流量指示立體水田的製作方法
2023-08-03 19:04:21 1
流量指示立體水田的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種流量指示立體水田，包括立體水田本體，所述立體水田本體包括輸水管以及設於輸水管內的水輪發電機，所述水輪發電機電連接有發光電路板，所述發光電路板包括穩壓單元、採樣控制單元以及發光單元，發光單元包括第一發光支路、第二發光支路、第三發光支路。水輪發電機發電，其輸出電壓通過穩壓單元穩壓，輸出發光單元發光所需的穩定電壓，採樣控制單元採樣水輪發電機的輸出電壓，為發光單元提供控制信號，控制不同的發光二極體發光，達到指示流量的目的。
【專利說明】流量指示立體水田
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種農業種植裝置，更具體地說，它涉及一種立體水田。
【背景技術】
[0002]立體水田是一種可放置於室內，用作栽培植物或種植觀賞性植物的優良種植載體。
[0003]現有的立體水田，為保證植物的正常生長，通常設置有水循環系統，將底部的蓄水池內的水通過水泵往上層輸送，並從輸水管輸出至灑水裝置內，對立體水田內的栽培槽進行澆灌。
[0004]但長期以來，從上層澆灌下的水流沒有得到有效的利用，將其重力勢能轉化為電能並用於指示流量的大小，現有的利用水流發電的技術在部分專利中已有所記載，如申請號為201020541368.6以及申請號為200710044831.9的中國專利，其能將水流的重力勢能轉化為電能並使發光元件發光，但還未能解決指示流量大小的問題，是目前技術人員研發的方向。
實用新型內容
[0005]針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種流量指示立體水田，其能指示循環的水流流量大小。
[0006]為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案:
[0007]一種流量指示立體水田，包括立體水田本體，所述立體水田本體包括輸水管以及設於輸水管內的水輪發電機，所述水輪發電機電連接有發光電路板，
[0008]所述發光電路板包括穩壓單元、採樣控制單元以及發光單元，
[0009]所述穩壓單元耦接於水輪發電機和發光單元之間以輸出電壓信號；
[0010]所述採樣控制單元耦接於水輪發電機和發光單元之間以輸出控制信號；
[0011]所述發光單元耦接於穩壓單元與採樣控制單元之間以接收電壓信號並根據控制信號發光;
[0012]所述發光單元包括
[0013]第一發光支路，包括串聯連接的第一 NMOS管、第一發光二極體以及第一負載電阻，所述第一發光二極體的兩端還並聯有第二 NMOS管，所述第一 NMOS管的開啟電壓小於第二 NMOS管的開啟電壓；
[0014]第二發光支路，包括串聯連接的第三NMOS管、第二發光二極體以及第二負載電阻，所述第二發光二極體的兩端還並聯有第四NMOS管，所述第三NMOS管的開啟電壓等於第二 NMOS管的開啟電壓且小於第四NMOS管的開啟電壓；
[0015]第三發光支路，包括串聯連接的第五NMOS管、第三發光二極體以及第三負載電阻，所述第五NMOS管的開啟電壓等於第四NMOS管的開啟電壓；
[0016]所述第一 NMOS管、第二 NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管的柵極均與採樣控制單元的輸出端耦接。
[0017]通過採用上述技術方案，當輸水管內的水流循環時，水流帶動水輪發電機發電，其輸出電壓通過穩壓單元穩壓，輸出發光單元發光所需的穩定電壓，所述採樣控制單元採樣水輪發電機的輸出電壓，為發光單元提供控制信號，當控制信號處於第一 NMOS管的開啟電壓和第二 NMOS管的開啟電壓之間時，第一 NMOS管導通而第二 NMOS管截止，第一發光二極體發光，而其他發光二極體不發光，指示流量到達第一預設範圍，當控制信號處於第三NMOS管開啟電壓和第四NMOS管開啟電壓之間時，第二 NMOS管導通使第一發光二極體被短接熄滅，第三NMOS管導通使得第二發光二極體發光，指示流量到達第二預設範圍，同理，當到達第三流量預設範圍時，第三發光二極體導通而第一發光二極體、第二發光二極體熄滅，達到指示流量的目的。
[0018]本實用新型進一步設置為:所述採樣控制單元包括串聯連接的多個分壓電阻，所述分壓電阻間的中間節點作為採樣控制單元的輸出端。
[0019]通過採用上述技術方案，水輪發電機的輸出電壓遠大於NMOS管開啟所需的控制電壓，通過分壓電阻分壓，取中間節點電壓作為控制信號，完成信號間的轉化，拓撲結構簡單實用。
[0020]本實用新型進一步設置為:所述穩壓單元包括耦接的穩壓器以及電容。
[0021]通過採用上述技術方案，對水輪發電機輸出的變化的電壓進行穩壓和濾波，為發光二極體提供穩定的工作電壓。
[0022]與現有技術相比，本實用新型的優點在於:利用NMOS管的電子開關特性，根據流量大小切換發光二極體發光以指示流量大小，拓撲結構簡單實用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型流量指示立體水田實施例的結構示意圖；
[0024]圖2為圖1的A部放大圖；
[0025]圖3為本實用新型流量指示立體水田實施例的發光電路板電路原理圖；
[0026]圖4為本實用新型流量指示立體水田實施例的穩壓單元電路原理圖；
[0027]圖5為本實用新型流量指示立體水田實施例的採樣控制單元電路原理圖。
[0028]附圖標記說明:1、立體水田本體；11、架體；12、水池；13、栽培槽；14、灑水裝置；15、水泵；16、輸水管；2、水輪發電機；3、發光電路板；31、穩壓單元、32、採樣控制單元；33、發光單元；331、第一發光支路；332、第二發光支路；333、第三發光支路。
【具體實施方式】
[0029]參照附圖對本實用新型水龍頭實施例做進一步詳細說明。
[0030]根據水輪發電機2的工作原理，可以有效的得出水輪發電機2的輸出電壓與其運行時的轉速成正比，其轉速越快，水輪發電機2的輸出電壓也就越高，相應的，水龍頭的流量與其轉速也成正比，因而當循環水流的流量越大的時候，其水輪發電機2的輸出電壓也就越大，因此可以通過檢測水輪發電機2的輸出電壓大小判斷循環水流的流量的作用。
[0031]參照圖1、圖2，一種流量指示立體水田，包括立體水田本體1，所述立體水田本體I包括架體11，所述架體11由下至上依次設置有水池12、若干栽培槽13以及灑水裝置14，所述水池12內設置水泵15，所述水泵15通過輸水管16連通至灑水裝置14，所述輸水管16內設置水輪發電機2，所述水輪發電機2電連接有發光電路板3，在水流到達一定流量時，就帶動水輪發電機2發電，水輪發電機2優選地設置在位於頂部的輸水管16的出水口，發光電路板3優選地設置在輸水管16的內壁內或外壁，與管路內的流體相互隔尚，水輪發電機2和發光電路板3通過導線連接。
[0032]本實施例採用的水輪發電機2的輸出電壓為直流電壓，採用直流水輪發電機2即可。
[0033]由於水輪發電機2的設置屬於現有技術，故不作贅述，以下對發光電路板3做詳細說明。
[0034]參照圖3，所述發光電路板3包括穩壓單元31、採樣控制單元32以及發光單元33，
[0035]所述穩壓單元31耦接於水輪發電機2和發光單元33之間以輸出電壓信號；
[0036]所述採樣控制單元32耦接於水輪發電機2和發光單元33之間以輸出控制信號；
[0037]所述發光單元33耦接於穩壓單元31與採樣控制單元32之間以接收電壓信號並根據控制信號發光；
[0038]所述發光單元包括
[0039]第一發光支路331，包括串聯連接的第一 NMOS管Q1、第一發光二極體LEDl以及第一負載電阻R1，所述第一發光二極體LEDl的兩端還並聯有第二 NMOS管Q2，所述第一 NMOS管Ql的開啟電壓小於第二 NMOS管Q2的開啟電壓；
[0040]第二發光支路332，包括串聯連接的第三NMOS管Q3、第二發光二極體了 LED2以及第二負載電阻R2，所述第二發光二極體LED2的兩端還並聯有第四NMOS管Q4，所述第三NMOS管Q3的開啟電壓等於第二 NMOS管Q3的開啟電壓且小於第四NMOS管Q4的開啟電壓；
[0041]第三發光支路333，包括串聯連接的第五NMOS管Q5、第三發光二極體LED3以及第三負載電阻R3，所述第五NMOS管Q5的開啟電壓等於第四NMOS管Q4的開啟電壓；
[0042]所述第一 NMOS管Q1、第二 NMOS管Q2、第三NMOS管Q3、第四NMOS管Q4、第五NMOS管Q5的柵極(分別對應圖2中所示的gl、g2、g3、g4、g5)均與採樣控制單元32的輸出端耦接。
[0043]第一發光二極體LED1、第二發光二極體LED2、第三發光二極體殼採用不同色的LED，可採用不同色的LED，但因為不同色的LED需要的電壓有微小差別，因此需要負載電阻配合分壓，此外，由於NMOS管的導通阻抗很小，當LED被短接時，負載電阻還起到防止通過的電流過大的問題。
[0044]參照圖4，穩壓單兀31米用以LM7805穩壓器為核心構成的穩壓電路，以輸出穩定的+5V電壓，濾波電容Cl、C2對電壓進行濾波穩壓，提高抗幹擾能力。
[0045]參照圖5，採樣控制單元32採用串聯的多個分壓電阻，本實施例優選地設置串聯連接的分壓電阻R4和R5，兩者的中間節點作為控制單元的輸出端耦接至g1、g2、g3、g4、g5，其輸出端的電壓為R5兩端的電壓，該電壓由R4和R5兩者的比值決定，以對水流發電機的輸出電壓進行降壓，並能準確對輸出電壓的變化進行採樣，向發光單元33輸出控制信號。
[0046]流量指示立體水田內循環的水流帶動水輪發電機2發電，其輸出電壓通過穩壓單元31穩壓，輸出+5V的電源電壓至各個發光支路，在NMOS管選型上，第一 NMOS管可選用型號為A03414的NMOS管，其開啟電壓為IV，第二 NMOS管以及第三NMOS管均可選用型號為A03400的NMOS管，其開啟電壓為1.5V，第四NMOS管以及第五NMOS管可選用型號為A03422的NMOS管，由此得到的開啟電壓區間為I至1.5V、1.5至2V、2V以上，若將分壓電阻R4與R5的比值設置為4:1，則水輪發電機2的輸出電壓的變化區間則分別為5-7.5V、7.5-10V、1V以上，由此得知的是，當水流量達到使水輪電機的輸出電壓處於上述變化區間範圍時，則分別指示不同的發光二極體發光，達到指示流量大小的目的。
[0047]由上述推導可得出，通過改變開啟電壓區間以及分壓電阻的比例，可以調節水輪發電機2輸出電壓的變化區間，由此可指示不同大小範圍的流量。
[0048]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本實用新型思路下的技術方案均屬於本實用新型的保護範圍。應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種流量指示立體水田，包括立體水田本體，其特徵是:所述立體水田本體包括輸水管以及設於輸水管內的水輪發電機，所述水輪發電機電連接有發光電路板，所述發光電路板包括穩壓單元、採樣控制單元以及發光單元， 所述穩壓單元耦接於水輪發電機和發光單元之間以輸出電壓信號； 所述採樣控制單元耦接於水輪發電機和發光單元之間以輸出控制信號； 所述發光單元耦接於穩壓單元與採樣控制單元之間以接收電壓信號並根據控制信號發光; 所述發光單元包括 第一發光支路，包括串聯連接的第一 NMOS管、第一發光二極體以及第一負載電阻，所述第一發光二極體的兩端還並聯有第二 NMOS管，所述第一 NMOS管的開啟電壓小於第二NMOS管的開啟電壓； 第二發光支路，包括串聯連接的第三NMOS管、第二發光二極體以及第二負載電阻，所述第二發光二極體的兩端還並聯有第四NMOS管，所述第三NMOS管的開啟電壓等於第二NMOS管的開啟電壓且小於第四NMOS管的開啟電壓； 第三發光支路，包括串聯連接的第五NMOS管、第三發光二極體以及第三負載電阻，所述第五NM0S管的開啟電壓等於第四NMOS管的開啟電壓； 所述第一 NMOS管、第二 NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管的柵極均與採樣控制單元的輸出端耦接。
2.根據權利要求1所述的流量指示立體水田，其特徵是:所述採樣控制單元包括串聯連接的多個分壓電阻，所述分壓電阻間的中間節點作為採樣控制單元的輸出端。
3.根據權利要求1或2所述的流量指示立體水田，其特徵是:所述穩壓單元包括耦接的穩壓器以及電容。
【文檔編號】F03B13/00GK204191239SQ201420648595
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月1日 優先權日:2014年11月1日
【發明者】陳國柱 申請人:寧波和興環保科技有限公司