带有超级电容的控水器控制电路的制作方法

本实用新型涉控水器及其控制装置，属于控水器控制技术领域。

背景技术：

在学校、会馆等公共场所中需要使用水的环境中，为了节约水资源均使用控水器实现对用水的控制。该种情况下，为了节约电能，往往采用在不需要使用水的时间段对所有控水器断电的操作，为了保证在断电之后所有控水器均能保证处于关闭状态，进而避免出现由于控水器关闭不严而产生的漏水情况发生，现有技术中均采用“电池”作为控水器断电之后的工作电源，即：提供控制器断电之后控制阀门关闭的能量，进而保证控水器断电之后处于关闭状态。该种技术也是为了保证遇到突然停电的情况下，保证所有控水器均及时关闭。

而电池是有使用寿命的，为了避免由于电池能量较低、或者没有能量时导致控住器无法关闭的情况发生，需要及时的更换电池，进而增加了工作量，并且实际情况是经常存在由于没有及时更换电池导致的控水器在断电期间发生漏水情况，即：无法保证提前发现某个控住器中的电池能量不足以保证关闭控水器的情况，进而无法做到及时更换电池，也就无法保证在控水器断电之后及时关闭。

技术实现要素：

为了解决现有技术中，控水器采用电池实现在控水器断电之后控制控水器阀门关闭的方法存在的问题，本实用新型提出一种采用超级电容作为控水器掉电之后的供电电源，提供控制控水器关闭所用能量。

本实用新型所述的带有超级电容的控水器控制电路包括核心处理器、掉电检测及电源切换电路和超级电容，其中掉电检测及电源切换电路的掉电检测信号ADC_IN2发送给核心处理器，该核心处理器发送电源切换信号P_off给掉电检测及电源切换电路，该掉电检测及切换电路接收到该信号之后，切换电路用超级电容替换原供电电源。

本实用新型所述的带有超级电容的控水器控制电路，有效的解决了现有技术中采用电池存在的缺陷，具体优点有：1、无须更换，超级电容的使用寿命远远大于电池的使用寿命，几乎不用更换。2、避免环境污染。废旧电池无法降解，能够造成环境污染。采用超级电容替换电池，即：不使用电池，也就避免了由于电池造成的环境污染。3、有效保证控水器断电之后阀门的关闭。超级电容的充电速度很快，在控制器通电的时候自动存储能量，在控制器断电之后采用该能量实现控制控水器关闭，即：能够保证每次控水器断电之后其存储能量的一致性，进而有效保证能够控制控水器关闭，完全避免了电池使用时间长其能量下降导致无法控制控水器关闭的情况。4、采用掉电检测电路与切换控制电路配合，使得掉电瞬间的电源切换平稳，进而提高控水器的使用寿命。

本实用新型可应用于学校、会馆等公共场所的控水器。

附图说明

图1是控制器的电路原理框图。图2是具体实施方式一所述的一种掉电检测及电源切换电路的原理图。

具体实施方式

实施方式一、参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的带有超级电容的控水器控制电路包括：核心处理器、掉电检测及电源切换电路和超级电容，其中掉电检测及电源切换电路的掉电检测信号ADC_IN2发送给核心处理器，该核心处理器发送电源切换信号P_off给掉电检测及电源切换电路，该掉电检测及切换电路接收到该信号之后，切换电路用超级电容替换原供电电源。

所述核心处理器是整个控水器控制电路的最核心部件，通过核心处理器协调控水器各部分的工作，可以采用现有各种CPU实现。

本实施方式提供一种具体的掉电检测及电源切换电路的具体结构，参见图2，该掉电检测及电源切换电路包括光耦芯片G、三极管Q1、二极管D2和若干电阻，核心处理器发送的电源切换信号P_off经过限流电阻R2与光耦芯片G的二极管串联连接，该二极管的阴极连接供电电源地，该光耦芯片G的光敏三极管用于驱动三极管Q1的导通或截至，该三极管Q1的基极通过电阻R4与光敏三极管串联，该光敏三极管的发射极连接供电电源地，三极管Q1的集电极与供电电源正极连接，该三极管Q1的发射极与超级电容的正极连接，该超级电容与供电电源共地，该超级电容的正极与二极管D2的阴极连接，该二极管D2的阳极通过充电限流电阻R5与供电电源的正极连接，该二极管D2的阳极还通过两个分压电阻RA3、RA4与供电电源地连接，所述两个分压电阻RA3、RA4的中间为掉电检测信号ADC_IN2的采样处。

所述超级电容可以是单独的一个电容器，也可以是有多个超级电容串联过并联连接组成的电容器组。图2中给出的就是由两个超级电源串联组成的电容器组。具体应用时，根据控水器控制电路所需要的工作电压和所需工作能量来设计该电容器组的具体结构。

上述电掉电检测及电源切换电路的结构中，是在电源切换信号P_off为低电平时，实现切换超级电容替换原有供电电源的功能，即：当该电源切换信号P_off由于断电而消失时，也能保证实现切换超级电容替换原有供电电源的功能。即：在原供电电源电压偏低以及断电两种情况下，均能够实现有效的切换超级电容替换原有供电电源的功能，具体过程为：

在控水器控制电路正常工作状态下，由供电电源供电，此时，该供电电源通过充电限流电阻R5和二极管D2给超级电容充电，所述的二极管D2用于控制电流的流向，避免供电电源电压降低时超级电容反向给供电电源充电，而损坏供电电源，起到保护供电电源的功能。此时，电源切换信号P_off为高电平，即：光耦芯片G为导通状态，由于供电电源的电压高于超级电容的电压，因此三极管Q1处于截至状态，整个控水器控制电路有供电电源供电。

当控水器控制电路的供电电源的电压偏低时，即掉电检测信号ADC_IN2低于设定值时，核心处理器发出电源切换信号P_off为低电平，此时光耦芯片G断开，控制三极管Q1导通，此时给控水器控制电路供电的电源就切换为超级电容，该超级电容中存储的电能足够控制阀门从开启状态转换到关闭状态，进而实现在掉电时阀门的关闭控制。

当控水器控制电路的供电电源断电时，电源切换信号P_off消失，与其为低电平时效果相同，三极管Q1导通，此时给控水器控制电路供电的电源就切换为超级电容，该超级电容中存储的电能足够控制阀门从开启状态转换到关闭状态，进而实现在掉电时阀门的关闭控制。

另外，现有的很多核心处理器均具备掉电检测功能，当电源电压下降到设定值时，自动产生中断报警，此时，也会控制电源切换信号P_off触发超级电容的切换。

实施方式二、参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的带有超级电容的控水器控制电路还包括：阀门驱动电路，该阀门驱动电路用于驱动阀门电机转动，进而控制阀门的开启或关闭，所述阀门驱动电路采用H桥驱动电路。

实施方式三、参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的带有超级电容的控水器控制电路还包括：显示模块、时钟模块和数据存储电路，显示模块用于在核心处理器的控制下显示信息，时钟模块为所述核心处理模块提供时间信息，数据存储模块用于在核心处理器的控制下存储数据，还用于供核心处理器读取锁存储的数据。

本实施方式增加了显示功能、时间信息功能和数据存储功能，能够存储控水器的使用情况。

实施方式四、参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的带有超级电容的控水器控制电路还包括通讯接口，该通信接口与核心处理器连接，用于实现该核心处理器与外部的数据交互。

本实施方式提供了通信接口，便于控水器与外部的数据交互，可以实现远程控制或者数据传输。该通信接口可以采用现有的任意一种串行通信接口，还可以采用无线通信方式。

实施方式五、参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的带有超级电容的控水器控制电路还包括读写卡模块，该读写卡模块用于在核心处理器的控制下读取外部卡片信息，还用于往外部卡片内写数据。

本实施方式增加了读写卡模块，适用于使用卡片控制控水器的场所。

实施方式六、参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的带有超级电容的控水器控制电路还包括红外接口，该红外接口与核心处理器连接，用于实现核心处理器与外部通过红外方式实现无线数据交互。

本实施方式所述的控水器控制电路增加了与外部通过红外方式实现无线数据交互的功能。

实施方式七、参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的带有超级电容的控水器控制电路还包括水表检测电路，该水表检测电路用于检测控水器控制电路连接的水表的流量信息，并将该流量信息发送给核心处理器。

本实施方式增加了核心处理器对水表的检测功能，该控水器控制电路适用于需要对流量进行监测的场所，核心处理器可以根据检测获得的流量信息进行计费。

实施方式八、参见图1说明本实施方式，本实施方式所述的带有超级电容的控水器控制电路还电源，该电源包括电池组和直流稳压转换电路，该直流稳压转换电路将电池组输出的直流电压转换成控水器控制电路内部所需要的直流电源，并提供给相应电子元器件。

所述直流稳压转换电路就是根据控水器控制电路内部元器件对电源的需求，将电池的输出电压转换成相应的电压，然后提供给相应的元器件。