一种低功耗无线电动阀控制器的制作方法

1.本实用新型涉及电动阀控制器领域，具体涉及一种低功耗无线电动阀控制器。


背景技术：

2.申请号为201921632116.1的中国专利，公开了一种可补充电能且输出电能可控的物联网采集器，包括电源输入模块、充电模块，电池供电模块，降压模块、主控模块，输出电压检测模块，节点数据采集模块以及组网模块，具有市电、太阳能电池板、锂电池3种电能供应功能，且具有锂电池充电功能，能够将电能输出并可以控制输出的时间，但其缺少有效的实时唤醒模块，也无法根据接收到的信号对电动阀进行有效控制。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本实用新型提供了一种低功耗无线电动阀控制器。
4.一种低功耗无线电动阀控制器，包括主控mcu、电源模块、485数据采集模块、无线透传模块、唤醒模块、输入点采集模块、电动阀控制模块以及硬件看门狗；
5.所述电源模块用于给主控mcu供电；所述485数据采集模块用于采集传感器信号并将数据存储至主控mcu；所述唤醒模块在接收到无线透传模块输出的无线信号或者usb插入时，输出唤醒信号唤醒后级主控mcu；所述输入点采集模块用于采集电动阀阀门的位置状态并将数据传输给主控mcu；主控mcu根据接收到的输入信号以及无线信号，通过电动阀控制模块控制电动阀的开闭，并可根据输入信号、输出信号，进行异常诊断；所述硬件看门狗用于监测主控mcu发出的交替信号，保证主控mcu正常运行。
6.优选的，所述电源模块包括依次连接的光伏板测压电路、锂电池充电电路以及降压电路；所述锂电池充电电路用于外接锂电池并为锂电池充电；所述降压电路用于将锂电池的输出电压降至3.3v；所述光伏板测压电路用于将电压分压到所述主控mcu可以接收的范围。
7.优选的，所述光伏板测压电路外接光伏板，经分压电阻分压后与主控mcu的v_ad1引脚连接；所述锂电池充电电路采用电源管理芯片cn3795的充电管理集成电路，为锂电池提供恒流
‑
恒压
‑
涓流充电；所述降压电路采用dc/dc降压芯片xl1509
‑
3.3e1的降压集成电路。
8.优选的，所述485数据采集模块包括具有sit3485esa收发器的485接口电路、tvs保护以及自恢复保险丝。
9.优选的，所述无线透传模块采用lora模块，支持mesh自组网协议。
10.优选的，所述唤醒模块包括npn型三极管q6、电容c17、pmos管q4以及电阻r27、r25、r24、r34、r23；q6的基级分别通过电阻r27与输入电压usb_vcc连接，通过r25与lora模块的唤醒输出引脚ra_o_wp连接，通过r24与主控mcu的mcu_int引脚相连，同时通过r34接地；q6的发射极以及c17的一端均接地；q6的集电极、c17的另一端以及pmos管q4的g脚均与r23的一端连接；r23的另一端和q4的三个s脚同时连接电源电压vcc，q4的四个d脚相连，并能输出
电压vcc1作为唤醒信号唤醒后级主控mcu。
11.优选的，所述输入点采集模块通过光耦采集输入的限位开关信号，进而监测电动阀阀门的位置状态。
12.优选的，所述电动阀控制模块包括npn型三极管q7、q9，nmos场效应管q13、q8以及pmos场效应管q12、q11；电动阀的其中一个引脚v1通过q13和q7与mcu_anode连接，通过q12与mcu_negative相连；电动阀的另一个引脚v2通过q8和q9与mcu_negative连接，通过q11与mcu_anode相连；主控mcu通过控制mcu_negative和mcu_anode的高低来控制q12、q13、q11、q8的通断，进而控制电动阀的正反转及关闭。
13.本实用新型的有益效果是：1、本实用新型能通过无线透传模块接收的无线信号或者usb的插入信号来唤醒主控mcu，有效保证了唤醒的可靠性；2、主控mcu可根据接收到的输入信号以及无线信号，通过电动阀控制模块控制电动阀的开闭，并具有输入异常检测和输出异常检测的功能，方便对电动阀进行准确控制。
附图说明
14.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
15.图1为本实用新型实施例的整体结构框图；
16.图2为本实用新型实施例中光伏板测压电路的电路结构图；
17.图3为本实用新型实施例中锂电池充电电路的电路结构图；
18.图4为本实用新型实施例中降压电路的电路结构图；
19.图5为本实用新型实施例中485数据采集模块的电路结构图；
20.图6为本实用新型实施例中无线透传模块的电路结构图；
21.图7为本实用新型实施例中唤醒模块的电路结构图；
22.图8为本实用新型实施例中硬件看门狗的电路结构图；
23.图9为本实用新型实施例中输入点采集模块的电路结构图；
24.图10为本实用新型实施例中电动阀控制模块的电路结构图。
具体实施方式
25.下面将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一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.本实用新型提供了一种低功耗无线电动阀控制器，其整体结构如图1所示，主要包括主控mcu、电源模块、485数据采集模块、无线透传模块、唤醒模块、输入点采集模块、电动阀控制模块以及硬件看门狗。
27.电源模块用于给主控mcu供电，包括依次连接的光伏板测压电路、锂电池充电电路以及降压电路。如图2
‑
4所示，光伏板测压电路中的cn2外接光伏板，经分压电阻分压后与主控mcu的v_ad1引脚连接，从而将电压分压到主控mcu可以接收的范围。锂电池充电电路采用电源管理芯片cn3795的充电管理集成电路，b 接入外部锂电池，能为锂电池提供恒流
‑
恒压
‑
涓流充电。降压电路采用dc/dc降压芯片xl1509
‑
3.3e1的降压集成电路，能将锂电池的
输出电压降至3.3v。
28.485数据采集模块的电路结构如图5所示，包括具有sit3485esa收发器的485接口电路、tvs保护以及自恢复保险丝，能主动采集外接的其它485设备或传感器信号，并将数据存储至主控mcu。
29.无线透传模块采用如图6所示的lora模块，支持mesh自组网协议，能接收其它主控的无线信号后传递给唤醒模块，且可以向主控mcu发送无线信号。
30.唤醒模块的电路结构如图7所示，包括npn型三极管q6、电容c17、pmos管q4以及电阻r27、r25、r24、r34、r23。q6的基级分别通过电阻r27与输入电压usb_vcc连接，通过r25与lora模块的唤醒输出引脚ra_o_wp连接，通过r24与主控mcu的mcu_int引脚相连，同时通过r34接地。q6的发射极以及c17的一端均接地。q6的集电极、c17的另一端以及pmos管q4的g脚均与r23的一端连接。r23的另一端和q4的三个s脚同时连接电源电压vcc，q4的四个d脚相连，并能输出电压vcc1作为唤醒信号唤醒后级主控mcu。
31.将usb插入后，q6导通，int为低电平，pmos管q4导通，从而唤醒后级主控mcu，这样就可以通过pc端进行必要的参数配置。单片机上电启动后立即就能拉高mcu_int端的电平，进而拉低int，形成自保持电路持续供电。同样的，lora模块在接收到数据时，ra_o_wp输出宽度为500ms的高电平脉冲信号，使q6导通，进而导通q4，唤醒主控mcu。
32.硬件看门狗的电路结构如图8所示，主要包括mcu监控芯片sgm706
‑
sys8g/tr以及功率开关芯片mt9700，能监测主控mcu发出的交替信号，保证主控mcu正常运行。
33.输入点采集模块如图9所示，能通过光耦采集输入的限位开关信号，进而监测电动阀阀门的位置状态，并将数据传输给主控mcu。比如x0对gnd短接时，光耦u5闭合，mcu_x0变为低电平。
34.电动阀控制模块的电路结构如图10所示，包括npn型三极管q7、q9，nmos场效应管q13、q8以及pmos场效应管q12、q11。电动阀的其中一个引脚v1通过q13和q7与mcu_anode连接，通过q12与mcu_negative相连。电动阀的另一个引脚v2通过q8和q9与mcu_negative连接，通过q11与mcu_anode相连。
35.主控mcu可根据输入信号和输出信号进行异常诊断，并可根据接收到的输入信号以及无线信号，通过控制mcu_negative和mcu_anode的高低来控制q12、q13、q11、q8的通断，进而控制电动阀的正反转及关闭：
36.当mcu_negative和mcu_anode都为低电平时，q12、q13、q11以及q8均不导通，电动阀的两个引脚v1与v2之间的压差为0，电动阀关闭。
37.当mcu_negative为高电平，mcu_anode为低电平时，q8、q12导通，q13、q11不导通，v1与v2之间的压差为负压差，从而实现电动阀的正转。
38.当mcu_negative为低电平，mcu_anode为高电平时，q13、q11导通，q8、q12不导通，v1与v2之间的压差为正压差，从而实现电动阀的反转。
39.对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。