探秘水控機原理圖，解鎖用水智慧管控
文章出處：http://www.scad.wang 作者：興邦電子 人氣： 發(fā)表時間：2024年12月18日
[文章內(nèi)容簡介]：水控機的核心控制機制通常依靠智能感應(yīng)技術(shù)來實現(xiàn)對水流量或用水時間的把控。
一、水控機的基本工作原理
（一）核心控制機制
水控機的核心控制機制通常依靠智能感應(yīng)技術(shù)來實現(xiàn)對水流量或用水時間的把控。比如常見的感應(yīng) IC 卡水控機，它主要由發(fā)訊流量計、電磁閥和 IC 卡控制器三個部分組成。發(fā)訊流量計能夠精確地測量水流的情況，為后續(xù)的計費提供準確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。電磁閥則起著控制水流通斷的關(guān)鍵作用，當(dāng)用戶將 IC 卡靠近水控機，IC 卡控制器讀取到卡上有足夠的可用水費時，會控制電磁閥打開，允許水流通過，這時水便能正常流出；而一旦 IC 卡上余額不足或者使用完畢，電磁閥就會關(guān)閉，停止出水。IC 卡控制器可以說是整個水控機的 “大腦”，它不僅讀取用戶消費卡上的可用水費，還能在用水過程中按照設(shè)定的模式，以脈沖表流量為單位或者依據(jù)時間等來計算費用，并相應(yīng)扣除用水費。這種通過感應(yīng) IC 卡結(jié)合各部件協(xié)同工作的方式，構(gòu)成了控制水流出與計費的基礎(chǔ)原理，從而實現(xiàn)對用水的有效管控。
（二）常見扣費模式
水控機常見的扣費模式主要有按時間計費和按用水量計費這兩種。
- 按時間計費：一般以秒或者分鐘為單位進行扣費。比如在學(xué)校的淋浴設(shè)施、公共浴室等場所應(yīng)用較為廣泛。用戶將卡片插入水控機感應(yīng)區(qū)后，水控機便開始計時，按照預(yù)先設(shè)置好的費率扣費，像有的地方可能設(shè)定每一分鐘扣除一定金額的費用。在使用過程中，水控機不斷累計消費金額，當(dāng)用戶關(guān)閉熱水閥門或者直接拔卡時，水控機會立即感應(yīng)到這一動作，自動關(guān)閉電磁閥，停止出水，同時也停止計費。這種計費方式成本相對較低，安裝方便，無需進行大規(guī)模的管道改造和復(fù)雜的布線工作，特別適合一些小型場所或?qū)Τ杀据^為敏感的用戶，也能激勵用水時間較短的用戶高效用水，避免長時間占用水資源。不過它受水壓影響較大，在水壓不同時，即便扣費相同，實際出水量可能存在差異，有一定的計費公平性問題。
- 按用水量計費：是依據(jù)實際使用的水量多少來扣除相應(yīng)費用，通過流量計精確計量實際用水量，并按照預(yù)先設(shè)定的費率進行扣費。其優(yōu)點是計費更公平，計量更準確，不會因為水壓問題影響計費公平性，能如實反映用戶的用水情況，像在一些按用水量收費的宿舍、用水場景中，每噸水設(shè)定一個固定的單價，用了多少噸水，就按照單價乘以用水量來收取費用，使用戶可以清楚知曉自己的用水開銷，也有助于培養(yǎng)節(jié)約用水的意識，適用的場景更加廣泛，能滿足多種不同的用水環(huán)境需求。
二、水控機的重要構(gòu)成部分
（一）硬件組成元素
水控機的硬件組成包含多個關(guān)鍵元素，它們協(xié)同工作，實現(xiàn)對水的有效管控。
- 電磁閥：這是控制水流通斷的重要部件。比如在常見的感應(yīng) IC 卡水控機中，當(dāng)用戶將 IC 卡靠近水控機，且 IC 卡控制器讀取到卡上有足夠的可用水費時，電磁閥會接收指令打開，允許水流通過，水便能正常流出；而一旦 IC 卡上余額不足或者使用完畢，電磁閥就會關(guān)閉，停止出水。其規(guī)格多樣，有 2 分（G1/2 外螺紋 DN8）、4 分（G1/2 外螺紋 DN15）、6 分（G1/2 外螺紋 DN20）等規(guī)格。在安裝時也有諸多要點，安裝前要先沖洗管道，將雜質(zhì)沖洗干凈；若是水塔供水，要選擇與水壓相適配的電磁閥，以免出現(xiàn)不能上水或流量過小的情況；還要檢查電磁閥標識電壓是否與控制電源輸出電壓一致，檢查過濾網(wǎng)是否完整、閥體各部位是否無破損，并且確保水流方向與電磁閥箭頭標識方向一致；同時，電磁閥應(yīng)安裝在室內(nèi)易維修及避免造成其它連帶損失的區(qū)域，注意防凍、防曬，以防閥體凍裂老化，安裝時線圈朝上，禁止用扳手等工具作用于線圈及塑料部位，電磁閥兩端接口管道應(yīng)保持在同一直線上，切勿兩接口上下錯位時強行安裝。
- 流量計：主要起著精確測量水流情況的作用，是為后續(xù)的計費提供準確數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的關(guān)鍵所在。常見的 EPT 流量計分為霍爾流量計和光電流量計兩種，霍爾流量計是利用霍爾效應(yīng)，通過葉輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的 GS 值轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸出；光電流量計則基于光學(xué)原理，利用葉輪切割光通路產(chǎn)生的脈沖信號，通過計算葉輪的轉(zhuǎn)動次數(shù)來測量水量，而且光電流量計內(nèi)部不含磁鐵，對水質(zhì)保護更好，更適合于飲用水的使用。
- 控制器：可以說是整個水控機的 “大腦”。例如 IC 卡控制器，它不僅讀取用戶消費卡上的可用水費，還能在用水過程中按照設(shè)定的模式，以脈沖表流量為單位或者依據(jù)時間等來計算費用，并相應(yīng)扣除用水費。不同類型的水控機控制器功能會略有差異，但都承擔(dān)著根據(jù)各種參數(shù)和設(shè)定規(guī)則來指揮協(xié)調(diào)其他部件工作的重任。
- 卡槽（或感應(yīng)區(qū)）：這是用于放置或感應(yīng)用戶卡片的部分。像感應(yīng) IC 卡水控機就有對應(yīng)的感應(yīng)區(qū)，當(dāng)用戶將 IC 卡靠近感應(yīng)區(qū)時，機器就能讀取卡片信息，判斷是否能出水及進行相應(yīng)的計費操作；而對于插卡式的水控機，卡槽則負責(zé)固定卡片，保障讀卡的穩(wěn)定性和準確性，方便水控機與卡片之間的數(shù)據(jù)交互。
除此之外，還有一些其他的硬件組件共同構(gòu)成水控機整體，比如顯示區(qū)域用于展示用水扣款金額、余額等信息，方便用戶隨時了解用水情況；外殼起到保護內(nèi)部元件的作用，并且部分水控機采用全封閉防水設(shè)計的外殼，能適應(yīng)如浴室、澡堂等高濕度及各種惡劣的環(huán)境。這些硬件元素相互配合，使得水控機能夠正常發(fā)揮其控制用水、計費等功能。
（二）電路連接要點
水控機各線路的正確連接對于設(shè)備的正常運行至關(guān)重要，以下是一些常見的電路連接方式及相關(guān)注意事項。
- 電源線連接：大多數(shù)水控機使用的是 12V 操作電源（禁止接入 AC220V），在連接時要確保接入的電源電壓穩(wěn)定且符合要求。比如在接線時，對于一些電源接線口有明確標識的水控機，要將對應(yīng)的火線、零線準確接入相應(yīng)位置。像 DC12V10A/20A/30A 電源接線中，左邊的第一個和第二個接線柱（L、N）就是用于接入交流電源，分別連接火線和零線；左邊的第三個接線柱（GND）是接地線，要確保安全接地；而直流輸出端正極（+V）和負極（COM/-V）也要對應(yīng)連接到水控機的對應(yīng)電源接口上，有的還會有用于調(diào)整直流電壓值的接線柱（如 + V ADJ），可保證輸出電壓在 +-10% 的可調(diào)范圍內(nèi)，接線人員要嚴格按照說明進行操作。
- 信號線連接：信號線負責(zé)傳輸各種控制信號和數(shù)據(jù)信息。例如控制器通常需要通過通信線與電腦或網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控，這就要求信號線連接穩(wěn)固且準確，避免出現(xiàn)信號中斷或者錯誤傳輸?shù)那闆r。當(dāng)有多臺水控機，使用 RS485 通信轉(zhuǎn)換器來連接電腦時，要特別注意水控機的灰色線接轉(zhuǎn)換器的 A，藍色線接轉(zhuǎn)換器的 B，若 A 線與 B 線接錯將會導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法正常通信。另外，像傳感器（如流量計等）與控制器之間也通過信號線連接，以將監(jiān)測到的水流等數(shù)據(jù)實時傳遞給控制器，便于控制器做出相應(yīng)的判斷和指令下達，接線過程中要保證每根信號線都對應(yīng)正確的接口，防止出現(xiàn)錯接、漏接等問題。
- 與電磁閥及流量計的接線：電磁閥和流量計與水控機主體的接線同樣需要精準操作。對于電磁閥，要確保其連接的線路能準確接收來自控制器的開斷指令信號，使得電磁閥能按照要求正常打開或關(guān)閉水流通道；流量計則要將測量到的水流數(shù)據(jù)通過信號線準確無誤地傳輸給控制器，為計費等功能提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。在接線時，要遵循設(shè)備說明書上的接線圖進行操作，并且所有的接頭，最好用自粘帶纏繞，以防線頭銹斷，保障線路連接的穩(wěn)定性和持久性。
總之，正確的電路連接是水控機穩(wěn)定、高效運行的基礎(chǔ)，在安裝接線過程中，務(wù)必嚴格按照相關(guān)要求和說明仔細操作，同時在連接完成后，可以進行簡單的通電檢測等工作，確保設(shè)備能夠正常運轉(zhuǎn)，避免因接線錯誤而導(dǎo)致設(shè)備故障等問題出現(xiàn)。
三、水控機的功能亮點解析
（一）節(jié)水優(yōu)勢展現(xiàn)
水控機在節(jié)水方面有著顯著的優(yōu)勢，其核心的節(jié)水方式之一是通過預(yù)付費模式來實現(xiàn)的。例如在學(xué)校宿舍、工廠澡堂等場所廣泛應(yīng)用的 IC 卡水控機，使用者需要先對 IC 卡進行充值，卡內(nèi)有足夠的費用才能使用水控機取水。這種 “先付費” 的機制讓用戶在用水時會更加珍惜每一滴水，因為每一滴水的使用都是和自己預(yù)先支付的費用相掛鉤的，從而能有效減少水資源浪費的情況。像一些高校在安裝水控機之前，學(xué)生洗澡時可能會讓水長時間隨意流淌，而安裝 IC 卡水控機后，學(xué)生們會有意識地控制用水時間和用水量，平均用水時長明顯縮短，節(jié)水效果十分顯著。
同時，水控機的實時控制功能也對節(jié)水起著重要作用。它能夠依據(jù)設(shè)定好的規(guī)則，精準地控制水的流出量或者用水時長。以按時間計費的水控機為例，在公共浴室場景中，當(dāng)用戶將卡片插入水控機感應(yīng)區(qū)開始用水后，水控機便按照預(yù)先設(shè)置好的每秒或者每分鐘的扣費標準進行扣費，用戶會為了避免扣費過多而盡快完成洗浴，避免了以往公共浴室中常出現(xiàn)的長時間占用水龍頭卻不節(jié)約用水的現(xiàn)象。而按用水量計費的水控機，則是通過精確的流量計測量實際用水量，按照每噸水設(shè)定的固定單價來扣除費用，如實反映用戶的用水情況，使用戶清楚知曉自己的用水開銷，進而養(yǎng)成節(jié)約用水的好習(xí)慣。
此外，部分水控機還具備一些特色功能助力節(jié)水，比如可以限定每張卡的用水量，當(dāng)達到設(shè)定的額度后就會拒絕出水；還有的水控機支持暫停用水超時扣款功能，當(dāng)用戶臨時暫停用水但超過設(shè)定的暫停時間時，系統(tǒng)會自動扣除相應(yīng)費用，以此確保用水的合理性和公平性，從多方面達到節(jié)水目的，在水資源管理方面有著不可忽視的重要價值。
（二）其他實用功能
水控機除了節(jié)水優(yōu)勢外，還有許多實用功能給用戶帶來便捷的使用體驗。
首先是全防水設(shè)計，考慮到水控機常應(yīng)用在浴室、澡堂等高濕度甚至可能會接觸到水的環(huán)境中，很多水控機在鍵盤和上下殼接縫采用雙層設(shè)計，并有硅膠密封防水，整體耐浸泡，完全能夠勝任潮濕環(huán)境，確保在這樣的特殊環(huán)境下也能穩(wěn)定可靠地運行，不會因為進水而出現(xiàn)故障影響使用。
其次，實時顯示用水費用這一功能也很貼心。在用水過程中，水控機的顯示屏（有的是數(shù)碼管顯示，有的是液晶顯示屏等）能夠清晰地展示當(dāng)前扣款信息、剩余余額等內(nèi)容。比如在刷卡出水后，屏幕上會實時顯示已經(jīng)使用的水量對應(yīng)的費用、卡內(nèi)還剩余多少金額等，方便用戶隨時了解自己的用水開銷情況，提前做好充值準備，巧妙避免余額不足導(dǎo)致突然停水的尷尬局面。
另外，一卡通整合功能更是極大地提升了使用的便捷性。如今很多場所使用的水控機可以將 IC 卡擴展為一卡通，使其兼容考勤、門禁、消費、停車場等系統(tǒng)。例如在校園里，學(xué)生只需一張校園卡，既可以用于進入宿舍、教學(xué)樓等場所的門禁識別，又能在食堂消費，還能在水控機上刷卡取水，去圖書館借書等，實現(xiàn)了多場景的通用，無需攜帶多張卡片，方便又高效，讓用戶充分感受到水控機功能的全面性。
四、水控機的實際使用流程
（一）開卡充值辦法
在使用水控機之前，首先需要完成 IC 卡的開卡與充值，目前常見的充值方式有線下人工充值、線上充值以及自助終端充值，大家可以根據(jù)自身情況靈活選擇。
線下人工充值：在學(xué)校宿舍、小區(qū)物業(yè)等場所，一般會設(shè)有專門負責(zé)水控管理的辦公室。用戶需要攜帶 IC 卡前往該辦公室，向工作人員說明要充值的金額，然后通過現(xiàn)金、刷卡（銀行卡）或其他指定的支付方式（如支付寶、微信轉(zhuǎn)賬給管理處賬戶等）完成繳費。工作人員會使用與水控系統(tǒng)配套的充值設(shè)備，將用戶繳納的金額信息寫入 IC 卡。在此過程中，可能需要用戶提供一些身份驗證信息，如宿舍號、房號、姓名等，以確保充值信息準確無誤地對應(yīng)到相應(yīng)的賬戶。
線上充值：這需要先下載和安裝管理部門指定的水控機管理 APP，可從官方應(yīng)用商店（如蘋果 App Store 或安卓應(yīng)用商店）獲取。安裝完成后打開 APP 進行注冊，通常要提供手機號碼、設(shè)置密碼等信息，注冊成功后使用手機號碼和密碼登錄。接著在 APP 內(nèi)找到 “卡綁定” 或類似功能選項，按照提示輸入 IC 卡的卡號等相關(guān)信息，將 IC 卡與 APP 賬戶進行綁定。綁定后，選擇 “充值” 功能，輸入要充值的金額，再選擇支付方式，如微信支付、支付寶支付或銀行卡支付等。支付成功后，APP 會通過網(wǎng)絡(luò)將充值指令發(fā)送到后臺服務(wù)器，服務(wù)器再將充值信息寫入 IC 卡數(shù)據(jù)庫，下次使用 IC 卡時，水控機就能讀取到更新后的余額信息。
自助終端充值：在一些大型場所，會設(shè)置有自助充值終端，通常放置在比較顯眼的位置，如宿舍樓下、公共浴室附近等。用戶將 IC 卡插入或靠近自助終端的感應(yīng)區(qū)域，按照終端屏幕上的提示進行操作。首先選擇充值功能，然后輸入充值金額，接著通過現(xiàn)金（部分自助終端支持現(xiàn)金存入）、銀行卡刷卡、掃描二維碼（微信或支付寶）等方式完成支付。支付成功后，終端會自動將充值金額寫入 IC 卡。
（二）日常操作步驟
完成充值后，使用水控機就很方便了。用戶只需將 IC 卡置于水控機的卡槽內(nèi)（若是感應(yīng)式 IC 卡水控機，則將 IC 卡靠近感應(yīng)區(qū)即可），水控機會自動讀取卡內(nèi)的數(shù)據(jù)，并判斷余額是否足夠進行扣費。
如果卡內(nèi)余額充足，且水控機判斷為合法可用卡，電磁閥將會打開，這時用戶打開水龍頭，水便能正常流出了。在用水過程中，用戶可以通過水控機的顯示屏實時查看消費金額、剩余余額等信息，清楚知曉自己的用水開銷情況。比如按時間計費的水控機，顯示屏上會顯示已經(jīng)使用的時間對應(yīng)的費用；按用水量計費的水控機，則會顯示已用水量對應(yīng)的費用。
當(dāng)用水結(jié)束后，操作也很簡單，用戶只需拔卡（對于插卡式水控機）或者直接關(guān)閉水龍頭（對于感應(yīng)式水控機，關(guān)閉水龍頭后水控機也會感應(yīng)到動作），水控機就會自動停止計費，同時控制器會控制電磁閥關(guān)閉，停止出水。需要注意的是，在不用水時，不要把卡放在或靠近 IC 卡水控機感應(yīng)區(qū)內(nèi)，因為水控機讀到卡時會先行扣費，每放一次就會扣一次款。另外，使用感應(yīng)式 IC 卡時，要嚴禁彎折、磨損、穿孔及置于強磁環(huán)境中。
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