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智能马桶盖的电子组件和电路图

2018-04-11 13:41阅读:
电子马桶盖系统框图如下图所示,电子马桶盖可分为水路、电路控制、机构及加热器部件等三部分。
  1.水路部分
  水路部分由稳压阀组件、流量计、即热组件、换向阀组件、空气泵和冲洗组件组成。下面介绍各组件的组成与功能。
  (1)稳压阀组件
  稳压阀组件由铜连接头、电磁阀和稳压阀等组成。
  铜连接头用于连接进水管与稳压阀;电磁阀控制水的流入;稳压阀使水输出压力保持稳定。当进水口静压力为2kgf/平方厘米或8kgf/平方厘米,出水口压力稳定于0.7±0.1kgf/平方厘米。
  (2)流量计
  主要用于监控流量,并将结果以脉冲形式送给MCU、MCU再根据不同的流量控制即热组件以相应功率对水进行加热。
  (3)即热组件
  主要由陶瓷加热管、温控开关、温度传感器、水位开关和即热本体等组成。
  主要功能:对冷水进行加热,使之达到设置温度,并对水温进行控制。要求出水15s后,水温达到40±l,持续1min测试温度波动在2之内。
  其中,陶瓷加热管用于对水加热,其最大功率控制在1520W~1680W;温度传感器检测水温并送给MCU:水位开关用于防止加热管干烧;温控开关的作用是,当温度超过55时断开加热管的供电,防止水温过高造成的伤害。
  (4)空气泵
  其作用是给换阀提供压缩空气,使水与空气混合在一起,增加清洗力度,提高清洗洁净度。有些机型没有使用空气泵,这可以通过臀洗或妇洗喷水的声音来判断:喷水时发出“吱吱”声说明装有空气泵,反之则没有。
  (5)换向闽组件
  其作用,一是切换臀洗与妇洗,并使水路与空气混合;二是控制臀洗或妇洗的流量。该器件的优劣直接影响功能切换和流量,是一个精度要求高的很重要的组件。
  (6)冲洗组件
  冲洗组件主要由电机、齿轮组和喷头组等组成。其工作原理是电机带动齿轮组通过与喷管组件中的齿条啮合,使喷管组件做往返运动,从而实现冲洗功能和移动按摩功能。
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  2.电路控制部分
  电路控制部分由电源板、主控板、即热控制板、按键板和按键板等组成。
  (1)电源板
  采用开关电源电路。其主要功能,一是向主控板提供+5V、+12V、+24V直流电压和PWM信号:二是通过板上的可控硅控制器件向座圈加热器、进水电磁阀、烘干加热器提供220V交流电压。
  电路框图如下图所示。AC220V市电经电源输入滤波电路滤除高频杂波。而后进行整流、滤波,获得300V的直流电压。再通过电开关变换器、开关管和IC芯片组成的+5V、+12V、+24V交流变换器电路,在开关器次级产生所需的脉冲交流电压;最后经过整流、滤波电路产生+5V、+12V和+24V直流电压。+5V主要为系统控制电路及一般电路供电,+12V为烘干电机、除臭电机、冲洗电机、换向阀电机和空气泵电机及报警电路供电,+24V为自动翻盖电机供电。+5V采用次级采样稳压方式。
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  在电源电路中有两个电路比较特殊,一是可控硅控制电路,二是PWM产生电路。下图所示为某一支路的可控硅控制电路,CTL信号来自MCU,该信号通过光耦Ul(MOC3043)控制双向可控硅Ql进行启动控制,从而控制交流电自A端输入,从B端输出。R4、Cl是Ql的保护电路。
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  下图为PWM产生电路。AC220V市电经Dl、D2整流,R5、R6、R7分压及Zl稳压,在Zl阴极产生22V脉动电压,该电压经过R8、R9分压,三极管Tl驱动,控制光耦U2(OPTOISO1),使光耦中的光敏三极管输出随光强弱而变化,从而形成PWM信号供主控板MCU使用。
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  (2)主控制
  板主控板是系统的控制中心。单片机PIC16F946I/PT对可控硅、喷嘴换向阀电机、空气增压泵、喷嘴摆动电机、烘干电机、除臭电机、自动翻盖、座圈和报警蜂鸣器等进行控制。主控板上还包括上述器件的驱动电路。下图为主控板电路框图。
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  下图是其中的典型驱动电路,主要是通过U3驱动管来实现对电机转动的控制。当输入高电平时,U3导通,电机转动;输入低电平时,U3截止,电机停转。
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  下图为报警电路,由U4、U5、U6与相关偏置电路组成蜂鸣器放大电路。
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  (3)即热控制板
  即热控制板用于控制印热组件中陶瓷加热管对水的加温时间和功率,控制即热体水箱中的水温,便于满足用户的需求。所用的主芯片也是单片机PIC16F688。下图为即热控制板电路框图。系统通过三个温度传感器采集温度信息,并转换为电压值,经放大后送给单片机,由其判断并输出控制信号到可控硅控制电路,最后由可控硅控制电路对陶瓷加热管进行控制,以达到所需的水温。
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  (4)按键板
  按键板由按键和状态显示LED组成。主要按键有电源POWER、臀洗WASH和妇洗BIDET,下图所示按键电路,分别实现开机、臀洗、妇洗等功能。
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  (5)遥控接收板
  遥控接收板接收遥控器发出的红外信号,并将其数字信号传给MCU。下图为红外接收电路、IR301是遥控接收头。
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  3、机构及加热器部分
  (1)座圈组件
  座圈组件主要由盖板、加热器、温度传感器、温度保险丝、人体感应器和座圈组成。其主要作用是对座圈进行加热,功率为48W~53W。座圈温度一般控制在37±3。人体感应器则用于保证在没有感应到人坐上之前,冲洗开关不会启动,不必担心错按开关造成的危险。
  (2)烘干组件
  烘干组件主要由鼓风机、云母加热器、温度传感器和风道盖组成。
  其主要功能是,通过对加热器的通电,借助鼓风机产生热风,功率300W~400W。
  (3)齿轮箱组件
  主要功能是自动翻盖,由直流电机、蜗杆、上盖齿轮、三层齿轮、上盖轴、双联齿轮限位器和斜齿轮等组成。
  (4)除臭组件
  主要由活性碳、吸风机组成,用于将臭气吸人活性碳中予以消除,从而实现除臭功能。
  4.系统工作原理
  按POWER键,系统打开进水电磁阀,自来水通过稳压组件稳压后进人流量计、即热组件、换向阀组件的自洁水支路至冲洗组件,对冲洗组件的喷管进行自动清洁:当按WASH键时,系统按设定的温度对水进行加温,换向阀切换至臀洗支路,而后驱动冲洗组件电机使喷管伸出,实现臀洗功能;当按BIDET键时,过程同臀洗,不同的是换向阀切换到妇洗支路。使用完后,可以按烘干键进行烘干或按除臭键进行除臭。系统还可以根据设定,实现自动翻盖、座圈加热等功能。

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