專利名稱：一種變色水龍頭、花灑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水龍頭、沐浴花灑，具體是一種變色水龍頭、花灑。
背景技術(shù)：
目前，人們生活中常用的水龍頭、沐浴花灑，很多情況下因?yàn)槭褂谜卟?能很好的掌握水溫，往往容易造成爽傷或者著冷(特別是在冬天)，尤其是對(duì) 于老人、兒童和弱者，更容易出現(xiàn)上述問題，給沐洛者帶來諸多不便。
巿面上曾經(jīng)出現(xiàn)一些能通過數(shù)字顯示或鑲貼感溫變色元件而辨別水溫的 水龍頭或花灑。數(shù)字顯示水龍頭或花灑的花灑主要是在花灑內(nèi)鑲插數(shù)字顯示 的溫度探測(cè)儀，對(duì)于這種水龍頭或花灑，使用者還是無法用視覺直接辨別水 溫，對(duì)于老弱、兒童的使用者，其實(shí)用可靠性'不高。而通過鑲貼感溫變色元
件以顯示水溫的水龍頭或花灑，例如中國專利ZL200520056948. 5公開的一種 示溫水龍頭，它把感溫元件絲印、附貼或者直接鑲嵌在出水管上，感溫元件 隨著水溫的變化而產(chǎn)生顏色變化，使得操作者可從視覺上直接感知水流的溫 度。但是，這種結(jié)構(gòu)的水龍頭，其感溫元件容易剝離脫落， 一旦感溫元件剝 離脫落后就會(huì)導(dǎo)致感溫不準(zhǔn)確，直接影響產(chǎn)品的正常使用。
另外，中國專利ZL200420059600.7公開了一種水溫感應(yīng)式水龍頭發(fā)光裝 置，它通過在水龍頭內(nèi)裝設(shè)不同顏色的發(fā)光體，發(fā)光體根據(jù)感應(yīng)部對(duì)水溫的 檢測(cè)而顯示不同的顏色以告知使用者水溫，同.時(shí)，水龍頭內(nèi)通過微型水流發(fā) 電機(jī)發(fā)電已給發(fā)光體供電。但是，這種結(jié)構(gòu)的水龍頭單靠一些常規(guī)的簡單零 部件實(shí)現(xiàn)上述功能，往往這些零部件的精確度與靈敏度不佳，很容易降低溫 度顯示的可靠性，而且，在上述專利中，作為該技術(shù)方案的重要部件一一感 應(yīng)部與電路控制原理方面沒作公開， 一般技術(shù)人員很難重現(xiàn)該技術(shù)方案，使 得該產(chǎn)品的推廣應(yīng)用存在一定難度。發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能根據(jù)不同水溫使水流顯示不同顏色， 從而讓使用者通過視覺識(shí)別就可辨別水溫，方便實(shí)用，可靠性髙，靈敏準(zhǔn)確 的變色水龍頭、花灑。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種變色水龍頭、花灑，包括設(shè) 于水龍頭或花灑內(nèi)的水流發(fā)電機(jī)(M)、裝于水龍頭或花灑出水端的LED彩燈 及控制電路總成，其特征在于所述控制電路總成包括供電電路、微處理器 (U2)、水流檢測(cè)電路、水溫檢測(cè)電路及LED燈連接電路，其中
供電電路包括順次電連接的整流二極管(D2)及電壓調(diào)整器(Ul)，整 流二極管(D2 )的輸入端連接水流發(fā)電機(jī)(M)的電壓輸出端，整流二極管(D2 ) 的輸出端還外掛接有濾波電容(C4)與穩(wěn)壓管UD1)作為直流電輸出端，以 將水流發(fā)電機(jī)(M)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，該直流電輸出端還外掛接有 濾波電容(C2),使水流發(fā)電機(jī)(M)輸出端經(jīng)濾波變?yōu)槌跫?jí)電壓輸出端(VCC), 為LED彩燈供電，初級(jí)電壓輸出端(VCC)與電壓調(diào)整器(111)的輸入端連接， 初級(jí)電壓輸出端(VCC)與電壓調(diào)整器(Ul)的輸入端之間外掛接一濾波電容 (Cl),電壓調(diào)整器(Ul)的輸出端外接有濾波電容(C3),電壓調(diào)整器(U1) 的輸出端經(jīng)外掛接的濾波電容(C3)濾波后作為二級(jí)電壓輸出端(VDD);
微處理器(U2)為HT46系列單片機(jī)，HT46系列單片機(jī)的第i2引腳與二 級(jí)電壓輸出端(VDD)電連接；
水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路包括三極管(Q4〉和用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置， 三極管(Q4)的基極與二級(jí)電壓輸出端(VDD)電連接或者直接連接在檢測(cè)裝 置上，實(shí)現(xiàn)二級(jí)電壓輸出端(VDD)或者檢測(cè)裝置為三極管(Q4)的基極提供 偏置電壓，三極管(Q4)的集電極與二級(jí)電壓輸出端(VDD)及微處理器(U2) 的第7引腳(PB1/AN1)、第16引腳(PA6)電連接，三極管(Q4)的發(fā)射極 接地；
水溫檢測(cè)電路包括串聯(lián)連接的溫度傳感器(RT1)和分壓電阻(R1), 溫度傳感器(RT1)的輸入端與二級(jí)電壓輸出端(VDD)電連接，溫度傳感器 UT1)的輸出端與分壓電阻(Rl)的連接，溫度傳感器(RT1)與分壓電阻 Ul)的連接端并共同接入微處理器(U2)的第8引腳(PB0MN0);
LED燈連接電路為三組，對(duì)應(yīng)把LED彩燈分成三組，各組LED燈連接電路分別與HT46系列單片機(jī)的第2引腳(PA2)、第3引腳(PA1)、第4引腳(PAO)
電連接，每組電路包括數(shù)次連接的二極管、與二極管輸出端連接的三極管， 二極管的輸入端與微處理器(U2)的第2引腳(PA2)或第3引腳(PA1)或 第4引腳(PA0)連接，二極管的輸出端與三極管基極連接，三極管的集電極 與對(duì)應(yīng)的LED彩燈組的輸出端連接，三極管的發(fā)射極接地。
所述水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為水流發(fā)電機(jī) (M)，水流發(fā)電機(jī)(M)的交流電輸出端與三極管(Q4)的基極，水流發(fā)電機(jī) (M)輸出的交流電用于為三極管(Q4)的基極提供偏置電壓，使三極管(Q4) 導(dǎo)通。
所述水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為水壓檢測(cè)器 (SW2B)和微動(dòng)開關(guān)(SMA)，微動(dòng)開關(guān)(SWU)接入三極管(Q4)的基極與 二級(jí)電壓輸出端(VDD)之間的連接電路，該微動(dòng)開關(guān)(SW2A)為雙觸點(diǎn)離合 式開關(guān)，其中一個(gè)觸點(diǎn)與三極管(Q4)的基極電，另一觸電與三極管((H) 的集電極連接，水壓檢測(cè)器(SW2B)接入水流通道，水壓檢測(cè)器(SW2B)的 壓力閥連接在微動(dòng)開關(guān)(SW2A)的觸片上。
水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為水位檢測(cè)器(SWSK)，
水位檢測(cè)器(SWSK)上設(shè)有接入水流通道的兩塊電極片，其中一塊電極片與 三極管(Q4)的基極電連接，另一塊電極片與'三極管(Q4)的集電極連接， 當(dāng)有水流流經(jīng)兩塊電極片時(shí)，水流檢測(cè)器(SWSK)導(dǎo)通。
所述供電電路上連接有峰值電壓與初級(jí)電壓輸出端(VCC)等值的充電電 池(BT1)，充電電池(BT1)的一端接地，另一端接入供電電路上，接入供電 電路端位于水流發(fā)電機(jī)(M)的整流濾波輸出端與初級(jí)電壓輸出端(VCC)之 間。
所述供電電路上連接有可接收與初級(jí)電壓輸出端(VCC)等值電壓的電源 插頭(JK1 )。
所述微處理器(U2)連接有用于檢測(cè)初級(jí)電壓輸出端(VCC)電壓的弱電 檢測(cè)電路及弱電顯示電路，其中
弱電檢測(cè)電路包括電阻(R2)、電阻(R4A)及電阻(R4B)，電阻(R2) 的一端與初級(jí)電壓輸出端(VCC)電連接，電阻(R4A)與電阻(R4B)的一端 均接地，電阻U4A)與電阻(R4B)另一端與電阻(R2)的另一端連接，并
7且三電阻連接后共用接入微處理器(U2)的第6引腳(PB^AN2);
弱電顯示電路包括LED顯示燈(LED14), LED顯示燈(LEDl4)的輸入 端與微處理器(U2)的第l引腳(PA3/PFD)電連接，LED顯示燈(LED14)的 輸出端接地。
所述微處理器(U2)連接有復(fù)位電路，它包括并聯(lián)連接的整流電阻(R6) 與濾波電容(C8),并聯(lián)后整流電阻(R6)與濾波電容(C8)形成并聯(lián)組，并 聯(lián)組的一端與二級(jí)電壓輸出端(VDD)電連接，另一端與微處理器(U2)的第 11引腳(RES)連接，并聯(lián)組與微處理器(U2)連接的一端還順次外接有電阻 (R7)與電容(C9)，電阻(R7)與電容(C9)串聯(lián)連接，電阻(R7)接入整 流電阻(R6)與濾波電容(C8)形成并聯(lián)組，fe容(C9)的一端接地。
所述LED彩燈一端鑲嵌在水龍頭或花灑出水端的蓋板(GB)內(nèi)，另一端 外露在蓋板(GB)外，LED彩燈投射到水龍頭或花灑水柱部分的光與LED彩 燈中軸線的夾角不超過60度。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)的具有感溫效果的水龍頭、花灑比較，具有以下 優(yōu)點(diǎn)
(1) 在水龍頭或花灑內(nèi)設(shè)有以控制電路總成操控的LED彩燈，LED彩燈 可根據(jù)水流的溫度顯示不同的顏色，從而讓使用者通過視覺識(shí)別就可辨別水 溫，有效防止因水溫過高或偏低而造成使用者被燙傷或著冷的現(xiàn)象，方便實(shí) 用。
(2) 本實(shí)用新型所述的LED彩燈，其根據(jù)水溫顯示是通過單片機(jī)電路控 制，整體釆用HT46系列單片機(jī)控制，借助單片機(jī)的控制精確性與相應(yīng)電路的 配合，水流的水溫、水流檢測(cè)精確，靈敏度高，能準(zhǔn)確感應(yīng)并反應(yīng)水溫，大 大提高產(chǎn)品的實(shí)用可靠性。
圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的控制電路總成原理方框圖。 圖2為本實(shí)用新型的控制電路總成中，供電電路原理圖。 圖3為本實(shí)用新型的控制電路總成中，除供電電路以外的各電路部分原 理圖。圖4為本實(shí)用新型的控制電路總成中，微處理器U2原理圖。 圖5為本實(shí)用新型的控制電路總成中，微處理器的引腳圖。 圖6為本實(shí)用新型的控制電路總成中，水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路的另一種結(jié)構(gòu) 電路圖。
圖7為本實(shí)用新型的控制電路總成中，水壓檢測(cè)器和微動(dòng)開關(guān)的連接關(guān) 系圖。
圖8為本實(shí)用新型的控制電路總成中，水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路的第三種結(jié)構(gòu)
圖9為本實(shí)用新型的控制電路總成中，水位檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖10為本實(shí)用新型的LED彩燈在水龍頭或花灑出水端蓋板上的鑲嵌結(jié)構(gòu)圖。
圖11為本實(shí)用新型的LED彩燈在圓形出水端的水龍頭或花灑的位置布置圖。
圖12為本實(shí)用新型的LED彩燈在方形出水端的水龍頭或花灑的位置布置圖。
圖13為本實(shí)用新型的LED彩燈安裝在活動(dòng)花灑上的位置布置圖。 圖14為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例中，微處理器編程的流程框圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1至圖9所示，本實(shí)用新型的變色水龍頭、花灑，包括設(shè)于水龍 頭或花灑內(nèi)的水流發(fā)電機(jī)M、裝于水龍頭或花灑出水端的LED彩燈及控制電路 總成。水流發(fā)電機(jī)M可用水輪機(jī)帶動(dòng)微型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，使得轉(zhuǎn)子切割磁感 線，實(shí)現(xiàn)發(fā)電，微型發(fā)電機(jī)輸出的電能為LED彩燈及控制電路總成供電；本 實(shí)用新型的水流發(fā)電機(jī)M還可利用ZL200420059600. 7號(hào)專利所述的發(fā)電部結(jié) 構(gòu)得以實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能。期間，調(diào)整水流發(fā)電機(jī)M的參數(shù)，使其輸出的電壓6V 左右。本實(shí)用新型所述控制電路總成包括供電電路、微處理器U2、水流檢測(cè) 電路、水溫檢測(cè)電路及LED燈連接電路，其中
供電電路包括順次電連接的整流二極管P2及電壓調(diào)整器U1，整流二極 管D2的型號(hào)為IN5819，電壓調(diào)整器U1為HT71系列產(chǎn)品，具體可用HT7130,HT7133, HT7136, HT7144, HT7150等型號(hào)產(chǎn)品。整流二極管D2連接水流發(fā)電 機(jī)M的電壓輸出端，整流二極管D2的輸出端還外掛接有濾波電容C4與穩(wěn)壓 管ZD1作為直流電輸出端，外接的濾波電容C4與穩(wěn)壓管ZD1另一端接地，以 將水流發(fā)電機(jī)M輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，濾波電容C4的規(guī)格為 220Uf/16V，穩(wěn)壓管ZD1為6. 2V穩(wěn)壓管。該直流電輸出端還外掛接有濾波電 容C2，濾波電容C2的規(guī)格為220Uf/16V,使水流發(fā)電機(jī)M輸出端經(jīng)濾波變?yōu)?初級(jí)電壓輸出端VCC為6V電壓，可為LED彩燈的輸入端供電，在實(shí)際的電路 連接中，在穩(wěn)壓管ZD1與濾波電容C2之間可增設(shè)有開關(guān)SW1，以更好地控制 供電電路的通斷。初級(jí)電壓輸出端VCC與電壓調(diào)整器U1的輸入端連接，初級(jí) 電壓輸出端VCC與電壓調(diào)整器Ul的輸入端之間外掛接一濾波電容C1。電壓調(diào) 整器U1的輸出端外接有濾波電容C3，濾波電容C3的規(guī)格為220Uf/16V,電 壓調(diào)整器Ul的輸出端經(jīng)外掛接的濾波電容C3濾波后作為二級(jí)電壓輸出端 VDD， 二級(jí)電壓輸出端VDD的輸出電壓為3V。
微處理器U2為HT46系列單片機(jī)，用作本實(shí)用新型的HT46系列單片機(jī)可 為HT46R46、 HT46C46、 HT46R47及HT46C47等產(chǎn)品，其中本實(shí)用新型的最佳 實(shí)施例釆用HT46R47型號(hào)。HT46系列單片機(jī)的第12引腳與二級(jí)電壓輸出端 VDD電連接，接收供電電路的3V供電，在第12引腳輸入之前還可外接一個(gè)濾 波電容C6，以使輸入的電壓更穩(wěn)定；它的第13引腳0SC1可接入RC振蕩電路， RC振蕩電路的電容連接二級(jí)電壓輸出端VDD。該系列的單片機(jī)其原理圖與引 腳圖如4與圖5所示，而在圖3所示中，為適應(yīng)工業(yè)操作，微處理器U2的引 腳標(biāo)記部分與實(shí)際芯片不同，這只是方便電路的連接，在實(shí)際的連接擦作中， 搡作者應(yīng)結(jié)合圖5與圖3所示引腳進(jìn)行正確搡作。
水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路包括三極管Q4和用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置，三 極管Q4的基極與二級(jí)電壓輸出端VDD電連接或者直接連接在檢測(cè)裝置上，實(shí) 現(xiàn)二級(jí)電壓輸出端VDD或者檢測(cè)裝置為三極管Q4的基極提供偏置電壓，三極 管Q4的集電極與二級(jí)電壓輸出端VDD及微處理器U2的第7引腳PB1/AN1、第 16引腳PA6電連接，三極管Q4的發(fā)射極接地，其中，檢測(cè)裝置與三極管Q4 的基極之可增設(shè)有由電阻R12和電阻R14構(gòu)成的整形分壓電路，電阻R12取 值20K歐，電阻R14取值33K歐，以對(duì)為三極，Q4的基極提供偏置效果的電流實(shí)行整形分壓處理，同時(shí)，三極管Q4的集電極與二級(jí)電壓輸出端VDD之間 還可連接上并聯(lián)設(shè)置的分流電阻R9A、電阻R9B。在具體的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，上述 用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置可為以下三種形^:
所述用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為水流發(fā)電機(jī)M,水流發(fā)電機(jī)M的 交流電輸出端與三極管Q4的基極，水流發(fā)電機(jī)M輸出一定頻率的交流電用于 為三極管Q4的基極提供偏置電壓，使三極管Q4導(dǎo)通，該閥值頻率可根據(jù)電 器元件的取值確定，在本技術(shù)方案中，結(jié)合給出的個(gè)元器件取值，該閩值頻 率定為20HZ，如圖3所示。期間，整形電路可將水流發(fā)電機(jī)M輸出的交流信
號(hào)的正弦波轉(zhuǎn)為方波。當(dāng)水流的速度過低或者無水流時(shí)，水能發(fā)電產(chǎn)生的交 流正弦波信號(hào)的頻率低于20Hz或者無正弦波信號(hào)，三極管Q4處于微通狀態(tài) 或者截止?fàn)顟B(tài)，從集電極輸出的方波信號(hào)至微處理器U2的7腳和16腳，因 幅度太小或者無方波信號(hào)，微處理器U2工作f休眠狀態(tài)，當(dāng)水流發(fā)電機(jī)M的 轉(zhuǎn)葉的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)使交流電的頻率超過了 20Hz，這時(shí)三極管Q4處于導(dǎo)通狀態(tài)，此 時(shí)從集電極輸出的正弦波信號(hào)的幅度達(dá)到的CPU認(rèn)可的幅度，微處理器U2隨 即處于工作狀態(tài)。
② 所述用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為水壓檢測(cè)器SW2B和微動(dòng)開關(guān) SW2A,微動(dòng)開關(guān)SW2A接入三極管Q4的基極與二級(jí)電壓輸出端VDD之間的連 接電路，該微動(dòng)開關(guān)SW2A為雙觸點(diǎn)離合式開關(guān)，其中一個(gè)觸點(diǎn)與三極管Q4 的基極電，另一觸電與三極管Q4的集電極連接，水壓檢測(cè)器SW2B接入水流 通道，水壓檢測(cè)器SW2B的壓力閥連接在微動(dòng)開關(guān)SW2A的觸片上。如圖6和 圖7所示。在沒有水流情況下，水壓檢測(cè)器SW2B.的壓力閥不會(huì)對(duì)微動(dòng)開關(guān)SW2A 的觸片造成擠壓，微動(dòng)開關(guān)SW2A的觸片也就離開雙觸點(diǎn)，形成開路狀態(tài)。當(dāng) 水壓檢測(cè)器SW2B檢測(cè)到有水壓時(shí)，水的壓力使水壓檢測(cè)器SW2B內(nèi)部的壓力 閥向外頂出并觸動(dòng)微動(dòng)幵關(guān)SW2A導(dǎo)通。當(dāng)SW2A導(dǎo)通時(shí)電源通過電阻R12和 R14分壓后給三極管Q4的基極提供偏置電壓，二級(jí)電壓輸出端VDD為三極管 Q4的基極提供足夠的偏置電壓，三極管Q4導(dǎo)通，微處理器U2的7腳和16腳 得電，微處理器U2隨即處于工作狀態(tài)。
③ 所述用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為水位檢測(cè)器SWSK，水位檢測(cè)器 SWSK設(shè)有兩塊電極片作為感壓端接入水流通道，水位檢測(cè)器SWSK上的一塊電
ii極片與三極管Q4的基極電連接，另一電極片與三極管Q4的集電極連接。水 位檢測(cè)器SWSK內(nèi)部的兩塊電極片是用鍍金的軟性PCB構(gòu)成，PCB鍍金的兩片 銅片構(gòu)成水位檢測(cè)的兩個(gè)電極，如圖7和圖9所示。在無水流過水位檢測(cè)器 時(shí)，水位檢測(cè)器兩塊電極片間電阻無窮大，水偉檢測(cè)器SWSK不導(dǎo)通，微處理 器處于休眠狀態(tài)；當(dāng)有水流過水位檢測(cè)器時(shí)，水位檢測(cè)器的兩塊電極片間電阻 由無窮大變小，二級(jí)電壓輸出端VDD向三極管Q4提供了基極偏置，集電極由 高電平變?yōu)榈碗娖?，微處理器U2處于工作狀態(tài)。
水溫檢測(cè)電路包括串聯(lián)連接的溫度傳感器RT1和分壓電阻R1，溫度傳 感器RT1的輸入端與二級(jí)電壓輸出端VDD電連接，二級(jí)電壓輸出端VDD的輸 出電壓可先通過外接濾波電容C5濾波后才接入溫度傳感器RT1的輸入端；溫 度傳感器RT1的輸出端與分壓電阻R1的連接，溫度傳感器RT1與分壓電阻R1 的連接端并共同接入微處理器U2的第8引腳PB0/AN0;溫度傳感器RT1是一 種負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，其電阻值隨溫度升高而降低。當(dāng)檢測(cè)到的水溫升 高時(shí)，溫度傳感器RT1的阻值變低，微處理器U2的第8引腳PB0/AN0的輸出 電壓隨之升高；當(dāng)檢測(cè)到的水溫降低時(shí)，溫度傳感器RT1的阻值變高，微處 理器U2的第8引腳PBO/ANO的輸出電壓隨之降低。在微處理器U2內(nèi)部就將 第8腳變化的模擬電壓轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，再由內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換，根據(jù)第8引腳 PBO/ANO的電壓大小來控制微處理器U2中的第2或第3或第4引腳腳中的一 個(gè)腳輸出高電平，驅(qū)使相應(yīng)的LED彩燈工作。
LED燈連接電路為三組，對(duì)應(yīng)把LED彩燈分成三組，各組LED燈連接電路 分別與HT46系列單片機(jī)的第2引腳PA2、第3引腳PA1、第4引腳PAO電連 接，每組電路包括數(shù)次連接的二極管、與二極，管輸出端連接的三極管，二極 管的輸入端與微處理器U2的第2引腳PA2或第3引腳PA1或第4引腳PAO連 接，二極管的輸出端與三極管基極連接，三極管的集電極與對(duì)應(yīng)的LED彩燈 組的輸出端連接，三極管的發(fā)射極接地。本實(shí)用新型中，每組LED彩燈為13 盞，三組彩燈分為三組顏色，分別為與第2引腳PA2連接的紅色組LED1A LED13A、與第3引腳PA1連接的綠色組LED1B~ LED13B及與第4引腳PAO連 接的藍(lán)色組LED1C LED13C，通過對(duì)微處理器U2的編程設(shè)定，紅色彩燈表示 水溫較高，綠色彩燈表示水溫適中，而藍(lán)色彩燈則表示水溫較低。各組彩燈的工作情況由微處理器U2根據(jù)水溫檢測(cè)電路檢測(cè)的水溫進(jìn)行程序控制。 作為本實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步完善
所述供電電路上連接有峰值電壓與初級(jí)電壓輸出端VCC等值的充電電池 BT1，充電電池BT1的峰值電壓亦即6V。充電電池BT1的一端接地，另一端接 入供電電路上，接入供電電路端位于水流發(fā)電^L M的整流濾波輸出端與初級(jí) 電壓輸出端VCC之間，在具體的電路設(shè)置中，充電電池BT1的接入端設(shè)置于 開關(guān)SW1的輸入端為佳，以使開關(guān)SW1也可對(duì)充電電池BT1總體控制，如圖2 所示。在水流發(fā)電機(jī)M不工作時(shí)，充電電池BT1可作為后備電源為LED彩燈 及控制電路總成供電；而當(dāng)充電電池BT1的電量不足時(shí)，工作的水流發(fā)電機(jī)M 也可為其充電。
在供電電路的設(shè)計(jì)中，還可在其上連接有可接收與初級(jí)電壓輸出端vcc 等值電壓的電源插頭JK1，外接電源的電壓亦即6V,電源插頭JK1的接入點(diǎn) 可在穩(wěn)壓管ZD1與充電電池BT1之間。當(dāng)有使用外接電源供電時(shí)，以在電源 插頭JK1的接入電之后增設(shè)一穩(wěn)壓管Dl,如圖2所示。在充電電池電量不足 時(shí)，外接電源同樣也可對(duì)充電電池進(jìn)行充電。
期間，微處理器U2連接有用于檢測(cè)初級(jí)電壓輸出端VCC電壓的弱電檢測(cè) 電路及弱電顯示電路，弱電電路主要是用于檢測(cè)檢測(cè)初級(jí)電壓輸出端VCC是 否低于3.6V,特別是充電電池BT1的工作電壓，其中
弱電檢測(cè)電路包括電阻(R2)、電阻(R4A)及電阻(R4B),電阻(R2) 的一端與初級(jí)電壓輸出端(VCC)電連接，電阻(R4A)與電阻(R4B)的一端 均接地，電阻U4A)與電阻(R4B)另一端與電阻(R2)的另一端連接，并 且三電阻連接后共用接入微處理器(U2)的第6引腳(PB2/AN2)，三電阻連 接交匯后與第6引腳PB2/AN2之間外接一濾波電容C7，濾波電容C7的另一端 接地。在實(shí)際中，電阻R2取值200K歐，電阻R4A取值150K歐，電阻R4B取 值2M歐，根據(jù)對(duì)電阻R2、電阻R4A及電阻R4B的阻值設(shè)定配合微處理器U2 的程序控制，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)充電電池BT1是否低于3. 6V的檢測(cè)。
弱電顯示電路包括LED顯示燈LED14,該燈為警告顯示燈，以紅色為最 佳。LED顯示燈LED14的輸入端與微處理器U2的第1引腳PA3/PFD連接，LED 顯示燈LED14的輸出端接地。當(dāng)初級(jí)電壓輸出端VCC的電壓低于3.6V時(shí)，從微處理器U2的第1腳輸出一定頻率的高電平，通過電阻R10限流，使LED顯 示燈LED14也按一定的頻率閃動(dòng)，隨著初級(jí)電壓輸出端VCC (特別是充電電池 BT1)的電壓越低，微處理器U2的第1腳輸出的高低電平頻率變化越快，紅 色的LED顯示燈LED14閃動(dòng)的也越快，說明初級(jí)電壓輸出端VCC (特別是充電 電池BT1)的電力不足或失效。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，電阻R10取值680歐，當(dāng)初 級(jí)電壓輸出端VCC (特別是充電電池BT1)低于3.6伏時(shí)，微處理器U2的1 腳每隔l秒輸出一高電平，紅色的LED14每隔l秒閃一次，當(dāng)初級(jí)電壓輸出 端VCC (特別是充電電池BT1)低于3伏時(shí)，微處理器U2的1腳l秒內(nèi)輸出 兩次高電平，紅色的LED (LED14)每1秒閃兩次。
同時(shí)，所述微處理器U2連接有復(fù)位電路，它包括并聯(lián)連接的整流電阻R6 與濾波電容C8，并聯(lián)后整流電阻R6與濾波電容C8形成并聯(lián)組，并聯(lián)組的一 端與二級(jí)電壓輸出端VDD電連接，另一端與微處理器U2的第11引腳RES連 接，并聯(lián)組與微處理器U2連接的一端還順次外接有電阻R7與電容C9，電阻 R7與電容C9串聯(lián)連接，電阻R7接入整流電阻R6與濾波電容C8形成并聯(lián)組， 電容C9的一端接地。當(dāng)控制電路總成啟動(dòng)時(shí)，微處理器U2和復(fù)位電路預(yù)先
對(duì)控制電路總成進(jìn)行復(fù)位操作。 '
而且，LED彩燈一端鑲嵌在水龍頭或花灑出水端的蓋板GB內(nèi)，另一端外 露在蓋板GB外，LED彩燈投射到水柱部分的光與LED彩燈中軸線的夾角不超 過60度。發(fā)射出來的LED光線，特別是與中軸線的夾角為60度的光線，根 據(jù)光線的折射定律，這些光線進(jìn)入水柱后大部分(少數(shù)為全部)折射到水柱 內(nèi)，使得整個(gè)水柱呈現(xiàn)彩色光，得以反應(yīng)水流的溫度，如圖10所示。
圖11和圖12為本實(shí)用新型在應(yīng)用過程申，LED彩燈安裝在不同形狀的水
龍頭或花灑上，而且，本實(shí)用新型還可用于活動(dòng)的沐洛花曬上，如圖13所示。 LWD彩燈在出水端的蓋板上均勻布置，使得每一個(gè)水柱均有LED光線投射到達(dá)。 在本實(shí)用新型中，對(duì)微處理器U2的編程k作中，搡作者可以根據(jù)HT46 系列單片機(jī)的相關(guān)說明指引，依據(jù)圖14所示的程序流程框圖，即可完成編程 工作。
本實(shí)用新型的工作流程是
產(chǎn)品的制造者需預(yù)先根據(jù)所釆用的微處理器U2芯片的相關(guān)說明文件，為微處理器U2寫入相應(yīng)程序.
電源供電當(dāng)使用者將水龍頭或花灑接入水流，并接通供電電路的開關(guān) SW1，系統(tǒng)就可由水流發(fā)電機(jī)M、外接電源或者充電電池BT1來供電，供電的 同時(shí)，當(dāng)充電電池BT1電量不足時(shí)，水流發(fā)電機(jī)M或外接電源就可對(duì)充電電 池BT1充電。供電電源經(jīng)過濾波和穩(wěn)壓后，在初級(jí)電壓輸出端VCC輸出6V電 壓，在二級(jí)電壓輸出端VDD輸出3V電壓。
水流檢測(cè)水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路可通過檢測(cè)水流發(fā)電機(jī)M的交流電輸出頻 率是否在20HZ以上，或者通過水壓檢測(cè)器SW2B和微動(dòng)開關(guān)SW2A配合檢測(cè)是 否存在水流壓力，又或者通過水位檢測(cè)器SWSK檢測(cè)是否存在水流動(dòng)態(tài)。當(dāng)以 上三種實(shí)施情況滿足后，這時(shí)三極管Q4的基極得電而導(dǎo)通，微處理器U2的 第7引腳PB1/AN1、第16引腳PA6呈現(xiàn)低電平，此時(shí)微處理器U2復(fù)位，處 于工作狀態(tài)；當(dāng)水流發(fā)電機(jī)M的交流電輸出頻率在20HZ以下或水流不存在壓 力時(shí)，三極管Q4的基極因得不到偏置電壓不能導(dǎo)通，三極管Q4截止，微處 理器U2的第7引腳PB1/AN1、第16引腳PA6呈高電平，微處理器U2工作于 休眠狀態(tài)，電路無輸出，三色LED(LED1 LED13)無指示。
水溫檢測(cè)溫度傳感器RT1檢測(cè)到水流的溫度，微處理器U2就會(huì)指令其 第2或第3或第4引腳腳中的一個(gè)腳輸出高電平，驅(qū)使相應(yīng)的LED彩燈工作。
LED彩燈輸出顯示通過對(duì)微處理器U2的程序設(shè)置，設(shè)定水溫在0—30°C 時(shí)，藍(lán)色LED燈組LED1C~LED13C點(diǎn)亮；水溫在31—45。C時(shí)，綠色LED燈組 LED1B LED13B點(diǎn)亮；水溫在45。C或以上，紅色LED燈組LED1A ~ LED13A點(diǎn) 亮。①當(dāng)溫度傳感器RT1到的溫度在0一3(TC且水流傳感器SW2檢測(cè)到有水時(shí)， 微處理器U2第4引腳PAO輸出高電平，經(jīng)電阻R8, 二極管D5驅(qū)動(dòng)三極管Q3 導(dǎo)通，藍(lán)色LED1A LED13A.點(diǎn)亮；②當(dāng)溫度傳感器RT1檢測(cè)到的溫度在31—45 'C且水流傳感器SW2檢測(cè)到有水時(shí)，微處理器U2第3引腳PA1輸出高電平， 經(jīng)電阻R5，二極管D4驅(qū)動(dòng)三極管Q2導(dǎo)通，綠色LED1B LED13B點(diǎn)亮；③當(dāng) 溫度傳感器RT1檢測(cè)到的溫度在45'C或以上且^K流傳感器SW2檢測(cè)到有水時(shí)， 微處理器U2第2腳輸出髙電平，經(jīng)電阻R3，二極管D3驅(qū)動(dòng)三極管Q3導(dǎo)通， 紅色LED1C~LED13C點(diǎn)亮;
弱電LED指示初級(jí)電壓輸出端VCC (特別是充電電池BT1)電壓經(jīng)電阻R2， R4A、 R4B分壓，C7濾波后輸入到微處理器U2的第6引腳PB2/AN2，當(dāng)VCC 電壓低于3.6伏時(shí)，從微處理器U2的第1引腳PA3/PFD,輸出一定頻率的高 低電平，通過電阻R10限流，使紅色的LED14也按一定的頻率閃動(dòng)，隨著電池 電壓越低，微處理器U2的1腳輸出的髙低電平頻率變化越快，紅色的LED14 閃動(dòng)的也越快，說明Ni-MH充電電池BT1電力不足或失效。
通過本實(shí)用新型，使用者通過視覺識(shí)別就可辨別水溫，有效防止因水溫 過高或偏低而造成使用者被燙傷或著冷的現(xiàn)象，方便實(shí)用。而且，本實(shí)用新 型是通過單片機(jī)電路控制，整體采用HT46系列單片機(jī)控制，借助單片機(jī)的控 制精確性與相應(yīng)電路的配合，水流的水溫、水流檢測(cè)精確，靈敏度高，能準(zhǔn) 確感應(yīng)并反應(yīng)水溫，大大提高產(chǎn)品的實(shí)用可靠性。
權(quán)利要求1、一種變色水龍頭、花灑，包括設(shè)于水龍頭或花灑內(nèi)的水流發(fā)電機(jī)(M)、裝于水龍頭或花灑出水端的LED彩燈及控制電路總成，其特征在于所述控制電路總成包括供電電路、微處理器(U2)、水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路、水溫檢測(cè)電路及LED燈連接電路，其中供電電路包括順次電連接的整流二極管·(D2)及電壓調(diào)整器(U1)，整流二極管(D2)的輸入端連接水流發(fā)電機(jī)(M)的電壓輸出端，整流二極管(D2)的輸出端還外掛接有濾波電容(C4)與穩(wěn)壓管(ZD1)作為直流電輸出端，以將水流發(fā)電機(jī)(M)輸出的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，該直流電輸出端還外掛接有濾波電容(C2)，使水流發(fā)電機(jī)(M)輸出端經(jīng)濾波變?yōu)槌跫?jí)電壓輸出端(VCC)，為LED彩燈供電，初級(jí)電壓輸出端(VCC)與電壓調(diào)整器(U1)的輸入端連接，初級(jí)電壓輸出端(VCC)與電壓調(diào)整器(U1)的輸入端之間外掛接一濾波電容(C1)，電壓調(diào)整器(U1)的輸出端外接有濾波電容(C3)，電壓調(diào)整器(U1)的輸出端經(jīng)外掛接的濾波電容(C3)濾波后作為二級(jí)電壓輸出端(VDD)；微處理器(U2)為HT46系列單片機(jī)，HT46系列單片機(jī)的第12引腳與二級(jí)電壓輸出端(VDD)電連接；水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路包括三極管(Q4)和用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置，三極管(Q4)的基極與二級(jí)電壓輸出端(VDD)電連接或者直接連接在檢測(cè)裝置上，實(shí)現(xiàn)二級(jí)電壓輸出端(VDD)或者檢測(cè)裝置為三極管(Q4)的基極提供偏置電壓，三極管(Q4)的集電極與二級(jí)電壓輸出端(VDD)及微處理器(U2)的第7引腳(PB1/AN1)、第16引腳(PA6)電連接，三極管(Q4)的發(fā)射極接地；水溫檢測(cè)電路包括串聯(lián)連接的溫度傳感器(RT1)和分壓電阻(R1)，溫度傳感器(RT1)的輸入端與二級(jí)電壓輸出端(VDD)電連接，溫度傳感器(RT1)的輸出端與分壓電阻(R1)的連接，溫度傳感器(RT1)與分壓電阻(R1)的連接端并共同接入微處理器(U2)的第8引腳(PB0/AN0)；LED燈連接電路為三組，對(duì)應(yīng)把LED彩燈分成三組，各組LED燈連接電路分別與HT46系列單片機(jī)的第2引腳(PA2)、第3引腳(PA1)、第4引腳(PA0)電連接，每組電路包括數(shù)次連接的二極管、與二極管輸出端連接的三極管，二極管的輸入端與微處理器(U2)的第2引腳(PA2)或第3引腳(PA1)或第4引腳(PA0)連接，二極管的輸出端與三極管基極連接，三極管的集電極與對(duì)應(yīng)的LED彩燈組的輸出端連接，三極管的發(fā)射極接地。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所的述變色水龍頭、花灑，其特征在于所述水流動(dòng) 態(tài)檢測(cè)電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為水流發(fā)電機(jī)(M)，水流發(fā)電機(jī)(M)的交流電輸出端與三極管(Q4)的基極，水流發(fā)電機(jī)(M)輸出的交流 電用于為三極管(Q4)的基極提供偏置電壓，使三極管(Q4)導(dǎo)通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所的述變色水龍頭、花灑，其特征在于所述水流動(dòng) 態(tài)檢測(cè)電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為,水壓檢測(cè)器(SW2B)和微動(dòng)開 關(guān)(SW2A ),微動(dòng)開關(guān)(SW2A )接入三極管(Q4 )的基極與二級(jí)電壓輸出端(VDD ) 之間的連接電路，該微動(dòng)開關(guān)(SW2A)為雙觸點(diǎn)離合式開關(guān)，其中一個(gè)觸點(diǎn) 與三極管(Q4)的基極電，另一觸電與三極管(Q4)的集電極連接，水壓檢 測(cè)器(SW2B)接入水流通道，水壓檢測(cè)器(SW2B)的壓力閥連接在微動(dòng)開關(guān)(SW2A)的觸片上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所的述變色水龍頭、花灑，其特征在于所述水流動(dòng) 態(tài)檢測(cè)電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置為水位檢測(cè)器(SWSK)，水位檢 測(cè)器(SWSK)上設(shè)有接入水流通道的兩塊電極片，其中一塊電極片與三極管(Q4)的基極電連接，另一塊電極片與三極管(Q4)的集電極連接，當(dāng)有水 流流經(jīng)兩塊電極片時(shí)，水流檢測(cè)器(SWSK)導(dǎo)通。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所的述變色水龍頭、花灑，其特征在于所述供電電 路上連接有峰值電壓與初級(jí)電壓輸出端(VCC)等值的充電電池(BT1)，充電 電池(BT1)的一端接地，另一端接入供電電路上，接入供電電路端位于水流 發(fā)電機(jī)(M)的整流濾波輸出端與初級(jí)電壓輸出端(VCC)之間。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的變色水龍頭、花灑，其特征在于所述供電電 路上連接有可接收與初級(jí)電壓輸出端(VCC)等值電壓的電源插頭(JK1)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變色水龍頭、花灑，其特征在于所述微處理 器(U2)連接有用于檢測(cè)初級(jí)電壓輸出端(VCC)電壓的弱電檢測(cè)電路及弱電 顯示電路，其中弱電檢測(cè)電路包括電阻(R2)、電阻(R4A)及電阻(R4B),電阻(R2) 的一端與初級(jí)電壓輸出端(VCC)電連接，電阻(R4A)與電阻(R4B)的一端 均接地，電阻(R4A)與電阻(R4B)另一端與電阻(R2)的另一端連接，并 且三電阻連接后共用接入微處理器(U2)的第6引腳(PB2/AN2);弱電顯示電路包括LED顯示燈(LED14)， LED顯示燈(LED14)的輸入 端與微處理器(U2)的第1引腳(PA3/PFD)電連接，LED顯示燈(LED14)的 輸出端接地。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變色水龍頭、花灑，其特征在于所迷微處理 器(U2 )連接有復(fù)位電路，它包括并聯(lián)連接的整流電阻(R6 )與濾波電容(C8 ), 并聯(lián)后整流電阻(R6)與濾波電容(C8)形成并聯(lián)組，并聯(lián)組的一端與二級(jí) 電壓輸出端(VDD)電連接，另一端與微處理器(U2)的第11引腳(RES)連 接，并聯(lián)組與微處理器(U2 )連接的一端還順次外接有電阻(R7 )與電容(C9 )， 電阻(R7)與電容(C9)串聯(lián)連接，電阻(R7)接入整流電阻(R6)與濾波 電容(C8)形成并聯(lián)組，電容(C9)的一端接地。
9、 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色水龍頭、花灑，其特征在于所述LED彩 燈一端鑲嵌在水龍頭或花灑出水端的蓋板(GB)內(nèi)，另一端外露在蓋板(GB) 外，LED彩燈投射到水龍頭或花灑水柱部分的光與LED彩燈中軸線的夾角不 超過60度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種變色水龍頭、花灑，包括設(shè)于水龍頭或花灑內(nèi)的水流發(fā)電機(jī)、LED彩燈及控制電路總成，控制電路總成包括供電電路、微處理器、水流檢測(cè)電路、水溫檢測(cè)電路及LED燈連接電路，其中供電電路為控制電路提供兩級(jí)直流電輸出；水流動(dòng)態(tài)檢測(cè)電路主要通過感知水流狀態(tài)的檢測(cè)裝置來檢測(cè)水流狀態(tài)以控制微處理器的工作或休眠；水溫檢測(cè)電路則主要通過溫度傳感器來檢測(cè)水流的溫度以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⑻幚砥?；而微處理器則根據(jù)水溫檢測(cè)電路接輸送的信號(hào)來計(jì)算水溫，最終配合LED燈連接電路控制LED彩燈的亮滅。本實(shí)用新型根據(jù)不同水溫使水流顯示不同顏色，從而讓使用者通過視覺識(shí)別就可辨別水溫，方便實(shí)用，可靠性高，靈敏準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)F16K37/00GK201250949SQ20082020046
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月8日
發(fā)明者陳孝林 申請(qǐng)人:陳孝林