一体化阀门控制器的制作方法

1.本实用新型涉及一种一体化阀门控制器，属于自动控制技术领域。


背景技术：

2.阀门控制器属于用于农业灌溉或水利调度领域的自动控制设备，需要控制大片农田或水渠中的数个管网系统，即需要在田间地头安装大量的阀门控制器，阀门控制器的整体尺寸如果太大，一方面是会增加投入成本，另一方面是会增加野外安装难度，需要投入更多的人力物力。因此需要在整体上控制阀门控制器的尺寸。通过缩小体积、减轻重量措施控对阀门控制器进行改进，使得阀门控制器的外壳本体小且轻薄。而基于应用场景，阀门控制器需要长期设置在野外，阀门控制器在安装过程或使用过程难免会发生碰撞，当阀门控制器发生磕碰时，器安装在内部的电池、主控器也可能发生内部碰撞，造成内部元器件的损坏。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就在于提供一种一体化阀门控制器，通过在外壳内部设置柔性围挡，防止主控器、电池之间，及主控器、电池与外壳内壁之间发生碰撞。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一体化阀门控制器，包括主控器、外壳、锂电池、微波天线，锂电池与主控器电性连接，微波天线、锂电池、主控器并置于外壳内，主控器包括微控制单元mcu、电机驱动模块、通信模块、充电模块，电源模块包括锂电池，电源模块分别与微控制单元mcu、电机驱动模块、通信模块、充电模块电性连接，微控制单元mcu、电机驱动模块、通信模块、充电模块集成在pcb电路板上，锂电池四周及锂电池与外壳内壁之间设置有柔性围挡，柔性围挡将锂电池及主控器隔开。
5.进一步的， pcb电路板上集成有接线端子、外接端子，所述接线端子用于连接电磁阀控制线；外接端子用于连接开关、锂电池、太阳能电池板。
6.进一步的，微波天线为433mh棒状天线。
7.进一步的，锂电池的上下表面安装有防压泡棉。
8.进一步的，锂电池、微波天线上均设置有定位泡棉。
9.进一步的，外壳由上盖及底壳组成，所述上盖与底壳之间设置有防水圈。
10.进一步的，电机驱动模块包括数个独立的电磁阀控制电路，电磁阀控制电路连接刷式直流电机驱动器。
11.进一步的，充电模块包括电池充电控制器，电池充电控制器为具有太阳能输入和集成式的 mppt控制器。
12.进一步的，主控器还包括升压模块、降压模块；升压模块、降压模块集成在pcb电路板上，锂电池与升压芯片电性连接形成升压线路，锂电池与降压芯片电性连接形成降压线路；在升压线路中，锂电池的输出电压经过升压芯片升压调整后供应给电机驱动模块；在降压线路中，锂电池的输出电压经过降压芯片降压调整后分别供应给微控制单元mcu、通信模
块。
13.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
14.1.本技术的阀门控制器中主控器高度集成，减小了内部所需的体积空间，使得底壳的立面高度尺寸减小，达到减小阀门控制器的整体尺寸的效果。且通过锂电池四周，以及在锂电池与外壳内壁之间设置有柔性围挡，使得阀门控制器在使用过程中出现碰撞时，柔性围挡能避免锂电池直接与外壳的内壁发生硬性碰撞而受损。
15.2.本技术的阀门控制器中主控器与锂电池之间所设置的柔性围挡将外壳内部分割成了两个区域，一方面防止了主控器与锂电池之间出现硬性碰撞，另一方面也能避免电池对主控器中的元器件造成腐蚀或干扰。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构图图示一；
17.图2为本实用新型的结构图图示二；
18.图3为本实用新型中上盖的结构图；
19.图4为本实用新型工作原理图。
20.图中：上盖100、防水圈110、凸块120、紧固螺钉130、底壳200、接线口210、航空接头220、开关230、安装区240、锂电池300、主控器400、复位按键410、运行指示灯420、通信模块430、接线端子440、电容450、外接端子460、防压泡棉510、电池定位泡棉520、天线定位泡棉530、柔性围挡540、棒状天线600。
具体实施方式
21.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
22.参见图1至图3，一体化阀门控制器，包括主控器400、外壳，外壳由上盖100及底壳200组成，主控器400置于外壳内，并通过紧固螺钉130固定在上盖内表面，在上盖的内表面还设置有凸块120，用于主控器400的进一步支撑；上盖100额外表面还安装有太阳能电池板，太阳能电池板与主控器400线连，上盖100和底壳200通过连接螺钉固定于一体。底壳200的外表面设置有安装区240，在此安装区240内可以与安装支架固定。在底壳200上开设有至少两个接线孔，可在接线孔处安装航空接头220及控制开关230。
23.阀门控制器属于用于农业灌溉或水利调度领域的自动控制设备，需要控制大片农田或水渠中的数个管网系统，即需要在田间地头安装大量的阀门控制器，阀门控制器的整体尺寸如果太大，一方面是会增加投入成本，另一方面是会增加野外安装难度，需要投入更多的人力物力。因此需要在整体上控制阀门控制器的尺寸。在本实施例中，主控器400包括微控制单元mcu、电机驱动模块、通信模块430、充电模块，微控制单元mcu、电机驱动模块、通
信模块430、充电模块集成在pcb电路板上。请参见图2，相应的在pcb电路板上集成有接线端子440、外接端子460，其中接线端子440用于电磁阀外接端子1,2,3,4路。外接端子460中分别用于连接开关230、锂电池300、太阳能电池板。在本实施例中，通信模块430采用4g通信模块430，以接收控制指令与返回设备状态。本技术的阀门控制器中主控器400高度集成，减小了内部所需的体积空间，使得底壳200的立面高度尺寸减小，达到减小阀门控制器的整体尺寸的效果。
24.进一步的，本实施例中采用棒状天线600，通过棒状天线600把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波，以实现信号发射或接收。同时，在pcb电路板上还集成了复位键及运行指示灯420及复位按键410，用于监测主控器400的运行状态及功能复位。请继续参见图2、图3，在锂电池300四周及锂电池300与外壳内壁之间设置有柔性围挡540。柔性围挡540可采用柔性塑料或者海绵制成，其为片状结构，一端面粘贴在上盖100的底部，呈竖直状态置于上盖100内部。在本实施例中，柔性围挡540设置在锂电池300的四周，以及主控器400与锂电池300之间；阀门控制器在使用过程中出现碰撞时，柔性围挡540能避免锂电池300直接与外壳的内壁发生硬性碰撞而受损；主控器400与锂电池300之间所设置的柔性围挡540将外壳内部分割成了两个区域，一方面防止了主控器400与锂电池300之间出现硬性碰撞，另一方面也能避免电池对主控器400中的元器件造成腐蚀或干扰。
25.为了增强电池上下表面的防撞能力，进一步的在锂电池300的上下表面安装有防压泡棉510。实现了对锂电池300的上下及四周四个侧面的防撞保护，当阀门控制器出现震动或碰撞时，柔性围挡540及防压泡棉510进行防撞保护，防止锂电池300受到损坏。同时设置在锂电池300四周的柔性围挡540也能将将锂电池300及主控器400隔开，避免了锂电池300与主控器400在外力作用下发生碰撞，而造成阀门控制器内部元器件的损坏。
26.在一些可选的实施例中，请继续参见图2、图3，在锂电池300、微波天线上均设置有定位泡棉，分别为天线定位泡棉530、电池定位泡棉520。在具体安装时，先将电池定位泡棉520安装在底壳200上设计的位置，然后再将锂电池300的一面紧挨着电池定位泡棉520放置，再将天线定位泡棉530紧挨着锂电池300的另一侧面放置。在本实施例中，由于采用的是433mh棒状天线600，因此天线定位泡棉530为长条形的截面为u型的泡棉；具体的，天线定位泡棉530紧挨着锂电池300的另一侧面放置后，再将棒状天线600放置在天线定位泡棉530的u型槽中。天线定位泡棉530、电池定位泡棉520为柔性材料，在安装后填补了锂电池300及棒状天线600之间的间隙，对锂电池300及棒状天线600起到了固定、防碰撞及防止位移的作用。
27.阀门控制器长期置于野外，也会受到自然环境的影响，特别是下雨天，水汽易进入外壳内而对主控器400或电池等内部元器件造成损坏。因此在一些可选的实施例中，进一步的，在上盖100与底壳200之间设置有防水圈110。防水圈110采用ip67级材料制成，具有放水防尘作用，防止外界水汽及尘埃进入阀门控制器的外壳内，对阀门控制器的内部元器件起到保护作用。
28.本技术的阀门控制器用于对农田灌溉或水利中管网系统的控制，其工作场景多处于郊外或野外，阀门控制器需在野外持续工作，内置的锂电池300不能为阀门控制器持续提供电能，以满足阀门控制器野外持续工作的要求，因此，本技术的阀门控制器在内置了锂电池300的基础上接入了太阳能电池板，具体在使用过程中，太阳能的采集受到太阳光照射多
种因素的影响，所采集的能源不能持续提供稳定的电压，因此，在本技术的阀门控制器中的pcb电路板上集成了充电模块，充电模块包括电池充电控制器，锂电池300、电池充电控制器、太阳能电池板依次电性连接。电池充电控制器为具有太阳能输入和集成式的 mppt控制器，mppt控制器能够实时侦测太阳能电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值(vi)，能以最大功率输出对蓄电池充电，使太阳能电池板能够输出更多电能，将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中，有效地解决常规电网不能覆盖的野外用电，不产生环境污染。在本实施例中，锂电池300采用独立的1至6节压降锂电池300，电池充电控制器采用cn3795充电管理集成电路，使用太阳能电池板供电的pwm 降压模式，独立对多节压降锂电池300进行充电管理。阳光充足时，太阳能电池板吸收光能，通过电池充电控制器对锂电池300进行充电管理，以实现本技术的阀门控制器在持续阴雨天气也可持续待机60天。
29.为了进一步减小阀门自动控制器的功耗及整体设备尺寸，将电池的输出电压调整到阀门控制器中功能模块的适电范围，主控器400还包括了升压模块、降压模块；升压模块、降压模块集成在pcb电路板上。并进一步的还设置了电容450，以增加阀门控制器的电源稳定性。请参见图4，在一些可选的实施例中，锂电池分别与升压模块、降压模块电性连接，锂电池与升压模块电性连接形成升压线路，锂电池与降压模块电性连接形成降压线路；在升压线路中，锂电池的输出电压经过升压模块升压调整后供应给电机驱动模块；其输出电压调整到电机驱动模块对应的适电电压范围；在降压线路中，锂电池的输出电压经过降压模块降压调整后分别供应给微控制单元mcu、通信模块。具体的，本实施例中的微控制单元mcu采用低功耗系列stm32l476rgt6芯片，采用7.4v锂电池作为主要电源， gprs通信模块为选用a7670c；降压模块包括第一降压模块、第二降压模块，锂电池的电压经过第一降降压模块调整到gprs通信模块对应的适电电压范围，锂电池的输出电压经过第一降压模块、第二降压模块调整到微控制单元mcu对应的适电电压范围。具体的，第一降压芯片为tps54332d芯片，锂电池的输出电压经过第一降压模块降压后，电压调整为4.2v，以为gprs通信模块，提供使用电源。第二降压芯片采用tlv75533芯片，锂电池的输出电压经过第一降压模块降压、第二降压模块降压后，电压调整为3.3v，升压模块为升压芯片为fp6296升压芯片。将低于12v的输出电压通过fp6296升压芯片调整为12v，锂电池升压后与刷式直流电机驱动器电性连接后直接为该刷式直流电机驱动器提供电能。
30.具体的，本实施例中，电机驱动模块包括了4个独立的电磁阀控制电路，相应的，在底壳200上设置了3个接线孔；航空接头220采用0.15米4芯航空接头220，分别为电磁阀1路、电磁阀2路、电磁阀3路、电磁阀4路，并用公头和母头标识来区分电磁阀接线线路，公头分别为电磁阀1 、电磁阀1-、电磁阀2 、电磁阀2-，母头分别为电磁阀3 、电磁阀3-、电磁阀4 、电磁阀4-，表示为公头的芯航空接头220及标识为母头的芯航空接头220分别安装在两个接线孔上，控制开关230与主控器400电性连接后安装另外一个接线孔上。通过航空接头220外接设备时，采用4芯电路，并用花纹区分电磁阀路数。
31.阀门控制器中主控器400的电磁阀控制电路通过两根电磁阀控线穿过接线口210与航空接头220一端连接，航空接头220的一端与连接线的接线头连接，然后该连接线又与设置在管网中的电磁阀线连，以实现了主控器400与电磁阀之间的连接，实现阀门控制器对电磁阀的控制。也可通过gprs通信或lora通信实现移动终端与阀门控制器的通信，实现通过移动终端界面了解阀门控制器对管网中数个电磁阀的控制信息。
32.上述所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。