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，很多情況下因為使用者不 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 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 的溫度探測儀，對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，對于老弱、兒童的使用者，其實用可靠性'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 離脫落后就會導(dǎo)致感溫不準確，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)部對水溫的 檢測而顯示不同的顏色以告知使用者水溫，同.時，水龍頭內(nèi)通過微型水流發(fā) 電機發(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別就可辨別水溫，方便實用，可靠性髙，靈敏準確 的變色水龍頭、花灑。
本實用新型的發(fā)明目的是這樣實現(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(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)、水流檢測電路、水溫檢測電路及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(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(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(M)輸出端經(jīng)濾波變?yōu)槌跫夒妷狠敵龆?VCC), 為LED彩燈供電，初級電壓輸出端(VCC)與電壓調(diào)整器(111)的輸入端連接， 初級電壓輸出端(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)濾波后作為二級電壓輸出端(VDD);
微處理器(U2)為HT46系列單片機，HT46系列單片機的第i2引腳與二 級電壓輸出端(VDD)電連接；
水流動態(tài)檢測電路包括三極管(Q4〉和用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置， 三極管(Q4)的基極與二級電壓輸出端(VDD)電連接或者直接連接在檢測裝 置上，實現(xiàn)二級電壓輸出端(VDD)或者檢測裝置為三極管(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。
所述水流動態(tài)檢測電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置為水流發(fā)電機 (M)，水流發(fā)電機(M)的交流電輸出端與三極管(Q4)的基極，水流發(fā)電機 (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。
所述水流動態(tài)檢測電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置為水壓檢測器 (SW2B)和微動開關(guān)(SMA)，微動開關(guān)(SWU)接入三極管(Q4)的基極與 二級電壓輸出端(VDD)之間的連接電路，該微動開關(guān)(SW2A)為雙觸點離合 式開關(guān)，其中一個觸點與三極管(Q4)的基極電，另一觸電與三極管((H) 的集電極連接，水壓檢測器(SW2B)接入水流通道，水壓檢測器(SW2B)的 壓力閥連接在微動開關(guān)(SW2A)的觸片上。
水流動態(tài)檢測電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置為水位檢測器(SWSK)，
水位檢測器(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，水流檢測器(SWSK)導(dǎo)通。
所述供電電路上連接有峰值電壓與初級電壓輸出端(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(M)的整流濾波輸出端與初級電壓輸出端(VCC)之 間。
所述供電電路上連接有可接收與初級電壓輸出端(VCC)等值電壓的電源 插頭(JK1 )。
所述微處理器(U2)連接有用于檢測初級電壓輸出端(VCC)電壓的弱電 檢測電路及弱電顯示電路，其中
弱電檢測電路包括電阻(R2)、電阻(R4A)及電阻(R4B)，電阻(R2) 的一端與初級電壓輸出端(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
(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 用。
(2) 本實用新型所述的LED彩燈，其根據(jù)水溫顯示是通過單片機電路控 制，整體釆用HT46系列單片機控制，借助單片機的控制精確性與相應(yīng)電路的 配合，水流的水溫、水流檢測精確，靈敏度高，能準確感應(yīng)并反應(yīng)水溫，大 大提高產(chǎn)品的實用可靠性。
圖1為本實用新型最佳實施例的控制電路總成原理方框圖。 圖2為本實用新型的控制電路總成中，供電電路原理圖。 圖3為本實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為本實用新型的控制電路總成中，微處理器U2原理圖。 圖5為本實用新型的控制電路總成中，微處理器的引腳圖。 圖6為本實用新型的控制電路總成中，水流動態(tài)檢測電路的另一種結(jié)構(gòu) 電路圖。
圖7為本實用新型的控制電路總成中，水壓檢測器和微動開關(guān)的連接關(guān) 系圖。
圖8為本實用新型的控制電路總成中，水流動態(tài)檢測電路的第三種結(jié)構(gòu)
圖9為本實用新型的控制電路總成中，水位檢測器的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖10為本實用新型的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為本實用新型的LED彩燈安裝在活動花灑上的位置布置圖。 圖14為本實用新型最佳實施例中，微處理器編程的流程框圖。
具體實施方式
根據(jù)圖1至圖9所示，本實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M可用水輪機帶動微型發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，使得轉(zhuǎn)子切割磁感 線，實現(xiàn)發(fā)電，微型發(fā)電機輸出的電能為LED彩燈及控制電路總成供電；本 實用新型的水流發(fā)電機M還可利用ZL200420059600. 7號專利所述的發(fā)電部結(jié) 構(gòu)得以實現(xiàn)發(fā)電功能。期間，調(diào)整水流發(fā)電機M的參數(shù)，使其輸出的電壓6V 左右。本實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 電路、水溫檢測電路及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等型號產(chǎn)品。整流二極管D2連接水流發(fā)電 機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M輸出端經(jīng)濾波變?yōu)?初級電壓輸出端VCC為6V電壓，可為LED彩燈的輸入端供電，在實際的電路 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。初級電壓輸出端VCC與電壓調(diào)整器U1的輸入端連接，初級 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濾波后作為二級電壓輸出端 VDD， 二級電壓輸出端VDD的輸出電壓為3V。
微處理器U2為HT46系列單片機，用作本實用新型的HT46系列單片機可 為HT46R46、 HT46C46、 HT46R47及HT46C47等產(chǎn)品，其中本實用新型的最佳 實施例釆用HT46R47型號。HT46系列單片機的第12引腳與二級電壓輸出端 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電壓輸出端VDD。該系列的單片機其原理圖與引 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 腳標記部分與實際芯片不同，這只是方便電路的連接，在實際的連接擦作中， 搡作者應(yīng)結(jié)合圖5與圖3所示引腳進行正確搡作。
水流動態(tài)檢測電路包括三極管Q4和用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置，三 極管Q4的基極與二級電壓輸出端VDD電連接或者直接連接在檢測裝置上，實 現(xiàn)二級電壓輸出端VDD或者檢測裝置為三極管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，以對為三極，Q4的基極提供偏置效果的電流實行整形分壓處理，同時，三極管Q4的集電極與二級電壓輸出端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)計生產(chǎn)中，上述 用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置可為以下三種形^:
所述用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置為水流發(fā)電機M,水流發(fā)電機M的 交流電輸出端與三極管Q4的基極，水流發(fā)電機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M輸出的交流信
號的正弦波轉(zhuǎn)為方波。當(dāng)水流的速度過低或者無水流時，水能發(fā)電產(chǎn)生的交 流正弦波信號的頻率低于20Hz或者無正弦波信號，三極管Q4處于微通狀態(tài) 或者截止狀態(tài)，從集電極輸出的方波信號至微處理器U2的7腳和16腳，因 幅度太小或者無方波信號，微處理器U2工作f休眠狀態(tài)，當(dāng)水流發(fā)電機M的 轉(zhuǎn)葉的轉(zhuǎn)動動使交流電的頻率超過了 20Hz，這時三極管Q4處于導(dǎo)通狀態(tài)，此 時從集電極輸出的正弦波信號的幅度達到的CPU認可的幅度，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)的檢測裝置為水壓檢測器SW2B和微動開關(guān) SW2A,微動開關(guān)SW2A接入三極管Q4的基極與二級電壓輸出端VDD之間的連 接電路，該微動開關(guān)SW2A為雙觸點離合式開關(guān)，其中一個觸點與三極管Q4 的基極電，另一觸電與三極管Q4的集電極連接，水壓檢測器SW2B接入水流 通道，水壓檢測器SW2B的壓力閥連接在微動開關(guān)SW2A的觸片上。如圖6和 圖7所示。在沒有水流情況下，水壓檢測器SW2B.的壓力閥不會對微動開關(guān)SW2A 的觸片造成擠壓，微動開關(guān)SW2A的觸片也就離開雙觸點，形成開路狀態(tài)。當(dāng) 水壓檢測器SW2B檢測到有水壓時，水的壓力使水壓檢測器SW2B內(nèi)部的壓力 閥向外頂出并觸動微動幵關(guān)SW2A導(dǎo)通。當(dāng)SW2A導(dǎo)通時電源通過電阻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)的檢測裝置為水位檢測器SWSK，水位檢測器 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)成水位檢測的兩個電極，如圖7和圖9所示。在無水流過水位檢測器 時，水位檢測器兩塊電極片間電阻無窮大，水偉檢測器SWSK不導(dǎo)通，微處理 器處于休眠狀態(tài)；當(dāng)有水流過水位檢測器時，水位檢測器的兩塊電極片間電阻 由無窮大變小，二級電壓輸出端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的輸入端與二級電壓輸出端VDD電連接，二級電壓輸出端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)檢測到的水溫升 高時，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)檢測到的水溫降低時，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，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 接的藍色組LED1C LED13C，通過對微處理器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)水溫檢測電路檢測的水溫進行程序控制。 作為本實用新型技術(shù)方案的進一步完善
所述供電電路上連接有峰值電壓與初級電壓輸出端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 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也可對充電電池BT1總體控制，如圖2 所示。在水流發(fā)電機M不工作時，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，工作的水流發(fā)電機M 也可為其充電。
在供電電路的設(shè)計中，還可在其上連接有可接收與初級電壓輸出端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 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，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，外接電源同樣也可對充電電池進行充電。
期間，微處理器U2連接有用于檢測初級電壓輸出端VCC電壓的弱電檢測 電路及弱電顯示電路，弱電電路主要是用于檢測檢測初級電壓輸出端VCC是 否低于3.6V,特別是充電電池BT1的工作電壓，其中
弱電檢測電路包括電阻(R2)、電阻(R4A)及電阻(R4B),電阻(R2) 的一端與初級電壓輸出端(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，便可實現(xiàn)對充電電池BT1是否低于3. 6V的檢測。
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)初級電壓輸出端VCC的電壓低于3.6V時，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，隨著初級電壓輸出端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閃動的也越快，說明初級電壓輸出端VCC (特別是充電 電池BT1)的電力不足或失效。在實際的設(shè)計中，電阻R10取值680歐，當(dāng)初 級電壓輸出端VCC (特別是充電電池BT1)低于3.6伏時，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)初級電壓輸出 端VCC (特別是充電電池BT1)低于3伏時，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，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)控制電路總成啟動時，微處理器U2和復(fù)位電路預(yù)先
對控制電路總成進行復(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，這些光線進入水柱后大部分(少數(shù)為全部)折射到水柱 內(nèi)，使得整個水柱呈現(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，本實用新型還可用于活動的沐洛花曬上，如圖13所示。 LWD彩燈在出水端的蓋板上均勻布置，使得每一個水柱均有LED光線投射到達。 在本實用新型中，對微處理器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M、外接電源或者充電電池BT1來供電，供電的 同時，當(dāng)充電電池BT1電量不足時，水流發(fā)電機M或外接電源就可對充電電 池BT1充電。供電電源經(jīng)過濾波和穩(wěn)壓后，在初級電壓輸出端VCC輸出6V電 壓，在二級電壓輸出端VDD輸出3V電壓。
水流檢測水流動態(tài)檢測電路可通過檢測水流發(fā)電機M的交流電輸出頻 率是否在20HZ以上，或者通過水壓檢測器SW2B和微動開關(guān)SW2A配合檢測是 否存在水流壓力，又或者通過水位檢測器SWSK檢測是否存在水流動態(tài)。當(dāng)以 上三種實施情況滿足后，這時三極管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，此時微處理器U2復(fù)位，處 于工作狀態(tài)；當(dāng)水流發(fā)電機M的交流電輸出頻率在20HZ以下或水流不存在壓 力時，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。
水溫檢測溫度傳感器RT1檢測到水流的溫度，微處理器U2就會指令其 第2或第3或第4引腳腳中的一個腳輸出高電平，驅(qū)使相應(yīng)的LED彩燈工作。
LED彩燈輸出顯示通過對微處理器U2的程序設(shè)置，設(shè)定水溫在0—30°C 時，藍色LED燈組LED1C~LED13C點亮；水溫在31—45。C時，綠色LED燈組 LED1B LED13B點亮；水溫在45。C或以上，紅色LED燈組LED1A ~ LED13A點 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檢測到有水時， 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)動三極管Q3 導(dǎo)通，藍色LED1A LED13A.點亮；②當(dāng)溫度傳感器RT1檢測到的溫度在31—45 'C且水流傳感器SW2檢測到有水時，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)動三極管Q2導(dǎo)通，綠色LED1B LED13B點亮；③當(dāng) 溫度傳感器RT1檢測到的溫度在45'C或以上且^K流傳感器SW2檢測到有水時， 微處理器U2第2腳輸出髙電平，經(jīng)電阻R3，二極管D3驅(qū)動三極管Q3導(dǎo)通， 紅色LED1C~LED13C點亮;
弱電LED指示初級電壓輸出端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，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，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 閃動的也越快，說明Ni-MH充電電池BT1電力不足或失效。
通過本實用新型，使用者通過視覺識別就可辨別水溫，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，方便實用。而且，本實用新 型是通過單片機電路控制，整體采用HT46系列單片機控制，借助單片機的控 制精確性與相應(yīng)電路的配合，水流的水溫、水流檢測精確，靈敏度高，能準 確感應(yīng)并反應(yīng)水溫，大大提高產(chǎn)品的實用可靠性。
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(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)、水流動態(tài)檢測電路、水溫檢測電路及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(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(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(M)輸出端經(jīng)濾波變?yōu)槌跫夒妷狠敵龆?VCC)，為LED彩燈供電，初級電壓輸出端(VCC)與電壓調(diào)整器(U1)的輸入端連接，初級電壓輸出端(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)濾波后作為二級電壓輸出端(VDD)；微處理器(U2)為HT46系列單片機，HT46系列單片機的第12引腳與二級電壓輸出端(VDD)電連接；水流動態(tài)檢測電路包括三極管(Q4)和用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置，三極管(Q4)的基極與二級電壓輸出端(VDD)電連接或者直接連接在檢測裝置上，實現(xiàn)二級電壓輸出端(VDD)或者檢測裝置為三極管(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 態(tài)檢測電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置為水流發(fā)電機(M)，水流發(fā)電機(M)的交流電輸出端與三極管(Q4)的基極，水流發(fā)電機(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 態(tài)檢測電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置為,水壓檢測器(SW2B)和微動開 關(guān)(SW2A ),微動開關(guān)(SW2A )接入三極管(Q4 )的基極與二級電壓輸出端(VDD ) 之間的連接電路，該微動開關(guān)(SW2A)為雙觸點離合式開關(guān)，其中一個觸點 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 測器(SW2B)接入水流通道，水壓檢測器(SW2B)的壓力閥連接在微動開關(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 態(tài)檢測電路中用于感知水流狀態(tài)的檢測裝置為水位檢測器(SWSK)，水位檢 測器(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，水流檢測器(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(M)的整流濾波輸出端與初級電壓輸出端(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)連接有用于檢測初級電壓輸出端(VCC)電壓的弱電檢測電路及弱電 顯示電路，其中弱電檢測電路包括電阻(R2)、電阻(R4A)及電阻(R4B),電阻(R2) 的一端與初級電壓輸出端(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 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、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、水流檢測電路、水溫檢測電路及LED燈連接電路，其中供電電路為控制電路提供兩級直流電輸出；水流動態(tài)檢測電路主要通過感知水流狀態(tài)的檢測裝置來檢測水流狀態(tài)以控制微處理器的工作或休眠；水溫檢測電路則主要通過溫度傳感器來檢測水流的溫度以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿⑻幚砥鳎欢⑻幚砥鲃t根據(jù)水溫檢測電路接輸送的信號來計算水溫，最終配合LED燈連接電路控制LED彩燈的亮滅。本實用新型根據(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別就可辨別水溫，方便實用，可靠性高，靈敏準確。
文檔編號F16K37/00GK201250949SQ20082020046
公開日2009年6月3日 申請日期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 申請人:陳孝林