一种智能马桶即热模块控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及即热控制技术领域，尤其涉及一种智能马桶即热模块控制电路。


背景技术：

2.目前使用的智能马桶水加热方案一般是通过大水箱和控制主板配合的方式，这种方式搭载的传感器较少，发热管功率小，控制主板对水温的控制精度较差，无法实现水的即时加热，在使用时，输出的前段水体温度较低，容易给用户带来不适。而部分智能马桶通过设置即热模块来实现水体的及时加热功能，即热模块需配置流量计和温控器，流量计用于测试即热模块出水口水流速，输出流速供控制板进行算法温度控制，流量计和温控器组件组合设计，对于即热模块来讲，空间占用较大，且额外配置的两个组件设计增加了成本。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种智能马桶即热模块控制电路，通过温度检测模块实现进水温度和出水温度的检测，控制芯片在接收到进水温度和出水温度后，通过核心算法计算加热控制模块所需加热的温度，不需要额外配置流量计，节省安装空间。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种智能马桶即热模块控制电路，包括控制芯片、电源模块、温度检测模块、加热控制模块和水路控制模块；
5.所述电源模块的输入端与外部电源电连接，所述电源模块的输出端与所述控制芯片、所述温度检测模块、所述加热控制模块和所述水路控制模块电连接，所述电源模块为各个模块提供电源；
6.所述温度检测模块的输入端与温度检测装置电连接，所述温度检测模块的输出端与所述控制芯片电连接，用于对进水温度和出水温度进行检测；
7.所述加热控制模块的输入端与所述控制芯片电连接，所述加热控制模块的输出端与加热装置电连接，用于对水体进行加热；
8.所述水路控制模块的输入端与所述控制芯片电连接，所述水路控制模块的输出端与出水阀、水路分配器和喷杆电机电连接，用于控制进水、出水以及喷杆的移动。
9.优选的，所述温度检测模块包括进水温度检测电路和出水温度检测电路，所述进水温度检测电路的输入端与进水温度检测装置电连接，所述进水温度检测电路的输出端与所述控制芯片电连接，用于对进水的温度进行检测；所述出水温度检测电路的输入端与出水温度检测装置电连接，所述出水温度检测电路的输出端与所述控制芯片电连接，用于对出水的温度进行检测。
10.优选的，所述进水温度检测电路包括进水检测接口、电阻r35、电阻r37和电容c10，所述进水检测接口与进水温度检测装置电连接，所述进水检测接口的第二引脚与所述电阻r35的一端以及所述电阻r37的一端电连接，所述电阻r35的另一端与所述电源模块电连接，所述电阻r37的另一端与所述控制芯片以及所述电容c10的一端电连接，所述电容c10的另一端以及所述进水检测接口的第一引脚接地。
11.优选的，所述出水温度检测电路包括出水检测接口、电阻r39、电阻r40和电容c12，所述出水检测接口与出水温度检测装置电连接，所述出水检测接口的第二引脚与所述电阻r39的一端以及所述电阻r40的一端电连接，所述电阻r39的另一端与所述电源模块电连接，所述电阻r40的另一端与所述控制芯片以及所述电容c12的一端电连接，所述电容c12的另一端以及所述出水检测接口的第一引脚接地。
12.优选的，所述加热控制模块包括加热接口、第一可控硅scr1、电阻r30、电阻r32、第一可控硅光耦合器u6、电阻r29、电阻r31、第二可控硅scr2、电阻r34、电阻r38、第二可控硅光耦合器u7、电阻r33和电阻r36；
13.所述加热接口的第二引脚与所述电阻r30的一端以及所述第一可控硅scr1的第一引脚电连接，所述电阻r30的另一端与所述第一可控硅光耦合器u6的第六引脚电连接，所述第一可控硅scr1的第二引脚与所述电源模块以及所述电阻r32的一端电连接，所述电阻r32的另一端与所述第一可控硅scr1的第三引脚以及所述第一可控硅光耦合器u6的第四引脚电连接，所述第一可控硅光耦合器u6的第一引脚和所述电阻r29的一端电连接，所述电阻r29的另一端与所述电阻r31的一端以及所述电源模块电连接，所述电阻r31的另一端与所述第一可控硅光耦合器u6的第二引脚以及所述控制芯片电连接；
14.所述加热接口的第一引脚与所述电阻r34的一端以及所述第二可控硅scr2的第一引脚电连接，所述电阻r34的另一端与所述第二可控硅光耦合器u7的第六引脚电连接，所述第二可控硅scr2的第二引脚与所述电源模块以及所述电阻r38的一端电连接，所述电阻r38的另一端与所述第二可控硅scr2的第三引脚以及所述第二可控硅光耦合器u7的第四引脚电连接，所述第二可控硅光耦合器u7的第一引脚和所述电阻r33的一端电连接，所述电阻r33的另一端与所述电阻r36的一端以及所述电源模块电连接，所述电阻r36的另一端与所述第二可控硅光耦合器u7的第二引脚以及所述控制芯片电连接；
15.所述加热接口的第三引脚与所述电源模块电连接。
16.优选的，所述水路控制模块包括进水阀接口、二极管d7、电容c5、第一mos管q1、电阻r22、电阻r25、晶体管u9、电容c14、水路分配接口、喷杆电机接口、电容c13和水路控制芯片u8；
17.所述进水阀接口的第一引脚与所述电源模块、所述电容c5的一端以及所述二极管d7的负极端电连接，所述进水阀接口的第二引脚、所述电容c5的另一端以及所述二极管d7的正极端与所述第一mos管q1的d端电连接，所述第一mos管q1的g端与所述电阻r22的一端以及所述电阻r25的一端电连接，所述电阻r22的另一端与所述控制芯片电连接，所述电阻r25的另一端以及所述第一mos管q1的s端接地；
18.所述晶体管u9的第十三引脚至第十六引脚与所述水路分配接口的第五引脚至第二引脚一一对应电连接，所述水路分配接口的第一引脚、所述喷杆电机接口的第五引脚分别与所述电源模块电连接，所述晶体管u9的第十引脚至第十二引脚与所述喷杆电机接口的第二引脚至第四引脚一一对应电连接，所述喷杆电机接口的第一引脚与所述水路控制芯片u8的第七引脚电连接，所述晶体管u9的第九引脚与所述电源模块电连接，所述晶体管u9的第八引脚接地，所述电容c14并连接在所述晶体管u9的第九引脚和第八引脚之间；
19.所述水路控制芯片u8的第二引脚与所述控制芯片电连接，所述水路控制芯片u8的第五引脚与所述电源模块电连接，所述水路控制芯片u8的第四引脚接地，所述电容c13并连
接在所述水路控制芯片u8的第五引脚和第四引脚之间。
20.优选的，还包括过零检测模块，所述过零检测模块的输入端与所述电源模块电连接，所述过零检测模块的输出端与所述控制芯片电连接。
21.本实用新型的一个技术方案的有益效果：本实用新型的电路不需要额外配置流量计，通过温度检测模块实现进水温度和出水温度的检测，控制芯片在接收到进水温度和出水温度后，通过核心算法计算加热控制模块所需加热的温度，核心算法是通过采用虚拟流量计算获得加热功率并通过加热模块进行功率调节，属于程序设计，只需要确定进水温度和出水温度之间的差值，即所需要加热水体的温度变化，即可以计算出所需的加热功率，通过水路控制模块调节水体的流量，从而调节加热功率，实际上，就是通过改变出水温度完成水体温度的调控，不需要配置流量计，节约成本及结构安装空间，且能够适用于家常水压流量的环境，在升温速度和波动幅度上基本达到有流量计监测的控制效果，出水温度控温性能表现优越。
附图说明
22.图1是本实用新型一个实施例的电路连接示意图；
23.图2是本实用新型一个实施例控制芯片的连接示意图；
24.图3是本实用新型一个实施例进水温度检测电路的连接示意图；
25.图4是本实用新型一个实施例出水温度检测电路的连接示意图；
26.图5是本实用新型一个实施例加热控制模块的连接示意图；
27.图6是本实用新型一个实施例水路控制模块的连接示意图。
28.其中：控制芯片1、电源模块2、温度检测模块3、进水温度检测电路31、出水温度检测电路32、加热控制模块4、水路控制模块5、过零检测模块6。
具体实施方式
29.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
30.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。
32.参阅图1至图6所示，一种智能马桶即热模块控制电路，包括控制芯片1、电源模块2、温度检测模块3、加热控制模块4和水路控制模块5；
33.所述电源模块2的输入端与外部电源电连接，所述电源模块2的输出端与所述控制芯片1、所述温度检测模块3、所述加热控制模块4和所述水路控制模块5电连接，所述电源模块2为各个模块提供电源；
34.所述温度检测模块3的输入端与温度检测装置电连接，所述温度检测模块3的输出端与所述控制芯片1电连接，用于对进水温度和出水温度进行检测；
35.所述加热控制模块4的输入端与所述控制芯片1电连接，所述加热控制模块4的输出端与加热装置电连接，用于对水体进行加热；
36.所述水路控制模块5的输入端与所述控制芯片1电连接，所述水路控制模块5的输出端与出水阀、水路分配器和喷杆电机电连接，用于控制进水、出水以及喷杆的移动。
37.目前使用的智能马桶水加热方案一般是通过大水箱和控制主板配合的方式，这种方式搭载的传感器较少，发热管功率小，控制主板对水温的控制精度较差，无法实现水的即时加热，在使用时，输出的前段水体温度较低，容易给用户带来不适。而部分智能马桶通过设置即热模块来实现水体的及时加热功能，即热模块需配置流量计和温控器，流量计用于测试即热模块出水口水流速，输出流速供控制板进行算法温度控制，流量计和温控器组件组合设计，对于即热模块来讲，空间占用较大，且额外配置的两个组件设计增加了成本。
38.本实用新型的电路不需要额外配置流量计，通过温度检测模块3实现进水温度和出水温度的检测，控制芯片1在接收到进水温度和出水温度后，通过核心算法计算加热控制模块4所需加热的温度，核心算法是通过采用虚拟流量计算获得加热功率并通过加热控制模块4进行功率调节，属于程序设计，只需要确定进水温度和出水温度之间的差值，即所需要加热水体的温度变化，即可以计算出所需的加热功率，通过水路控制模块5调节水体的流量，从而调节加热功率，实际上，就是通过改变出水温度完成水体温度的调控，不需要配置流量计，节约成本及结构安装空间，且能够适用于家常水压流量的环境，在升温速度和波动幅度上基本达到有流量计监测的控制效果，出水温度控温性能表现优越。
39.本技术中，即热模块的控制逻辑是采用虚拟流量计算和调节加热功率，按常规水压假定水流量，按照设置温度和进水温度的差距，据此计算并输出所需加热功率，同时实时监测实际的出水温度，与设置温度的差距对比，对所设置虚拟流量进行矫正，重新计算输出功率，以实现快速稳定达到所需设置温度。此过程是动态实时反馈调节的，采用pid控制逻辑，经过总结和推导，本技术的各项参数选取和算法定型则与实际组件密切相关，经长时多次的实验，对采样步距，比例，积分系数，权重分配等核心参数获得理想的数值。
40.优选的，所述温度检测模块3包括进水温度检测电路31和出水温度检测电路32，所述进水温度检测电路31的输入端与进水温度检测装置电连接，所述进水温度检测电路31的输出端与所述控制芯片1电连接，用于对进水的温度进行检测；所述出水温度检测电路32的输入端与出水温度检测装置电连接，所述出水温度检测电路32的输出端与所述控制芯片1电连接，用于对出水的温度进行检测。
41.具体地，所述进水温度检测电路31包括进水检测接口、电阻r35、电阻r37和电容c10，所述进水检测接口与进水温度检测装置电连接，所述进水检测接口的第二引脚与所述电阻r35的一端以及所述电阻r37的一端电连接，所述电阻r35的另一端与所述电源模块2电连接，所述电阻r37的另一端与所述控制芯片1以及所述电容c10的一端电连接，所述电容c10的另一端以及所述进水检测接口的第一引脚接地。
42.同时，所述出水温度检测电路32包括出水检测接口、电阻r39、电阻r40和电容c12，所述出水检测接口与出水温度检测装置电连接，所述出水检测接口的第二引脚与所述电阻r39的一端以及所述电阻r40的一端电连接，所述电阻r39的另一端与所述电源模块2电连
接，所述电阻r40的另一端与所述控制芯片1以及所述电容c12的一端电连接，所述电容c12的另一端以及所述出水检测接口的第一引脚接地。
43.进水温度检测电路31和进水温度检测装置电连接，出水温度检测电路32与出水温度检测装置电连接，温度检测装置采用的是水温测量ntc传感器，监测到的进出水温度比实际值延迟在1秒内，实时检测进出水温度，并将进出水温度的电信号发送至控制芯片1，控制芯片1进行运算处理，获得实时的加热功率，通过电信号的方式控制加热控制模块4进行功率调节，实现调节出水温度的目的。
44.优选的，所述加热控制模块4包括加热接口、第一可控硅scr1、电阻r30、电阻r32、第一可控硅光耦合器u6、电阻r29、电阻r31、第二可控硅scr2、电阻r34、电阻r38、第二可控硅光耦合器u7、电阻r33和电阻r36；
45.所述加热接口的第二引脚与所述电阻r30的一端以及所述第一可控硅scr1的第一引脚电连接，所述电阻r30的另一端与所述第一可控硅光耦合器u6的第六引脚电连接，所述第一可控硅scr1的第二引脚与所述电源模块2以及所述电阻r32的一端电连接，所述电阻r32的另一端与所述第一可控硅scr1的第三引脚以及所述第一可控硅光耦合器u6的第四引脚电连接，所述第一可控硅光耦合器u6的第一引脚和所述电阻r29的一端电连接，所述电阻r29的另一端与所述电阻r31的一端以及所述电源模块2电连接，所述电阻r31的另一端与所述第一可控硅光耦合器u6的第二引脚以及所述控制芯片1电连接；
46.所述加热接口的第一引脚与所述电阻r34的一端以及所述第二可控硅scr2的第一引脚电连接，所述电阻r34的另一端与所述第二可控硅光耦合器u7的第六引脚电连接，所述第二可控硅scr2的第二引脚与所述电源模块2以及所述电阻r38的一端电连接，所述电阻r38的另一端与所述第二可控硅scr2的第三引脚以及所述第二可控硅光耦合器u7的第四引脚电连接，所述第二可控硅光耦合器u7的第一引脚和所述电阻r33的一端电连接，所述电阻r33的另一端与所述电阻r36的一端以及所述电源模块2电连接，所述电阻r36的另一端与所述第二可控硅光耦合器u7的第二引脚以及所述控制芯片1电连接；
47.所述加热接口的第三引脚与所述电源模块2电连接。
48.通过可控硅作为开关元件，保证加热功率的时间节点在时间轴上分布均匀，防止在同一时间段内，加热过频繁，造成温度变化幅度过大，保证出水温度是一个平滑的变化状态，变化的纹波幅度小于0.3摄氏度，给使用者带来舒适的使用感受。
49.具体地，所述水路控制模块5包括进水阀接口、二极管d7、电容c5、第一mos管q1、电阻r22、电阻r25、晶体管u9、电容c14、水路分配接口、喷杆电机接口、电容c13和水路控制芯片u8；
50.所述进水阀接口的第一引脚与所述电源模块2、所述电容c5的一端以及所述二极管d7的负极端电连接，所述进水阀接口的第二引脚、所述电容c5的另一端以及所述二极管d7的正极端与所述第一mos管q1的d端电连接，所述第一mos管q1的g端与所述电阻r22的一端以及所述电阻r25的一端电连接，所述电阻r22的另一端与所述控制芯片1电连接，所述电阻r25的另一端以及所述第一mos管q1的s端接地；
51.所述晶体管u9的第十三引脚至第十六引脚与所述水路分配接口的第五引脚至第二引脚一一对应电连接，所述水路分配接口的第一引脚、所述喷杆电机接口的第五引脚分别与所述电源模块电连接，所述晶体管u9的第十引脚至第十二引脚与所述喷杆电机接口的
第二引脚至第四引脚一一对应电连接，所述喷杆电机接口的第一引脚与所述水路控制芯片u8的第七引脚电连接，所述晶体管u9的第九引脚与所述电源模块2电连接，所述晶体管u9的第八引脚接地，所述电容c14并连接在所述晶体管u9的第九引脚和第八引脚之间；
52.所述水路控制芯片u8的第二引脚与所述控制芯片1电连接，所述水路控制芯片u8的第五引脚与所述电源模块2电连接，所述水路控制芯片u8的第四引脚接地，所述电容c13并连接在所述水路控制芯片u8的第五引脚和第四引脚之间。
53.优选的，还包括过零检测模块6，所述过零检测模块6的输入端与所述电源模块2电连接，所述过零检测模块6的输出端与所述控制芯片1电连接。
54.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
55.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。