專利名稱：太陽能無線自動上水儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽淋浴器水箱的自動上水裝置。
技術(shù)背景現(xiàn)有的太陽淋浴器的上水裝置主要是通過安裝于用戶浴室內(nèi)的水位控制裝置的水位探頭導(dǎo)線與安裝在用戶樓頂?shù)奶柫茉∑魉鋬?nèi)的水位探頭相連接，于是浴室內(nèi)的水位控制裝置可顯示水位、水溫、并進(jìn)行相關(guān)的控制和報(bào)警等。但是在實(shí)際安裝中，往往因太陽淋浴器與用戶的浴室相距較遠(yuǎn)，這就可能使水位探測導(dǎo)線的長度過長，有時(shí)長達(dá)50米以上，這給裝置的安裝、維修、維護(hù)帶來極大的不便，并影響美觀。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，現(xiàn)提供一種太陽能無線自動上水儀，它由水位探頭與室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)組成。
設(shè)在太陽淋浴裝置一側(cè)的室外機(jī)上設(shè)有發(fā)射頭，其天線與機(jī)箱內(nèi)的水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分、后級供電控制部分，編碼發(fā)射部分通過導(dǎo)線相連接。室外機(jī)由機(jī)箱上所設(shè)的太陽電池板陣列和蓄電池組供電；太陽電池板陣列和蓄電池組成電源，所采用的太陽電池板的型號為3V/1mA的太陽電池板6塊；蓄電池共設(shè)3個，其型號為3.6V/80mA。
白天通過太陽電池板陣列為蓄電池提供1mA的充電電流；晚上和陰雨天則由蓄電池供電。采用這種電源不存在因連綿陰雨而發(fā)生欠電的問題。其輸出電壓為+12V的直流電供室外機(jī)各部分使用。
設(shè)在浴室內(nèi)的室內(nèi)機(jī)上的接收頭的天線與機(jī)箱上的聲光顯示窗有關(guān)部件是通過導(dǎo)線相連接的，并設(shè)有上水的手動/自動開關(guān)和上水電磁閥。
通過設(shè)在太陽淋浴裝置一側(cè)的室外機(jī)上的天線發(fā)射水位編碼信號，被設(shè)在浴室內(nèi)的室內(nèi)機(jī)上的天線接收，即可啟動聲光提示水箱的水位狀態(tài)并自動上水。
下面對室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)的有關(guān)電路與設(shè)計(jì)原理作簡單闡述室外機(jī)機(jī)箱內(nèi)所裝的水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分主要由IC1、IC2、IC3、IC4四個集成塊組成，其中IC1選用CMOS4000系列的CD4070；IC2、IC3、IC4均選用CD4011。
IC1、IC2負(fù)責(zé)將水位探頭T0-T3變化的水位信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的高低電平變化的信號，IC3、IC4組成的單穩(wěn)陣列負(fù)責(zé)將水位變化的邏輯電平驛為后級短時(shí)編碼發(fā)射和后級電源控制信號。
后級供電控制部分是由型號為IN4148的二極管D1-D4和型號為A940的后級供電開關(guān)管VT2組成一個“與非門″電路，只要D1-D4任一路輸入為“0”時(shí)，那么后級供電開關(guān)管VT2導(dǎo)通為后級供電。
編碼發(fā)射部分是由型號為IN4148上的二極管D5-D8與型號為PT2262的編碼塊IC5、型號為C9018的發(fā)射管VT1組成。
集成塊IC1是一個兩輸入端四異或門電路，當(dāng)任一個異或門的兩個輸入端都為相同電位時(shí)，那么它的輸出為“0”，而任一個異或門的兩端輸入為不同電位時(shí)，那么它的輸出即為“1”。于是將IC1的各門輸入端分別與另一個門的輸入端串聯(lián)，并將連接部分引出作為水位探測線，即可在它的輸出端得到相應(yīng)的模擬水位變化的邏輯電平信號。
IC2為一反相器，在這里起電平轉(zhuǎn)換和隔離的作用。
工作時(shí)，當(dāng)水位探頭T0-T3檢測到相應(yīng)的水位發(fā)生變化時(shí)，經(jīng)IC1、IC2、轉(zhuǎn)換后使IC3、IC4組成的單穩(wěn)陣列相應(yīng)的輸入端置“0”，那么單穩(wěn)陣列的相應(yīng)輸出D1-D4、D5-D8則各有一路為“0”，這時(shí)，后級供電開關(guān)管VT2飽和導(dǎo)通，IC5得電，并被D5-D8編碼，同時(shí)由發(fā)射管VT1組成的發(fā)射電路得電，將水位變化的信號以無線電波方式向空間輻射，在2-5秒鐘后，單穩(wěn)恢復(fù)為常態(tài)，D1-D8被置“1”，此時(shí)后級供電開關(guān)管VT2截止，切斷后級電源，停止發(fā)射，并等待下一次數(shù)據(jù)發(fā)射。
室內(nèi)機(jī)由信號接收頭，信號還原、解碼與水位模擬顯示裝置，聲光報(bào)警與上水驅(qū)動電路和上水電磁閥等組成。
室內(nèi)機(jī)的接收部分是以型號為RS03，工作頻率為315MHz的接收頭，通過其天線將接收到的水位編碼信號還原為發(fā)射前的編碼串，并送至IC2解碼；解碼與模擬水位顯示部分主要由型號為CD4011的集成塊IC2、IC3、IC4和型號為IN4148的二極管D1-D10組成。當(dāng)IC1送來的編碼，被解碼后，IC3的A-D門之其中一門便被置“0”時(shí)，該置“0”位被二極管陣列D1-10轉(zhuǎn)換為模擬水位變化的電平，通過IC4驅(qū)動后點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管來模擬顯示水位，即在聲光顯窗上顯示。
由于D1-10類似于邏輯和電路，當(dāng)IC3的D門輸入為“0”時(shí)，那么IC4的D門輸出也為“0”，IC4的其它三個門不作相應(yīng)變化，這時(shí)只有一組發(fā)光二極管VD被點(diǎn)亮；當(dāng)IC3的C門輸入為“0”時(shí)，因?yàn)槎O管D10的作用，則IC4的C門、D門輸出都為“0”，此時(shí)有兩組發(fā)光二極管VD被點(diǎn)亮。
同理，IC3的B門輸入為“0”時(shí)，因?yàn)镈9、D10的作用，則IC4的B門、C門、D門都為“0”，那么便有三組發(fā)光二極管VD被點(diǎn)亮，這樣便可以根據(jù)IC2正確驛碼后的數(shù)據(jù)來模擬水箱水位變化的情況，即在聲光顯示窗上顯示高低不同的發(fā)光條，并由蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。
聲光報(bào)警與驅(qū)動的報(bào)警提示主要由IC5的A門、B門組成的單穩(wěn)延時(shí)電路組成。當(dāng)水位由中間兩段進(jìn)入最高或最低段時(shí)，單穩(wěn)進(jìn)入暫態(tài)，蜂鳴器BZ報(bào)警，3-5秒鐘后單穩(wěn)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，等待水位的下一次變化。
自動上水主要由開關(guān)管VT1、繼電器J、穩(wěn)壓二極管DZ組成。當(dāng)IC3的A門輸入為“0”時(shí)，水箱中的水已裝滿；則開關(guān)管VT1截止，繼電器J斷開，自動上水電磁閥由于繼電器雙開的作用與電源處于完全隔離的狀態(tài)；此時(shí)，只要IC3的D門輸入為“0”時(shí)，說明水箱內(nèi)欠水；而開關(guān)管VT1導(dǎo)通，繼電器J得電，電磁閥吸合上水，其中K為手動/自動開關(guān)。
閃光電路是當(dāng)水位降至IC3的D門輸入為“0”時(shí)，此時(shí)水箱內(nèi)的水位最低；IC5的C門構(gòu)成的閃光電路開始工作，同時(shí)IC5的A、B門組成的單穩(wěn)再次進(jìn)入暫態(tài)。蜂鳴器BZ作報(bào)警提示。
室內(nèi)機(jī)的電源是220V交流電，采用變壓器E和型號為IN4007的整流二極管D11-14和型號為7809的穩(wěn)壓塊IC6組成的變壓整流裝置，由變壓器E將電源降壓后經(jīng)整流二極管D11-14整流并由穩(wěn)壓塊IC6穩(wěn)壓得到+9V的直流電源作為供電電源。
太陽能無線自動上水儀使用時(shí)，室外機(jī)7由水位探頭10將檢測到的太陽淋浴器水箱11的水位發(fā)生變化后的信號送至機(jī)箱內(nèi)的水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分，再經(jīng)編碼后由發(fā)射頭9通過天線發(fā)射出去。室外機(jī)由太陽電池板陣列供電，電壓為+12V。
設(shè)在浴室墻上的室內(nèi)機(jī)5，由天線經(jīng)接收頭6將室外機(jī)發(fā)來的水位編碼信號接收下來，輸至機(jī)箱內(nèi)的信號還原、解碼部分進(jìn)行解碼，并由聲光顯示窗2顯示的發(fā)光條長短來表示水位的高度。若此時(shí)水位指示水箱11內(nèi)呈水滿狀態(tài)，即可開啟太陽淋浴器的放水閥放水，同時(shí)從聲光顯示窗2上看到發(fā)光條的高度逐漸降低，到水位降至水箱總?cè)萘考s1/4時(shí)，發(fā)光條的最下方的一個發(fā)光二極管開始閃爍，同時(shí)通過機(jī)箱一側(cè)的上水電磁閥接口上接的上水電磁閥吸合并自動供水，直到水箱內(nèi)呈水滿狀態(tài)，如此周而復(fù)始，依次操作，即可輕松地淋浴。
采用太陽能無線自動上水儀的有益效果是室外機(jī)完全靠太陽電池板來供電，使太陽淋浴器更充分地利用了“太陽能”，從而省去了過長的水位探測線，完全以無線的方式動態(tài)地傳輸太陽淋浴器水箱內(nèi)的水位；并具有自動上水和在欠水、滿水時(shí)作自動報(bào)警提示；也便于維護(hù)和維修。
太陽能無線自動上水儀內(nèi)裝有與市售的裝置相同的溫度顯示裝置，故不再闡述。


附圖1是太陽能無線自動上水儀的設(shè)置示意圖；附圖2是太陽能無線自動上水儀的室外機(jī)的原理方框圖；附圖3是太陽能無線自動上水儀的室外機(jī)的電路示意圖；附圖4是太陽能無線自動上水儀的室內(nèi)機(jī)的原理方框圖；附圖5是太陽能無線自動上水儀的室內(nèi)機(jī)的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖1，太陽能無線自動上水儀，它由水位探頭10和室內(nèi)機(jī)5與室外機(jī)7組成。
太陽淋浴裝置一側(cè)的室外機(jī)7上設(shè)有發(fā)射頭9，其天線與發(fā)射水位編碼信號和裝置用導(dǎo)線相連接；設(shè)在浴室內(nèi)的室內(nèi)機(jī)5上的接收頭6的天線與聲光顯示窗2是用導(dǎo)線相連接的，室內(nèi)機(jī)上設(shè)有手動/自動開關(guān)3、上水電磁閥接口4；室內(nèi)機(jī)采用220V交流電，經(jīng)機(jī)箱內(nèi)的變壓、整流裝置成為+9V供用。室外機(jī)7上設(shè)太陽電池板陣列8和蓄電池組，并用導(dǎo)線與置于機(jī)箱內(nèi)的水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分、后級供電控制部分、編碼發(fā)射部分相連接。
通過設(shè)在太陽淋浴裝置一側(cè)的室外機(jī)7上的發(fā)射頭9的天線發(fā)射水位編碼信號，被設(shè)在浴室內(nèi)的室內(nèi)機(jī)5上的接收頭6的天線接收，即可在聲光顯示窗2顯示，并通過手動/自動開關(guān)3自動或手動上水。
室外機(jī)7由太陽電池板陣列8和蓄電池組成電源并和置于機(jī)箱內(nèi)的水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分、后級供電控制部分、編碼發(fā)射部分用導(dǎo)線相連接。
太陽電池板陣列8和蓄電池組成電源是采用太陽電池板陣列，共設(shè)型號為3V/1mA的太陽電池板6塊，蓄電池共設(shè)3個，其型號為3.6V/88mA。其供電電壓是+12V。
白天通過太陽電池板陣列8為蓄電池提供1mA的充電電流；晚上和陰雨天則由蓄電池供電。采用這種電源不存在因連綿陰雨而發(fā)生欠電的問題。
參照附圖2、附圖3，室外機(jī)的電路、原理簡述水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分主要由IC1、IC2、IC3、IC4四個集成塊組成，其中IC1選用CMOS4000系列的CD4070；IC2、IC3、IC4均選用CD4011。
IC1、IC2負(fù)責(zé)將水位探頭T0-T3變化的水位信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的高低電平變化的信號，IC3、IC4組成的單穩(wěn)陣列負(fù)責(zé)將水位變化的邏輯電平驛為后級短時(shí)編碼發(fā)射和后級電源控制信號。
后級供電控制部分是由型號為IN4148上的二極管D1-D4和型號為A940的后級供電開關(guān)管VT2組成一個“與非門”電路，只要二極管D1-D4任一路輸入為“0”時(shí)，那么后級供電開關(guān)管VT2導(dǎo)通為后級供電。
編碼發(fā)射部分是由型號為IN4148上的二極管D5-D8與型號為PT2262的編碼塊IC5、型號為C9018的發(fā)射管VT1組成。
集成塊IC1是一個兩輸入端四異或門電路，當(dāng)任一個異或門的兩個輸入端都為相同電位時(shí)，那么它的輸出為“0”，而任一個異或門的兩端輸入為不同電位時(shí)，那么它的輸出即為“1”。于是將IC1的各門輸入端分別與另一個門的輸入端串聯(lián)，并將連接部分引出作為水位探測線，即可在它的輸出端得到相應(yīng)的模擬水位變化的邏輯電平信號。
IC2為一反相器，在這里起電平轉(zhuǎn)換和隔離的作用。
工作時(shí)，當(dāng)水位探頭10的T0-T3檢測到相應(yīng)的水位發(fā)生變化時(shí)，經(jīng)IC1、IC2、轉(zhuǎn)換后使IC3、IC4組成的單穩(wěn)陣列相應(yīng)的輸入端置“0”，那么單穩(wěn)陣列的相應(yīng)輸出D1-D4、D5-D8則各有一路為“0”，這時(shí)，后級供電開關(guān)管VT2飽和導(dǎo)通，IC5得電，并被D5-D8編碼，同時(shí)由發(fā)射管VT1組成的發(fā)射電路得電，將水位變化的信號以無線電波方式向空間輻射，在2-5秒鐘后，單穩(wěn)恢復(fù)為常態(tài)，D1-D8被置“1”，此時(shí)后級供電開關(guān)管VT2截止，切斷后級電源，停止發(fā)射，并等待下一次數(shù)據(jù)發(fā)射。
參照附圖4、附圖5，室內(nèi)機(jī)的電路、原理簡述室內(nèi)機(jī)5由型號為RS03，工作頻率為315MHz的信號接收頭6和設(shè)于機(jī)箱內(nèi)的信號還原、解碼與水位模擬顯示裝置用導(dǎo)線相連接；通過聲光顯示窗2與上水驅(qū)動電路和通過接口4上設(shè)置的上水電磁閥等組成自動上水控制系統(tǒng)。
室內(nèi)機(jī)5的接收部分是通過接收頭6的天線通過集成塊IC1將接收到的水位編碼信號還原為發(fā)射前的編碼串，并送至IC2解碼；解碼與模擬水位顯示部分主要由型號為CD4011的IC2、IC3、IC4和型號為IN4148上的二極管D1-D10組成，當(dāng)IC1送來的編碼，被解碼后，IC3的A-D門之其中一門便被置“0”時(shí)，該置“0”位被二極管陣列D1-10轉(zhuǎn)換為模擬水位變化的電平，通過IC4驅(qū)動后點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管來模擬顯示水位，并顯示在聲光顯示窗2上。
由于D1-10類似于邏輯和電路，當(dāng)IC3的D門輸入為“0”時(shí)，那么IC4的D門輸出也為“0”，IC4的其它三個門不作相應(yīng)變化，這時(shí)只有一組發(fā)光二極管VD被點(diǎn)亮；當(dāng)IC3的C門輸入為“0”時(shí)，因?yàn)槎O管D10的作用，則IC4的C門、D門輸出都為“8”，此時(shí)有兩組發(fā)光二極管VD被點(diǎn)亮。同理，IC3的B門輸入為“0”時(shí)，因?yàn)镈9、D10的作用，則IC4的B門、C門、D門都為“0”，那么便有三組發(fā)光二極管VD被點(diǎn)亮，這樣便可以根據(jù)IC2正確驛碼后的數(shù)據(jù)來模擬水箱水位變化的情況，即從聲光顯示窗2上出現(xiàn)高低不同的光條。
聲光報(bào)警與驅(qū)動的報(bào)警提示主要由IC5的A門、B門組成的單穩(wěn)延時(shí)電路組成。當(dāng)水位由中間兩段進(jìn)入最高或最低段時(shí)，單穩(wěn)進(jìn)入暫態(tài)，蜂鳴器BZ報(bào)警，3-5秒鐘后單穩(wěn)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，等待水位的下一次變化。
自動上水主要由開關(guān)管VT1、繼電器J、穩(wěn)壓二極管DZ組成。當(dāng)IC3的A門輸入為“0”時(shí)，水箱中的水已裝滿；則開關(guān)管VT1截止，繼電器J斷開，自動上水電磁閥由于繼電器雙開的作用與電源處于完全隔離的狀態(tài)；此時(shí)，只要IC3的D門輸入為“0”時(shí)，說明水箱內(nèi)欠水；而開關(guān)管VT1導(dǎo)通，繼電器J得電，上水電磁閥吸合上水，其中K為手動/自動開關(guān)。
閃光電路是當(dāng)水位降至IC3的D門輸入為“0”時(shí)，此時(shí)水箱內(nèi)的水位最低；IC5的C門構(gòu)成的閃光電路開始工作，同時(shí)IC5的A、B門組成的單穩(wěn)再次進(jìn)入暫態(tài)。蜂鳴器BZ作報(bào)警提示。
室內(nèi)機(jī)的電源是用220V交流電經(jīng)變壓器E，型號為IN4007的整流二極管D11-14和型號為7809的穩(wěn)壓塊IC6組成，由變壓器E將電源降壓后經(jīng)整流二極管D11-14整流并由穩(wěn)壓塊IC6穩(wěn)壓得到+9V的直流電源作為供電電源。
權(quán)利要求1.太陽能無線自動上水儀是由水位探頭、水位控制與自動上水裝置組成的，其特征在于太陽能無線自動上水儀是由可插入太陽淋浴器水箱的水位探頭(10)和室內(nèi)機(jī)(5)與室外機(jī)(7)組成；太陽淋浴器水箱(11)內(nèi)的水位探頭(10)通過導(dǎo)線與機(jī)箱內(nèi)的水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分相連接；太陽淋浴裝置一側(cè)的室外機(jī)(7)上設(shè)有發(fā)射頭(9)，其天線與發(fā)射水位編碼信號的裝置通過導(dǎo)線相連接；室外機(jī)(7)上設(shè)太陽電池板陣列(8)和蓄電池組，通過導(dǎo)線與機(jī)箱內(nèi)的水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分、后級供電控制部分、編碼發(fā)射部分相連接；室內(nèi)機(jī)(5)上的接收頭(6)的天線與聲光顯示窗(2)由導(dǎo)線相連接，室內(nèi)機(jī)上設(shè)有手動/自動開關(guān)(3)和上水電磁閥接口(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能無線自動上水儀，其特征在于太陽電池板陣列(8)是采用太陽電池板陣列，共設(shè)型號為3V/1mA的太陽電池板6塊，蓄電池共設(shè)3個，其型號為3.6V/80mA。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能無線自動上水儀，其特征在于室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的主要電器元件是水位檢測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分主要由IC1、IC2、IC3、IC4四個集成塊組成，其中IC1選用CMOS4000系列的CD4070；IC2、IC3、IC4均選用CD4011；后級供電控制部分是由型號為IN4148上的二極管D1-D4和后級供電開關(guān)管VT2組成一個“與非門”電路；編碼發(fā)射部分是由型號為IN4148上的二極管D5-D8與型號為PT2262的編碼塊IC5、型號為C9018的發(fā)射管VT1組成室內(nèi)機(jī)(5)由信號接收頭(6)和設(shè)于機(jī)箱內(nèi)的信號還原、解碼與作水位模擬顯示的聲光顯示窗(2)用導(dǎo)線相連接，又與上水驅(qū)動電路和通過電磁閥接口(4)相連接；室內(nèi)機(jī)(5)的接收部分是以型號為RS03，工作頻率為315MHz的接收頭(6)，并通過其天線與集成塊IC1與解碼裝置IC2用導(dǎo)線相連接；解碼與模擬水位顯示部分主要由型號為CD4011的集成塊IC2、IC3、IC4和型號為IN4148的二極管D1-D10組成；聲光顯示窗(2)的聲光報(bào)警主要由IC5的A門、B門組成的單穩(wěn)延時(shí)電路構(gòu)成；自動上水主要由開關(guān)管VT1、繼電器J、穩(wěn)壓二極管DZ組成；閃光電路是由IC3的D門和IC5的C門構(gòu)成的，采用蜂鳴器BZ作報(bào)警提示。室內(nèi)機(jī)(5)的電源是用220V交流電經(jīng)變壓器E，和型號為IN4007的整流二極管D11-14和型號為7809的穩(wěn)壓塊IC6組成供電電源。
專利摘要太陽能無線自動上水儀涉及一種太陽淋浴器水箱的自動上水裝置，它由水位探頭和室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)組成。設(shè)在太陽淋浴器水箱內(nèi)的水位探頭，用導(dǎo)線與設(shè)在太陽淋浴裝置一側(cè)的室外機(jī)上的天線發(fā)射水位編碼信號相連接，其發(fā)射的信號被設(shè)在浴室內(nèi)的室內(nèi)機(jī)上的天線接收，通過機(jī)箱內(nèi)的集成塊來啟動聲光提示和自動上水。采用太陽能無線自動上水儀的有益效果是室外機(jī)完全靠太陽電池板來供電，使太陽淋浴器更充分地利用了“太陽能”，從而省去了過長的水位探測導(dǎo)線，完全以無線的方式動態(tài)地傳輸太陽淋浴器水箱內(nèi)的水位，并具有自動上水和在欠水、滿水時(shí)作自動報(bào)警提示。采用太陽能無線自動上水儀后，淋浴器的外觀整齊、安裝、維護(hù)和維修方便。
文檔編號F24J2/42GK2804725SQ20052011558
公開日2006年8月9日 申請日期2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月29日
發(fā)明者孫健 申請人:孫健