一种智能数字球阀的传感切换装置的制作方法

本技术涉及信号采集设备，尤其涉及一种智能数字球阀的传感切换装置。

背景技术：

1、球阀，是一种启闭件为球体，经由阀杆带动启闭件绕着球阀的轴向作旋转运动的阀门，常用于流体的调节与控制，只需90°的旋转角度和较小的力矩就可以实现管路的开、断功能。目前农业灌溉时间节点和灌溉水量多凭人为经验判断，缺乏准确性，而且田间阀门多为手动阀门，需由人工控制阀门的开启和关闭，不仅耗时耗力，生产效率低下，还会因无法及时适时开关阀门，导致作物无法得到及时灌溉，并导致水资源的大量浪费，降低水资源的利用效率，降低农产品质量；球阀缺乏对外部环境如水温、水压、阀门开启状态、阀门驱动电机工作状态等等的可靠监测能力，不能适应多样化的应用需求。在数字化、信息化技术普及的当下，智能数字球阀得到越来越广泛的使用，通过配备相应的传感设备提高电动球阀的检测能力，但是传感设备会使用大量的接口资源，相应的会带来接线复杂，能耗较高的问题，降低了智能数字球阀的运行的可靠性。

2、因此，提供一种智能数字球阀专用的传感切换装置，以便节省宝贵的接口资源，降低能耗，保证智能数字球阀的长期稳定运行，是很有必要的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提出了一种占用端口资源少、能定时唤醒并轮询工作的智能数字球阀的传感切换装置。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种智能数字球阀的传感切换装置，包括若干检测单元(1)、分时复用单元(2)、主控单元(3)和电源单元(4)；

3、分时复用单元(2)具有若干独立的输入端口、一路输出端口和通道选择端口；

4、各检测单元(1)的输出端分别与分时复用单元(2)的一路输入端口对应电性连接；分时复用单元(2)的输出端口与主控单元(3)的输入端电性连接，分时复用单元(2)的通道选择端口与主控单元(3)的输出端一一对应电性连接；

5、各检测单元(1)、分时复用单元(2)和主控单元(3)分别与电源单元(4)电性连接；分时复用单元(2)间歇的启动，且分时复用单元(2)在启动时，将各输入端口轮流与各检测单元(1)的输出端进行连通。

6、在以上技术方案的基础上，优选的，所示检测单元(1)包括若干第一检测子电路(11)、第二检测子电路(12)和第三检测子电路(13)；各第一检测子电路(11)的输入端与电源单元(4)电性连接，各第一检测子电路(11)的输出端与分时复用单元(2)的输入端口电性连接；第二检测子电路(12)的输入端分别与电源单元(4)和数字球阀的阀轴固定连接，第二检测子电路(12)的输出端与分时复用单元(2)的输入端口电性连接；第三检测子电路(13)的输入端与数字球阀的驱动电机m电性连接，第三检测子电路(13)的输出端与分时复用单元(2)的输入端口电性连接。

7、优选的，第一检测子电路(11)包括第一分压电阻、第二分压电阻和第一电容；第一分压电阻的一端与电源单元(4)电性连接，第一分压电阻的另一端与第二分压电阻的一端和第一电容的一端电性连接，第二分压电阻的另一端与第一电容的另一端分别接地；第一分压电阻与第二分压电阻的公共端作为第一检测子电路(11)的输出端。

8、进一步优选的，第二检测子电路(12)包括第二电容c7、第三分压电阻r11和可调电阻r12；可调电阻r12的活动端还与数字球阀的阀轴连接；第三分压电阻r11一端与电源单元(4)和第二电容c7的一端电性连接，第二电容c7的另一端接地，第三分压电阻r11的另一端与可调电阻r12的活动端电性连接，可调电阻r12的第一端悬空，可调电阻r12的第二端接地；可调电阻r12的活动端作为第二检测子电路(12)的输出端。

9、更进一步优选的，第三检测子电路(13)包括电流采样电阻r22和第三电容c66，电流采样电阻r22的一端与数字球阀的驱动电机m和第三电容c66的一端电性连接，电流采样电阻r22的另一端与第三电容c66的另一端分别接地；电流采样电阻r22的非接地端作为第三检测子电路(13)的输出端。

10、优选的，分时复用单元(2)包括多路开关芯片u2；多路开关芯片u2的引脚6、引脚7和引脚8均接地，多路开关芯片u2的引脚1、引脚2、引脚5、引脚12、引脚13、引脚14和引脚15分别作为分时复用单元(2)的输入端口；多路开关芯片u2的引脚3作为分时复用单元(2)的输出端口与主控单元(3)的输入端电性连接；多路开关芯片u2的引脚9、引脚10和引脚11作为分时复用单元(2)的通道选择端口。

11、进一步优选的，主控单元(3)包括电平转换芯片u4和控制器u1；电平转换芯片u4的引脚19和引脚2分别与电源单元(4)电性连接，电平转换芯片u4的引脚12、引脚13和引脚14分别与多路开关芯片u2的引脚9、引脚10和引脚11一一对应电性连接；电平转换芯片u4的引脚9、引脚8和引脚7分别与控制器u1的引脚62、引脚63和引脚64对应电性连接；多路开关芯片u2的引脚10与电阻r10的一端电性连接，电阻r10的另一端分别与电源单元(4)和电阻r28的一端电性连接，电阻r28的另一端接地；控制器u1的引脚19与多路开关芯片u2的引脚3直接连接。

12、更进一步优选的，所述电源单元(4)包括光伏板、储能电池bat和若干降压子电路；光伏板输出直流电压，并向储能电池bat充电；储能电池bat输出+12v电压；储能电池bat的输出电压作为降压子电路的输入，由降压子电路降压后输出对应的工作电压供检测单元(1)、分时复用单元(2)或者主控单元(3)使用。

13、再进一步优选的，降压子电路包括同步降压变换器，同步降压变换器的引脚2和引脚3均与储能电池bat的正极电性连接，同步降压变换器的引脚1接地；同步降压变换器的引脚4与引脚6均接地；同步降压变换器的引脚8与第四电容的一端和电感的一端电性连接，第四电容的另一端与同步降压变换器的引脚7电性连接；电感的另一端第五电容的一端、第四分压电阻的一端和第六电容的一端电性连接，第四分压电阻的另一端分别与第五分压电阻的一端、第五电容的另一端和同步降压变换器的引脚5电性连接；第五分压电阻的另一端与第六电容的另一端均接地；电感远离同步降压变换器的一端作为降压子电路的输出端。

14、本实用新型提供的一种智能数字球阀的传感切换装置，相对于现有技术，具有以下有益效果：

15、(1)本方案通过不同的检测单元与同一个分时复用单元的输入端口连接，节省了宝贵的端口资源，而且各检测单元可以在分时复用单元工作时才同步唤醒工作，能节省能源开销，提高储能电池的使用寿命；

16、(2)各检测单元输出同类型的检测信号，共用主控单元的同一个模数转换端口，节省系统开销并可简化电路结构和布局，适应户外长时间稳定运行的需求。

技术特征：

1.一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：包括若干检测单元(1)、分时复用单元(2)、主控单元(3)和电源单元(4)；

2.根据权利要求1所述的一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：所示检测单元(1)包括若干第一检测子电路(11)、第二检测子电路(12)和第三检测子电路(13)；各第一检测子电路(11)的输入端与电源单元(4)电性连接，各第一检测子电路(11)的输出端与分时复用单元(2)的输入端口电性连接；第二检测子电路(12)的输入端分别与电源单元(4)和数字球阀的阀轴固定连接，第二检测子电路(12)的输出端与分时复用单元(2)的输入端口电性连接；第三检测子电路(13)的输入端与数字球阀的驱动电机m电性连接，第三检测子电路(13)的输出端与分时复用单元(2)的输入端口电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：第一检测子电路(11)包括第一分压电阻、第二分压电阻和第一电容；第一分压电阻的一端与电源单元(4)电性连接，第一分压电阻的另一端与第二分压电阻的一端和第一电容的一端电性连接，第二分压电阻的另一端与第一电容的另一端分别接地；第一分压电阻与第二分压电阻的公共端作为第一检测子电路(11)的输出端。

4.根据权利要求3所述的一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：第二检测子电路(12)包括第二电容c7、第三分压电阻r11和可调电阻r12；可调电阻r12的活动端还与数字球阀的阀轴连接；第三分压电阻r11一端与电源单元(4)和第二电容c7的一端电性连接，第二电容c7的另一端接地，第三分压电阻r11的另一端与可调电阻r12的活动端电性连接，可调电阻r12的第一端悬空，可调电阻r12的第二端接地；可调电阻r12的活动端作为第二检测子电路(12)的输出端。

5.根据权利要求4所述的一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：第三检测子电路(13)包括电流采样电阻r22和第三电容c66，电流采样电阻r22的一端与数字球阀的驱动电机m和第三电容c66的一端电性连接，电流采样电阻r22的另一端与第三电容c66的另一端分别接地；电流采样电阻r22的非接地端作为第三检测子电路(13)的输出端。

6.根据权利要求2所述的一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：分时复用单元(2)包括多路开关芯片u2；多路开关芯片u2的引脚6、引脚7和引脚8均接地，多路开关芯片u2的引脚1、引脚2、引脚5、引脚12、引脚13、引脚14和引脚15分别作为分时复用单元(2)的输入端口；多路开关芯片u2的引脚3作为分时复用单元(2)的输出端口与主控单元(3)的输入端电性连接；多路开关芯片u2的引脚9、引脚10和引脚11作为分时复用单元(2)的通道选择端口。

7.根据权利要求6所述的一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：主控单元(3)包括电平转换芯片u4和控制器u1；电平转换芯片u4的引脚19和引脚2分别与电源单元(4)电性连接，电平转换芯片u4的引脚12、引脚13和引脚14分别与多路开关芯片u2的引脚9、引脚10和引脚11一一对应电性连接；电平转换芯片u4的引脚9、引脚8和引脚7分别与控制器u1的引脚62、引脚63和引脚64对应电性连接；多路开关芯片u2的引脚10与电阻r26的一端电性连接，电阻r26的另一端分别与电源单元(4)和电阻r28的一端电性连接，电阻r28的另一端接地；控制器u1的引脚19与多路开关芯片u2的引脚3直接连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：所述电源单元(4)包括光伏板、储能电池bat和若干降压子电路；光伏板输出直流电压，并向储能电池bat充电；储能电池bat输出+12v电压；储能电池bat的输出电压作为降压子电路的输入，由降压子电路降压后输出对应的工作电压供检测单元(1)、分时复用单元(2)或者主控单元(3)使用。

9.根据权利要求8所述的一种智能数字球阀的传感切换装置，其特征在于：降压子电路包括同步降压变换器，同步降压变换器的引脚2和引脚3均与储能电池bat的正极电性连接，同步降压变换器的引脚1接地；同步降压变换器的引脚4与引脚6均接地；同步降压变换器的引脚8与第四电容的一端和电感的一端电性连接，第四电容的另一端与同步降压变换器的引脚7电性连接；电感的另一端第五电容的一端、第四分压电阻的一端和第六电容的一端电性连接，第四分压电阻的另一端分别与第五分压电阻的一端、第五电容的另一端和同步降压变换器的引脚5电性连接；第五分压电阻的另一端与第六电容的另一端均接地；电感远离同步降压变换器的一端作为降压子电路的输出端。

技术总结本技术提供了一种智能数字球阀的传感切换装置，涉及信号采集设备技术领域，包括若干检测单元、分时复用单元、主控单元和电源单元；分时复用单元具有若干独立的输入端口、一路输出端口和通道选择端口；各检测单元的输出端分别与分时复用单元的一路输入端口对应电性连接；分时复用单元的输出端口与主控单元的输入端电性连接，分时复用单元的通道选择端口与主控单元的输出端一一对应电性连接；各检测单元、分时复用单元和主控单元分别与电源单元电性连接；分时复用单元间歇的启动，且分时复用单元在启动时，将各输入端口轮流与各检测单元的输出端进行连通。本申请通过同一个分时复用单元的输入端口连接，节省了宝贵的端口资源和能源开销。技术研发人员：何威,刘世生,王仁宗受保护的技术使用者：武汉禾大科技有限公司技术研发日：20231129技术公布日：2024/7/23