本發(fā)明涉及計(jì)量設(shè)備領(lǐng)域,尤其涉及一種智能水表抗干擾的閥控電路及其工作方法。
背景技術(shù):
智能水表特別是磁卡水表經(jīng)常會有干擾的問題出現(xiàn),抗干擾能力決定了單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。干擾會影響單片機(jī)指令的正常執(zhí)行,當(dāng)ic卡智能水表受到外界強(qiáng)磁干擾時,由于磁干擾可能會造成閥門非正常打開或關(guān)閉的情況。一方面,考慮到智能水表內(nèi)電池使用壽命問題,智能水表要求超低功耗,而水表閥門的打開或關(guān)閉功耗較大,因而閥門的非正常打開或關(guān)閉會縮短水表的使用壽命。另一方面,閥門的非正常打開或關(guān)閉會帶來不便或嚴(yán)重后果。當(dāng)ic卡智能水表受到外界的強(qiáng)磁干擾時,由于磁干擾造成閥門的非正常關(guān)閉只能等磁干擾消失再刷卡取水,這只是造成了不便;但如果造成閥門非正常打開,則可能會造成大量漏水或偷水等情況發(fā)生。因此,智能水表的閥控電路設(shè)計(jì)非常重要。
干擾可能會使單片機(jī)系統(tǒng)非正常工作。干擾一般都是以脈沖的形式進(jìn)入系統(tǒng)的,竄入單片機(jī)系統(tǒng)的干擾渠道主要有三條:供電系統(tǒng)干擾、空間干擾、過程通道干擾。三種干擾中以來自供電系統(tǒng)的干擾最甚,其次為來自過程通道的干擾。對于來自空間的輻射干擾,需加適當(dāng)?shù)钠帘渭敖拥貋斫鉀Q。
由于智能水表不采用電網(wǎng)供電,因此不存在供電系統(tǒng)干擾問題??臻g干擾包括:電氣設(shè)備如發(fā)射機(jī)、中頻爐、可控硅逆變電源等產(chǎn)生的電干擾和磁干擾;廣播電臺或通訊發(fā)射臺發(fā)出的電磁波;空中雷電也會引起干擾。過程通道干擾是系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機(jī)之間進(jìn)行信息傳輸?shù)穆窂街挟a(chǎn)生的干擾。脈沖電磁閥目前仍普遍使用于現(xiàn)有水表中,但由于脈沖電磁閥是較大容量的感性負(fù)載,因而在切換這些感性負(fù)載瞬間,會產(chǎn)生很大的反電動勢,從而形成瞬變噪聲干擾,成為系統(tǒng)中電磁干擾的主要原因之一。這類干擾就屬于過程通道的干擾。過程通道的干擾的抑制主要采用光電隔離技術(shù),但采用光電隔離,必須要由兩個或多個隔離電源供電,這在智能水表中是不可能做到的。
國家知識產(chǎn)權(quán)局2014-1-22公開的一項(xiàng)實(shí)用新型專利(cn203405876u,一種抗電磁干擾的燃?xì)獗恚?,公開了一種抗電磁干擾的燃?xì)獗?,旨在提供一種抗電磁干擾能力強(qiáng)、效率高的燃?xì)獗恚浼夹g(shù)方案要點(diǎn)是包括燃?xì)獗須んw,所述燃?xì)獗須んw包括外殼體與內(nèi)殼體,所述燃?xì)獗須んw包括抗電磁干擾裝置,所述抗電磁干擾裝置包括電磁屏蔽網(wǎng)、抗干擾磁芯以及電磁吸收板,所述抗電磁干擾裝置裝置設(shè)于外殼體與內(nèi)殼體之間,利用抗電磁干擾裝置可以高效地將各種電磁波阻擋在燃?xì)獗碇猓蛘呤菍⑵湮?,抗電磁干擾裝置內(nèi)部包括電磁屏蔽網(wǎng)、抗干擾磁芯以及電磁吸收板這三個組件,層層把關(guān),以隔絕配合吸收的方式,使燃?xì)獗硎冀K保持正常工作。但是制作成本高且體積大,不能防止過程通道干擾。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對以上問題,提供了一種能有效防止過程通道干擾且體積小抗干擾能力強(qiáng)的一種智能水表抗干擾閥控電路及其工作方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種智能水表抗干擾閥控電路,包括閥控模塊和防拆檢測模塊,所述防拆檢測模塊與所述閥控模塊分別連接mcu芯片,所述閥控模塊包括信號處理模塊和閥門動作模塊,所述信號處理模塊與所述閥門動作模塊連接;
所述閥門動作模塊包括三極管t1~t4、電阻r2~r5、電磁閥線圈v0和電磁閥門v1,三極管t1和三極管t2的發(fā)射極與電源vcc連接,三極管t1的基極與三極管t2的集電極之間設(shè)有電阻r2,三極管t2的基極與三極管t1的集電極之間設(shè)有電阻r3,三極管t1的基極、電阻r2和三極管t3的集電極順次連接,三極管t2的基極、電阻r3和三極管t4的集電極順次連接;
所述三極管t3和三極管t4的發(fā)射極分別接地,所述三極管t3的基極接電阻r4后接信號處理模塊,信號處理模塊輸出電磁閥打開信號給三極管t3,所述三極管t4的基極接電阻r5后接信號處理模塊,信號處理模塊輸出電磁閥關(guān)閉信號給三極管t4;
所述電磁閥線圈v0設(shè)于所述電阻r2和電阻r3之間,所述電磁閥線圈v0控制所述電磁閥門v1的開閉,所述電磁閥線圈兩端設(shè)有雙向穩(wěn)壓二極管tvs。
所述信號處理模塊包括或門n2、或非門n3、電壓比較器n4~n5、電阻r8~r13;
電源vcc依次串聯(lián)電阻r8和電阻r9后接地,電壓比較器n4的反向輸入端連接在電阻r8和電阻r9之間,所述電壓比較器n4的正向輸入端連接mcu芯片,接受mcu輸出的電磁閥關(guān)閉電平,所述電壓比較器n4的輸出端接電阻r5,所述電壓比較器n4的電源輸入端接vcc電源,所述電壓比較器n4的使能端接或門n2,所述電壓比較器n4的輸出端與電壓比較器n4的電源輸入端之間設(shè)有電阻r12;
所述或門n2包括輸入端一、輸入端二、輸入端三和輸出端一,所述輸入端一、輸入端二和輸入端三分別連接mcu芯片,所述輸出端連接電壓比較器n4的使能端;
電源vcc還依次串聯(lián)電阻r10和電阻r11后接地,電壓比較器n5的反向輸入端連接在電阻r10和電阻r11之間,所述電壓比較器n5的正向輸入端連接mcu芯片,接受mcu芯片輸出的電磁閥打開電平,所述電壓比較器n5的輸出端接電阻r4,所述電壓比較器n5的電源輸入端接vcc電源,所述電壓比較器n5的使能端接與門非n3,所述電壓比較器n5的輸出端與電壓比較器n5的電源輸入端之間設(shè)有電阻r13;
所述或門n2的輸入端一、或門n2的輸入端二分別連接mcu,所述或門n2的輸入端三連接防拆檢測模塊,所述或門n2的輸出端連接電壓比較器n4的使能端;
所述或非門n3的輸入端一、或非門n3的輸入端二分別連接mcu,所述或非門n3的輸入端三連接防拆檢測模塊,所述或非門n3的輸出端連接電壓比較器n5的使能端。
所述防拆檢測模塊包括電阻r1、防拆按鈕k1和電容c1,所述電源vcc、電阻r1電容c1串聯(lián)后接地,所述電容c1的兩端并聯(lián)防拆按鈕k1,所述電阻r1和電容c1之間分別連接或門n2的輸入端三和或非門n3的輸入端三。
所述信號處理模塊包括與非門n6、與門n7、電壓比較器n8~n9、電阻r14~r19;
電源vcc依次串聯(lián)電阻r14和電阻r15后接地,電壓比較器n8的反向輸入端連接在電阻r14和電阻r15之間,所述電壓比較器n8的正向輸入端連接mcu芯片,接受mcu輸出的電磁閥關(guān)閉電平,所述電壓比較器n8的輸出端接電阻r5,所述電壓比較器n8的電源輸入端接vcc電源,所述電壓比較器n8的使能端接與非門n6,所述電壓比較器n8的輸出端與電壓比較器n8的電源輸入端之間設(shè)有電阻r18;
所述與非門n6包括輸入一、輸入二、輸入三和輸出一,所述輸入一和輸入二分別連接mcu芯片,所述輸出端連接電壓比較器n4的使能端;
電源vcc還依次串聯(lián)電阻r10和電阻r11后接地,電壓比較器n5的反向輸入端連接在電阻r16和電阻r17之間,所述電壓比較器n9的正向輸入端連接mcu芯片,接受mcu芯片輸出的電磁閥打開電平,所述電壓比較器n9的輸出端接電阻r4,所述電壓比較器n9的電源輸入端接vcc電源,所述電壓比較器n9的使能端接與門n6,所述電壓比較器n9的輸出端與電壓比較器n9的電源輸入端之間設(shè)有電阻r19;
所述與非門n6的輸入端一和與非門n6的輸入端二分別連接mcu,所述與非門n6的輸入端三連接防拆檢測模塊,所述與非門n6的輸出端連接電壓比較器n8的使能端;
所述與門n7的輸入端一、與門n7的輸入端二分別連接mcu,所述與門n7的輸入端三連接防拆檢測模塊,所述與門n7的輸出端連接電壓比較器n5的使能端。
所述防拆檢測模塊包括電阻r、電阻r7、防拆按鈕k和電容c,電源vcc、電阻r、防拆按鈕k和電阻r7依次連接后接地,所述電阻r7的兩端并聯(lián)電容c,所述電阻r7和電容c之間分別連接或門n2的輸入端三和或非門n3的輸入端三。
所述mcu芯片上還連接有電壓檢測電路,所述電壓檢測電路包括低電壓檢測芯片ht7033a和電阻r6;
所述低電壓檢測芯片的電壓輸入端連接電源vcc,所述低電壓檢測芯片的電壓輸出端輸連接mcu芯片,所述低電壓檢測芯片的電壓輸入端和低電壓檢測芯片的電壓輸出端之間設(shè)有電阻r6。
一種智能水表抗干擾閥控電路的工作方法,按如下步驟工作:
1)智能水表喚醒上電,
2)條件判定是否出現(xiàn)欠費(fèi)、電池欠壓和表蓋打開事件中的一項(xiàng)或幾項(xiàng),若是則轉(zhuǎn)步驟3),若否則轉(zhuǎn)步驟4),
3)或門n2輸出高電平,或非門n3輸出低電平
3.1)比較器n4進(jìn)行脈沖信號翻轉(zhuǎn),
3.2)輸出關(guān)閉閥門脈沖;
4)或門n2輸出低電平,或非門n3輸出高電平,
4.1)比較器n5進(jìn)行脈沖信號翻轉(zhuǎn),
4.2)輸出打開閥門脈沖,完畢。
本發(fā)明增加輔助比較器電路,通過控制比較器的使能端,在滿足打開或關(guān)閉條件時比較器才能輸出,進(jìn)而降低脈沖電磁閥非正常打開或關(guān)閉的概率。電磁閥采用脈沖驅(qū)動形式,當(dāng)關(guān)閉控制脈沖施加到電磁閥上時,電磁閥門v1關(guān)閉并保持狀態(tài),只有當(dāng)打開控制脈沖施加到電磁閥上時,閥門才打開并保持狀態(tài)。脈沖電磁閥線圈連接在驅(qū)動電路輸出的兩端,由于脈沖電磁閥是較大容量的感性負(fù)載,因而在切換這些感性負(fù)載瞬間,會產(chǎn)生很大的反電動勢,因此在在線圈兩端并聯(lián)有雙向穩(wěn)壓二極管tvs,用以抑制電壓尖沖。驅(qū)動晶體管由pnp三極管t1、pnp三極管t2和npn三極管t3、npn三極管t4組成。當(dāng)電磁閥閥門打開脈輸入時,電磁閥閥門關(guān)閉脈沖輸入為低電平。此時,三極管t1和三極管t3處于開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài),t3飽和導(dǎo)通,t3的c極(即與電阻r2的連接端)近似為地,即電磁閥線圈的左端近似為地。此時,由于三極管t2和三極管t4處于截止?fàn)顟B(tài),三極管t1處于導(dǎo)通狀態(tài),因此t1的c極(即與電阻r3的連接端)近似為電源電壓vcc,即電磁閥線圈的右端近似為電源電壓vcc。電磁閥線圈通過電流,電磁閥閥門打開。電磁閥閥門關(guān)閉過程類似。
智能水表只有在剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))為0、電池欠壓或表蓋被打開的情況下才會關(guān)閉閥門,切斷供水。當(dāng)剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))為0時,輸出高電平,否則輸出低電平。當(dāng)水表電池欠壓時,mcu芯片輸出高電平,否則輸出低電平。當(dāng)水表表蓋被打開時,輸出高電平,否則輸出低電平。智能水表正常工作時,或門n2和或非門n3均為低電平,此時電壓比較器n5的使能端為高電平,水表閥門可正常打開;電壓比較器n4的使能端為低電平,n4不能進(jìn)行翻轉(zhuǎn),水表閥門不能關(guān)閉。當(dāng)剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))為0、電池欠壓或表蓋被打開中有一個條件被滿足(或門n2和或非門n3中任一輸入為高電平時),電壓比較器n4的使能端為高電平,電壓比較器n4可進(jìn)行翻轉(zhuǎn),水表閥門可關(guān)閉;而電壓比較器n5為低電平,電壓比較器n5不能進(jìn)行翻轉(zhuǎn),水表閥門不可打開。由于采用多端輸入,也就能避免通道干擾,防止幅度較小的干擾信號通過比較器輸出,從而避免閥門的誤動作。使得能有效防止過程通道干擾且體積小抗干擾能力強(qiáng)。
為了減少mcu芯片的工作強(qiáng)度,延長mcu芯片的工作壽命,提供第二種防拆檢測模塊的實(shí)施例,直接利用電壓檢測電路的檢測信號,不需要mcu芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換,從而減少mcu芯片的一路輸出,加速mcu芯片的運(yùn)行速度,加快整個閥門的反應(yīng)速度。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的原理框圖,
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一信號處理模塊電氣原理圖,
圖3是本發(fā)明實(shí)施例一防拆檢測模塊的電氣原理圖,
圖4是本發(fā)明實(shí)施例二信號處理模塊電氣原理圖
圖5是本發(fā)明實(shí)施例二防拆檢測模塊的電氣原理圖,
圖6是本發(fā)明中閥門動作模塊電氣原理圖,
圖7是本發(fā)明中電壓檢測電路電氣原理圖,
圖8是本發(fā)明的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明如圖1-8所示,一種智能水表抗干擾閥控電路,包括閥控模塊和防拆檢測模塊,所述防拆檢測模塊與所述閥控模塊分別連接mcu芯片,所述閥控模塊包括信號處理模塊和閥門動作模塊,所述信號處理模塊與所述閥門動作模塊連接;增加輔助比較器電路,通過控制比較器的使能端,在滿足打開或關(guān)閉條件時比較器才能輸出,進(jìn)而降低脈沖電磁閥非正常打開或關(guān)閉的概率。
所述閥門動作模塊包括三極管t1~t4、電阻r2~r5、電磁閥線圈v0和電磁閥門v1,三極管t1和三極管t2的發(fā)射極與電源vcc連接,三極管t1的基極與三極管t2的集電極之間設(shè)有電阻r2,三極管t2的基極與三極管t1的集電極之間設(shè)有電阻r3,三極管t1的基極、電阻r2和三極管t3的集電極順次連接,三極管t2的基極、電阻r3和三極管t4的集電極順次連接;所述三極管t3和三極管t4的發(fā)射極分別接地,所述三極管t3的基極接電阻r4后接信號處理模塊,信號處理模塊輸出電磁閥打開信號給三極管t3,所述三極管t4的基極接電阻r5后接信號處理模塊,信號處理模塊輸出電磁閥關(guān)閉信號給三極管t4;所述電磁閥線圈v0設(shè)于所述電阻r2和電阻r3之間,所述電磁閥線圈v0控制所述電磁閥門v1的開閉,所述電磁閥線圈兩端設(shè)有雙向穩(wěn)壓二極管tvs。
電磁閥采用脈沖驅(qū)動形式,當(dāng)關(guān)閉控制脈沖施加到電磁閥上時,電磁閥門v1關(guān)閉并保持狀態(tài),只有當(dāng)打開控制脈沖施加到電磁閥上時,閥門才打開并保持狀態(tài)。脈沖電磁閥線圈連接在驅(qū)動電路輸出的兩端,由于脈沖電磁閥是較大容量的感性負(fù)載,因而在切換這些感性負(fù)載瞬間,會產(chǎn)生很大的反電動勢,因此在在線圈兩端并聯(lián)有雙向穩(wěn)壓二極管tvs,用以抑制電壓尖沖。驅(qū)動晶體管由pnp三極管t1、pnp三極管t2和npn三極管t3、npn三極管t4組成。當(dāng)電磁閥閥門打開脈輸入時,電磁閥閥門關(guān)閉脈沖輸入為低電平。此時,三極管t1和三極管t3處于開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài),t3飽和導(dǎo)通,t3的c極(即與電阻r2的連接端)近似為地,即電磁閥線圈的左端近似為地。此時,由于三極管t2和三極管t4處于截止?fàn)顟B(tài),三極管t1處于導(dǎo)通狀態(tài),因此t1的c極(即與電阻r3的連接端)近似為電源電壓vcc,即電磁閥線圈的右端近似為電源電壓vcc。電磁閥線圈通過電流,電磁閥閥門打開。電磁閥閥門關(guān)閉過程類似。
所述信號處理模塊包括或門n2、或非門n3、電壓比較器n4~n5、電阻r8~r13;
電源vcc依次串聯(lián)電阻r8和電阻r9后接地,電壓比較器n4的反向輸入端連接在電阻r8和電阻r9之間,所述電壓比較器n4的正向輸入端連接mcu芯片,接受mcu輸出的電磁閥關(guān)閉電平,所述電壓比較器n4的輸出端接電阻r5,所述電壓比較器n4的電源輸入端接vcc電源,所述電壓比較器n4的使能端接或門n2,所述電壓比較器n4的輸出端與電壓比較器n4的電源輸入端之間設(shè)有電阻r12;所述或門n2包括輸入端一、輸入端二、輸入端三和輸出端一,所述輸入端一、輸入端二和輸入端三分別連接mcu芯片,所述輸出端連接電壓比較器n4的使能端;電源vcc還依次串聯(lián)電阻r10和電阻r11后接地,電壓比較器n5的反向輸入端連接在電阻r10和電阻r11之間,所述電壓比較器n5的正向輸入端連接mcu芯片,接受mcu芯片輸出的電磁閥打開電平,所述電壓比較器n5的輸出端接電阻r4,所述電壓比較器n5的電源輸入端接vcc電源,所述電壓比較器n5的使能端接與門非n3,所述電壓比較器n5的輸出端與電壓比較器n5的電源輸入端之間設(shè)有電阻r13;所述或門n2的輸入端一、或門n2的輸入端二分別連接mcu,所述或門n2的輸入端三連接防拆檢測模塊,所述或門n2的輸出端連接電壓比較器n4的使能端;所述或非門n3的輸入端一、或非門n3的輸入端二分別連接mcu,所述或非門n3的輸入端三連接防拆檢測模塊,所述或非門n3的輸出端連接電壓比較器n5的使能端。
mcu芯片讀取剩余水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))信息,當(dāng)剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))為0時,輸出為高電平。剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))大于0時,輸出為低電平。通過mcu芯片將剩余水量信息輸入到或門n2和或非門n3的輸入端一,構(gòu)成一路輸入信號,
電壓檢測模塊檢測電池電壓,將電池電壓信息轉(zhuǎn)換為高(或低)電平經(jīng)mcu芯片處理后輸出至或門n2和或非門n3的輸入端二,當(dāng)電壓高于門限值則電壓檢測模塊輸出高電平至mcu芯片,mcu芯片輸出低電平至或門n2和或非門n3的輸入端二,反之則mcu芯片輸出高電平至或門n2和或非門n3的輸入端二,構(gòu)成第二路輸入信號。
所述防拆檢測模塊包括電阻r1、防拆按鈕k1和電容c1,所述電源vcc、電阻r1電容c1串聯(lián)后接地,所述電容c1的兩端并聯(lián)防拆按鈕k1,所述電阻r1和電容c1之間分別連接或門n2的輸入端三和或非門n3的輸入端三。防拆檢測模塊正常使用時,由于水表表蓋蓋上,因此防拆按鈕k1處于閉合狀態(tài),防拆檢測模塊輸出低電平。而一旦表蓋被打開,防拆按鈕k1處于打開狀態(tài),電源vcc經(jīng)電阻r1給電容c1充電,防拆檢測模塊輸出變?yōu)楦唠娖健?/p>
防拆檢測模塊將高低電平信號輸入到或門n2和或非門n3的輸入端三,構(gòu)成第三路輸入信號。
電磁閥閥門打開脈沖和關(guān)閉脈沖不是直接連接到閥控電路中r4和r5,而是分別接入帶有使能端的比較器n5、n4的同相輸入端,再由比較器n5、n4的輸出端分別接連接到閥控電路中r4和r5。比較器n5、n4采用帶有使能端的單比較器,比較器電源為vcc,比較器的反相輸入端電壓為vcc/2。當(dāng)比較器n5、n4的使能端為高電平時,當(dāng)打開脈沖或關(guān)閉脈沖有輸入控制脈沖(mcu芯片發(fā)出的脈沖)時(控制脈沖高電平為vcc),在比較器n5或n4的輸出端輸出控制脈沖。當(dāng)比較器n5、n4的使能端為低電平時,對應(yīng)的比較器不能工作,比較器輸出為低電平。設(shè)置比較器的反相輸入端電壓為vcc/2的目的為防止幅度較小的干擾信號通過比較器輸出,從而避免閥門的誤動作。使得能有效防止過程通道干擾且體積小抗干擾能力強(qiáng)。
智能水表只有在剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))為0、電池欠壓或表蓋被打開的情況下才會關(guān)閉閥門,切斷供水。當(dāng)剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))為0時,輸出高電平,否則輸出低電平。當(dāng)水表電池欠壓時,mcu芯片輸出高電平,否則輸出低電平。當(dāng)水表表蓋被打開時,輸出高電平,否則輸出低電平。智能水表正常工作時,或門n2和或非門n3均為低電平,此時電壓比較器n5的使能端為高電平,水表閥門可正常打開;電壓比較器n4的使能端為低電平,n4不能進(jìn)行翻轉(zhuǎn),水表閥門不能關(guān)閉。當(dāng)剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))為0、電池欠壓或表蓋被打開中有一個條件被滿足(或門n2和或非門n3中任一輸入為高電平時),電壓比較器n4的使能端為高電平,電壓比較器n4可進(jìn)行翻轉(zhuǎn),水表閥門可關(guān)閉;而電壓比較器n5為低電平,電壓比較器n5不能進(jìn)行翻轉(zhuǎn),水表閥門不可打開。由于采用多端輸入,也就能避免通道干擾,防止幅度較小的干擾信號通過比較器輸出,從而避免閥門的誤動作。使得能有效防止過程通道干擾且體積小抗干擾能力強(qiáng)。
為了減少mcu芯片的工作強(qiáng)度,延長mcu芯片的工作壽命,提供第二種防拆檢測模塊的實(shí)施例,直接利用電壓檢測電路的檢測信號,不需要mcu芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換,從而減少mcu芯片的一路輸出,加速mcu芯片的運(yùn)行速度,加快整個閥門的反應(yīng)速度。
所述信號處理模塊包括與非門n6、與門n7、電壓比較器n8~n9、電阻r14~r19;
電源vcc依次串聯(lián)電阻r14和電阻r15后接地,電壓比較器n8的反向輸入端連接在電阻r14和電阻r15之間,所述電壓比較器n8的正向輸入端連接mcu芯片,接受mcu輸出的電磁閥關(guān)閉電平,所述電壓比較器n8的輸出端接電阻r5,所述電壓比較器n8的電源輸入端接vcc電源,所述電壓比較器n8的使能端接與非門n6,所述電壓比較器n8的輸出端與電壓比較器n8的電源輸入端之間設(shè)有電阻r18;
所述與非門n6包括輸入一、輸入二、輸入三和輸出一,所述輸入一和輸入二分別連接mcu芯片,所述輸出端連接電壓比較器n4的使能端;
電源vcc還依次串聯(lián)電阻r10和電阻r11后接地,電壓比較器n5的反向輸入端連接在電阻r16和電阻r17之間,所述電壓比較器n9的正向輸入端連接mcu芯片,接受mcu芯片輸出的電磁閥打開電平,所述電壓比較器n9的輸出端接電阻r4,所述電壓比較器n9的電源輸入端接vcc電源,所述電壓比較器n9的使能端接與門n6,所述電壓比較器n9的輸出端與電壓比較器n9的電源輸入端之間設(shè)有電阻r19;
所述與非門n6的輸入端一和與非門n6的輸入端二分別連接mcu,所述與非門n6的輸入端三連接防拆檢測模塊,所述與非門n6的輸出端連接電壓比較器n8的使能端;
所述與門n7的輸入端一、與門n7的輸入端二分別連接mcu,所述與門n7的輸入端三連接防拆檢測模塊,所述與門n7的輸出端連接電壓比較器n5的使能端。
水表正常工作時,與門n7和與非門n6的輸入均為高電平,電壓比較器n9的使能端為高電平,電磁閥閥門可被打開,電壓比較器n8的使能端為低電平,電磁閥閥門不能關(guān)閉。當(dāng)與門n7和與非門n6的輸入中任一電平為低電平時,與門n7的輸出均為低電平,比較器n9的使能端為低電平,不能進(jìn)行翻轉(zhuǎn),閥門不能被打開。而此時,電壓比較器n8的使能端為高電平,電磁閥閥門可被關(guān)閉。
所述防拆檢測模塊包括電阻r、電阻r7、防拆按鈕k和電容c,電源vcc、電阻r、防拆按鈕k和電阻r7依次連接后接地,所述電阻r7的兩端并聯(lián)電容c,所述電阻r7和電容c之間分別連接或門n2的輸入端三和或非門n3的輸入端三。
正常使用時,由于水表表蓋蓋上,因此防拆按鈕k處于閉合狀態(tài),輸出的電壓為vcc×(68/(6.8+68)=0.91vcc,為高電平,并給電容c1充電。而一旦表蓋被打開,防拆按鈕k1處于打開狀態(tài),電容c1經(jīng)r7放電,輸出變?yōu)榈碗娖健?/p>
該電路在上電時刻也存在輸出變?yōu)榈碗娖降那樾?,但由于考慮防抖等因素,一般mcu芯片發(fā)出開啟閥門或關(guān)閉閥門控制脈沖前會進(jìn)行一定時間的延遲,因此不會存在上電時誤動作的情況,因?yàn)殡娙輈1充電時間很短。由圖6可知,電容c1充電至vcc/2時即可為高電平,時間為:0.5×6.8×103×10×10-9=34(μs)。與上一個實(shí)施例相比較由于由于水表表蓋蓋上防拆檢測模塊輸出的是高電平,反之則輸出低電平,那么,為了達(dá)到在剩余用水量(或剩余預(yù)交水費(fèi))為0、電池欠壓或表蓋被打開的情況下關(guān)閉閥門這一效果,就需要在或門n2和或非門n3的另兩路輸入中的其中一路信號發(fā)生翻轉(zhuǎn),也就是說或門n2和或非門n3能夠直接利用電壓檢測電路輸出的電平信號,不需要利用mcu芯片進(jìn)行翻轉(zhuǎn),這樣就減少mcu芯片的工作強(qiáng)度,延長mcu芯片的工作壽命,提供第二種防拆檢測模塊的實(shí)施例,直接利用電壓檢測電路的檢測信號,不需要mcu芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換,從而減少mcu芯片的一路輸出,加速mcu芯片的運(yùn)行速度,加快整個閥門的反應(yīng)速度。
所述mcu芯片上還連接有電壓檢測電路,所述電壓檢測電路包括低電壓檢測芯片ht7033a和電阻r6;所述低電壓檢測芯片的電壓輸入端連接電源vcc,所述低電壓檢測芯片的電壓輸出端輸連接mcu芯片,所述低電壓檢測芯片的電壓輸入端和低電壓檢測芯片的電壓輸出端之間設(shè)有電阻r6。
電壓高于門限值時,n1輸出端low_vd輸出高電平至mcu端口,反之則輸出低電平。具體門限值根據(jù)電源電壓決定,如采用3.6v電池供電,則低于3.3v時認(rèn)為是欠壓狀態(tài),可采用ht7033a芯片。
一種智能水表抗干擾閥控電路的工作方法,按如下步驟工作:
1)智能水表喚醒上電,
2)條件判定是否出現(xiàn)欠費(fèi)、電池欠壓和表蓋打開事件中的一項(xiàng)或幾項(xiàng),若是則轉(zhuǎn)步驟3),若否則轉(zhuǎn)步驟4),
3)或門n2輸出高電平,或非門n3輸出低電平
3.1)電壓比較器n4進(jìn)行脈沖信號翻轉(zhuǎn),
3.2)輸出關(guān)閉閥門脈沖;
4)或門n2輸出低電平,或非門n3輸出高電平,
4.1)電壓比較器n5進(jìn)行脈沖信號翻轉(zhuǎn),
4.2)輸出打開閥門脈沖,完畢。