机STC15F260S2。可选地，在本实施例中，霍尔水流量传感器10的脉冲信号输出端与可重复触发单稳态触发器的1引脚相连，则当霍尔水流量传感器10输出的脉冲由高电平向低电平跳转时，触发可重复触发单稳态触发器。1引脚为可重复触发单稳态触发器的负边沿输入端。显而易见，霍尔水流量传感器10的脉冲信号输出端还可以与可重复触发单稳态触发器的2脚相连，2引脚为可重复触发单稳态触发器的正边沿输入端，即使霍尔水流量传感器10输出的脉冲由低电平向高电平跳转时，触发可重复触发单稳态触发器。可选地，在本实施例中，可重复触发单稳态触发器的4引脚和控制器30连接，即低电平输出。4引脚为可重复触发单稳态触发器的低电平输出端。显而易见，可重复触发单稳态触发器的13引脚和控制器30连接，13引脚为可重复触发单稳态触发器的高电平输出端，即高电平输出。测试打开水龙头时，水流最小时，霍尔水流量传感器10输出脉冲周期，即为霍尔水流传感器输出的脉冲的最大周期，记为T_smax。使可重复触发单稳态触发器的暂稳态持续时间大于T_smax，则可以保证在每一次开水龙头时，可重复触发单稳态触发器能将霍尔水流传感器输出的多个脉冲整形为一个。T_smax一般是毫秒级的，而使用者开关水龙头的时间是大于0.1秒的。从而根据可重复触发单稳态触发器输出的脉冲信号对水龙头的开关次数计数。

请参阅图3，图3为图2中的水流量传感器10和信号处理电路20输出的波形示意图。A为水流量传感器10输出的波形图，B为信号处理电路20输出的波形图。初始时，即0～t₁时刻，水龙头关闭时，热水器的进水口没有水流流动，霍尔水流量传感器10输出高电平，可重复触发单稳态触发器输出高电平。水龙头第一打开即t₁～t₂时刻，当霍尔水流量传感器10输出的脉冲由高电平向低电平跳转时即t₁时刻，触发可重复触发单稳态触发器，可重复触发单稳态触发器进入暂稳态输出低电平。由于可重复触发单稳态触发器的暂稳态持续时间大于霍尔水流量传感器10输出的脉冲的周期，因而可重复触发单稳态触发器在暂稳态期间响应接收到的新触发信号，电路重新被触发，使暂稳态延续，直到电路经过暂稳态持续时间而没有接收到新的触发脉冲时，电路才返回稳态输出高电平。t_2～t₃时刻，水龙头关闭，热水器的进水口没有水流流动，霍尔水流量传感器10输出高电平，可重复触发单稳态触发器t_21～t₃时刻输出高电平。因为暂稳态持续时间大于霍尔水流量传感器10输出脉冲的周期，因而t₂₁大于t₂。同理，当水龙头第二次打开时，即t₃～t₄时刻，霍尔水流量传感器10输出脉冲信号，触发可重复触发单稳态触发器，可重复触发单稳态触发器进入暂稳态输出低电平，直到电路经过暂稳态持续时间而没有接收到新的触发脉冲时，电路才返回稳态输出高电平。其中，t₃～t₄时刻的水流流量比t₁～t₂时刻的水流流量小。

从上可知，可重复触发单稳态触发器输出的脉冲的个数等于水龙头开关的次数。通过对单片机进行设置，使它计算可重复触发单稳态触发器在预定时间内输出的脉冲的个数，获得水龙头开关的次数，并依据水龙头开关的次数控制水温调节器调节水温。例如，在10秒钟内用户对水龙头进行了一次打开和关闭，则控制器30控制水温调节器执行对热水器的水温进行加温10摄氏度的操作。若在10秒钟内用户对水龙头进行了两次打开和关闭，则控制器30控制水温调节器执行对热水器的水温进行加温20摄氏度的操作。若在10秒钟内用户对水龙头进行了三次打开和关闭，则控制器30控制水温调节器执行对热水器的水温进行降温10摄氏度的操作。若在10秒钟内用户对水龙头进行了四次打开和关闭，则控制器30控制水温调节器执行对热水器的水温进行降温20摄氏度的操作等等，控制器30依据流量信号次数控制水温调节器执行对热水器的水温进行加温或者降温的操作。当然地，调节方式不仅仅限于上述的方式，在此仅仅是举例说明。

请参阅图4，可选地，在本实施例中，所述控制装置1还包括语音播报装置40，所述语音播报装置40与所述控制器30电性连接。语音播报装置40用于播报控制器30控制水温调节模块调节水温的控制指令。例如，当10秒钟内用户对水龙头进行了一次打开和关闭，则控制器30控制水温调节器执行对热水器的水温进行加温10摄氏度的操作，控制指令即为加温10摄氏度，则语音播报装置40会播报加温10摄氏度。语音播报装置40在控制器30的控制作用下还可以用于播报，加温后的水温和当前水温。热水器一般位于厨房或者浴室外面，不利于观看，采用语音播报装置40可以使用户在浴室洗漱时或者在厨房洗菜通过听的方式知道水温调节结果或者当前水温，更加方便，用户体验感更高。

可选地，在本实施例中，所述控制装置1还包括报警器50，所述报警器50与所述控制器30电性连接。当控制器30判断执行控制指令后，热水器的水温超出人体舒适温度范围时，控制器30控制报警器50进行报警。所述舒适温度可以是20摄氏度到40摄氏度。可选地，在本实施例中，所述报警器50为蜂鸣器或LED灯，只要能够达到报警效果即可，本实施例对此不做限制。采用报警器50能防止用户因误操作等被烫伤，保护了用户的安全。

可选地，在本实施例中，所述控制装置1还包括电源转换器60与过流过压保护电路70，所述电源转换器60、所述过流过压保护电路70以及所述控制器30依次电连接，所述电源转换器60用于外接市电。为了避免当外界市电产生的电流和电压过大时，经电源转换器60转换后仍然超过控制器30、水流量传感器10、信号处理电路20、语音播报装置40和报警器50的额定工作电压和额定工作电流，损坏控制器30、水流量传感器10、信号处理电路20、语音播报装置40和报警器50。因此在该家电设备控制装置1设置有过流过压保护电路70，当电源转换器60产生的电流和电压过大时，过流过压保护电路70自动断开，可保护控制器30、水流量传感器10、信号处理电路20、语音播报装置40和报警器50不被损坏。

请参阅图5，图5为电源转换器60与过流过压保护电路70的电路连接图。

可选地，在本实施例中，所述控制装置1还包括太阳能电池板80与蓄电池90，所述太阳能电池板80、所述蓄电池90以及所述控制器30依次电连接。在晴朗的天气时，太阳能电池板80可吸收太阳能，并将太阳能转化为电能，为蓄电池90充电，无需外接市电对控制装置1其他元件进行供电，节能环保，并且无需频繁的更换蓄电池90。

本实用新型还提供一种热水器，所述热水器包括上述的控制装置1。

本实用新型提供的控制装置1包括连接于热水器进水管路上的水流量传感器10、设置于热水器内的信号处理电路20和控制器30。基于该硬件架构，用户在用水过程中，通过开、关水龙头，使流过热水器进水口的水流通、断，水流量传感器10获得水流的流量信号，所述流量信号经信号处理电路20整形成能反映热水器进水次数的脉冲信号，控制器30根据所述脉冲信号控制水温调节器调节水温。从整个控制过程来看，本实用新型提供的控制装置1使得用户可以通过用水点的水龙头进行调整水温，方便快捷，用户的体验感高。此外，该控制装置1还包括语音播报装置40和报警器50，采用语音播报装置40可以使用户在浴室洗漱时或者在厨房洗菜通过听的方式知道水温调节结果或者当前水温，更加方便，用户体验感更高。采用报警器50能防止用户因误操作等被烫伤，保护了用户的安全。

本实用新型提供的热水器，包括上述的控制装置1，因而具有类似的有益效果。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电性连接。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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。