探秘水控机原理图，解锁用水智慧管控
文章出处：http://www.singbon.com 作者：兴邦电子 人气： 发表时间：2024年12月18日
[文章内容简介]：水控机的核心控制机制通常依靠智能感应技术来实现对水流量或用水时间的把控。
一、水控机的基本工作原理
（一）核心控制机制
水控机的核心控制机制通常依靠智能感应技术来实现对水流量或用水时间的把控。比如常见的感应 IC 卡水控机，它主要由发讯流量计、电磁阀和 IC 卡控制器三个部分组成。发讯流量计能够精确地测量水流的情况，为后续的计费提供准确的数据基础。电磁阀则起着控制水流通断的关键作用，当用户将 IC 卡靠近水控机，IC 卡控制器读取到卡上有足够的可用水费时，会控制电磁阀打开，允许水流通过，这时水便能正常流出；而一旦 IC 卡上余额不足或者使用完毕，电磁阀就会关闭，停止出水。IC 卡控制器可以说是整个水控机的 “大脑”，它不仅读取用户消费卡上的可用水费，还能在用水过程中按照设定的模式，以脉冲表流量为单位或者依据时间等来计算费用，并相应扣除用水费。这种通过感应 IC 卡结合各部件协同工作的方式，构成了控制水流出与计费的基础原理，从而实现对用水的有效管控。
（二）常见扣费模式
水控机常见的扣费模式主要有按时间计费和按用水量计费这两种。
- 按时间计费：一般以秒或者分钟为单位进行扣费。比如在学校的淋浴设施、公共浴室等场所应用较为广泛。用户将卡片插入水控机感应区后，水控机便开始计时，按照预先设置好的费率扣费，像有的地方可能设定每一分钟扣除一定金额的费用。在使用过程中，水控机不断累计消费金额，当用户关闭热水阀门或者直接拔卡时，水控机会立即感应到这一动作，自动关闭电磁阀，停止出水，同时也停止计费。这种计费方式成本相对较低，安装方便，无需进行大规模的管道改造和复杂的布线工作，特别适合一些小型场所或对成本较为敏感的用户，也能激励用水时间较短的用户高效用水，避免长时间占用水资源。不过它受水压影响较大，在水压不同时，即便扣费相同，实际出水量可能存在差异，有一定的计费公平性问题。
- 按用水量计费：是依据实际使用的水量多少来扣除相应费用，通过流量计精确计量实际用水量，并按照预先设定的费率进行扣费。其优点是计费更公平，计量更准确，不会因为水压问题影响计费公平性，能如实反映用户的用水情况，像在一些按用水量收费的宿舍、用水场景中，每吨水设定一个固定的单价，用了多少吨水，就按照单价乘以用水量来收取费用，使用户可以清楚知晓自己的用水开销，也有助于培养节约用水的意识，适用的场景更加广泛，能满足多种不同的用水环境需求。
二、水控机的重要构成部分
（一）硬件组成元素
水控机的硬件组成包含多个关键元素，它们协同工作，实现对水的有效管控。
- 电磁阀：这是控制水流通断的重要部件。比如在常见的感应 IC 卡水控机中，当用户将 IC 卡靠近水控机，且 IC 卡控制器读取到卡上有足够的可用水费时，电磁阀会接收指令打开，允许水流通过，水便能正常流出；而一旦 IC 卡上余额不足或者使用完毕，电磁阀就会关闭，停止出水。其规格多样，有 2 分（G1/2 外螺纹 DN8）、4 分（G1/2 外螺纹 DN15）、6 分（G1/2 外螺纹 DN20）等规格。在安装时也有诸多要点，安装前要先冲洗管道，将杂质冲洗干净；若是水塔供水，要选择与水压相适配的电磁阀，以免出现不能上水或流量过小的情况；还要检查电磁阀标识电压是否与控制电源输出电压一致，检查过滤网是否完整、阀体各部位是否无破损，并且确保水流方向与电磁阀箭头标识方向一致；同时，电磁阀应安装在室内易维修及避免造成其它连带损失的区域，注意防冻、防晒，以防阀体冻裂老化，安装时线圈朝上，禁止用扳手等工具作用于线圈及塑料部位，电磁阀两端接口管道应保持在同一直线上，切勿两接口上下错位时强行安装。
- 流量计：主要起着精确测量水流情况的作用，是为后续的计费提供准确数据基础的关键所在。常见的 EPT 流量计分为霍尔流量计和光电流量计两种，霍尔流量计是利用霍尔效应，通过叶轮转动产生的 GS 值转换成脉冲信号输出；光电流量计则基于光学原理，利用叶轮切割光通路产生的脉冲信号，通过计算叶轮的转动次数来测量水量，而且光电流量计内部不含磁铁，对水质保护更好，更适合于饮用水的使用。
- 控制器：可以说是整个水控机的 “大脑”。例如 IC 卡控制器，它不仅读取用户消费卡上的可用水费，还能在用水过程中按照设定的模式，以脉冲表流量为单位或者依据时间等来计算费用，并相应扣除用水费。不同类型的水控机控制器功能会略有差异，但都承担着根据各种参数和设定规则来指挥协调其他部件工作的重任。
- 卡槽（或感应区）：这是用于放置或感应用户卡片的部分。像感应 IC 卡水控机就有对应的感应区，当用户将 IC 卡靠近感应区时，机器就能读取卡片信息，判断是否能出水及进行相应的计费操作；而对于插卡式的水控机，卡槽则负责固定卡片，保障读卡的稳定性和准确性，方便水控机与卡片之间的数据交互。
除此之外，还有一些其他的硬件组件共同构成水控机整体，比如显示区域用于展示用水扣款金额、余额等信息，方便用户随时了解用水情况；外壳起到保护内部元件的作用，并且部分水控机采用全封闭防水设计的外壳，能适应如浴室、澡堂等高湿度及各种恶劣的环境。这些硬件元素相互配合，使得水控机能够正常发挥其控制用水、计费等功能。
（二）电路连接要点
水控机各线路的正确连接对于设备的正常运行至关重要，以下是一些常见的电路连接方式及相关注意事项。
- 电源线连接：大多数水控机使用的是 12V 操作电源（禁止接入 AC220V），在连接时要确保接入的电源电压稳定且符合要求。比如在接线时，对于一些电源接线口有明确标识的水控机，要将对应的火线、零线准确接入相应位置。像 DC12V10A/20A/30A 电源接线中，左边的第一个和第二个接线柱（L、N）就是用于接入交流电源，分别连接火线和零线；左边的第三个接线柱（GND）是接地线，要确保安全接地；而直流输出端正极（+V）和负极（COM/-V）也要对应连接到水控机的对应电源接口上，有的还会有用于调整直流电压值的接线柱（如 + V ADJ），可保证输出电压在 +-10% 的可调范围内，接线人员要严格按照说明进行操作。
- 信号线连接：信号线负责传输各种控制信号和数据信息。例如控制器通常需要通过通信线与电脑或网络连接，实现远程监控，这就要求信号线连接稳固且准确，避免出现信号中断或者错误传输的情况。当有多台水控机，使用 RS485 通信转换器来连接电脑时，要特别注意水控机的灰色线接转换器的 A，蓝色线接转换器的 B，若 A 线与 B 线接错将会导致整个系统无法正常通信。另外，像传感器（如流量计等）与控制器之间也通过信号线连接，以将监测到的水流等数据实时传递给控制器，便于控制器做出相应的判断和指令下达，接线过程中要保证每根信号线都对应正确的接口，防止出现错接、漏接等问题。
- 与电磁阀及流量计的接线：电磁阀和流量计与水控机主体的接线同样需要精准操作。对于电磁阀，要确保其连接的线路能准确接收来自控制器的开断指令信号，使得电磁阀能按照要求正常打开或关闭水流通道；流量计则要将测量到的水流数据通过信号线准确无误地传输给控制器，为计费等功能提供可靠的数据支撑。在接线时，要遵循设备说明书上的接线图进行操作，并且所有的接头，最好用自粘带缠绕，以防线头锈断，保障线路连接的稳定性和持久性。
总之，正确的电路连接是水控机稳定、高效运行的基础，在安装接线过程中，务必严格按照相关要求和说明仔细操作，同时在连接完成后，可以进行简单的通电检测等工作，确保设备能够正常运转，避免因接线错误而导致设备故障等问题出现。
三、水控机的功能亮点解析
（一）节水优势展现
水控机在节水方面有着显著的优势，其核心的节水方式之一是通过预付费模式来实现的。例如在学校宿舍、工厂澡堂等场所广泛应用的 IC 卡水控机，使用者需要先对 IC 卡进行充值，卡内有足够的费用才能使用水控机取水。这种 “先付费” 的机制让用户在用水时会更加珍惜每一滴水，因为每一滴水的使用都是和自己预先支付的费用相挂钩的，从而能有效减少水资源浪费的情况。像一些高校在安装水控机之前，学生洗澡时可能会让水长时间随意流淌，而安装 IC 卡水控机后，学生们会有意识地控制用水时间和用水量，平均用水时长明显缩短，节水效果十分显著。
同时，水控机的实时控制功能也对节水起着重要作用。它能够依据设定好的规则，精准地控制水的流出量或者用水时长。以按时间计费的水控机为例，在公共浴室场景中，当用户将卡片插入水控机感应区开始用水后，水控机便按照预先设置好的每秒或者每分钟的扣费标准进行扣费，用户会为了避免扣费过多而尽快完成洗浴，避免了以往公共浴室中常出现的长时间占用水龙头却不节约用水的现象。而按用水量计费的水控机，则是通过精确的流量计测量实际用水量，按照每吨水设定的固定单价来扣除费用，如实反映用户的用水情况，使用户清楚知晓自己的用水开销，进而养成节约用水的好习惯。
此外，部分水控机还具备一些特色功能助力节水，比如可以限定每张卡的用水量，当达到设定的额度后就会拒绝出水；还有的水控机支持暂停用水超时扣款功能，当用户临时暂停用水但超过设定的暂停时间时，系统会自动扣除相应费用，以此确保用水的合理性和公平性，从多方面达到节水目的，在水资源管理方面有着不可忽视的重要价值。
（二）其他实用功能
水控机除了节水优势外，还有许多实用功能给用户带来便捷的使用体验。
首先是全防水设计，考虑到水控机常应用在浴室、澡堂等高湿度甚至可能会接触到水的环境中，很多水控机在键盘和上下壳接缝采用双层设计，并有硅胶密封防水，整体耐浸泡，完全能够胜任潮湿环境，确保在这样的特殊环境下也能稳定可靠地运行，不会因为进水而出现故障影响使用。
其次，实时显示用水费用这一功能也很贴心。在用水过程中，水控机的显示屏（有的是数码管显示，有的是液晶显示屏等）能够清晰地展示当前扣款信息、剩余余额等内容。比如在刷卡出水后，屏幕上会实时显示已经使用的水量对应的费用、卡内还剩余多少金额等，方便用户随时了解自己的用水开销情况，提前做好充值准备，巧妙避免余额不足导致突然停水的尴尬局面。
另外，一卡通整合功能更是极大地提升了使用的便捷性。如今很多场所使用的水控机可以将 IC 卡扩展为一卡通，使其兼容考勤、门禁、消费、停车场等系统。例如在校园里，学生只需一张校园卡，既可以用于进入宿舍、教学楼等场所的门禁识别，又能在食堂消费，还能在水控机上刷卡取水，去图书馆借书等，实现了多场景的通用，无需携带多张卡片，方便又高效，让用户充分感受到水控机功能的全面性。
四、水控机的实际使用流程
（一）开卡充值办法
在使用水控机之前，首先需要完成 IC 卡的开卡与充值，目前常见的充值方式有线下人工充值、线上充值以及自助终端充值，大家可以根据自身情况灵活选择。
线下人工充值：在学校宿舍、小区物业等场所，一般会设有专门负责水控管理的办公室。用户需要携带 IC 卡前往该办公室，向工作人员说明要充值的金额，然后通过现金、刷卡（银行卡）或其他指定的支付方式（如支付宝、微信转账给管理处账户等）完成缴费。工作人员会使用与水控系统配套的充值设备，将用户缴纳的金额信息写入 IC 卡。在此过程中，可能需要用户提供一些身份验证信息，如宿舍号、房号、姓名等，以确保充值信息准确无误地对应到相应的账户。
线上充值：这需要先下载和安装管理部门指定的水控机管理 APP，可从官方应用商店（如苹果 App Store 或安卓应用商店）获取。安装完成后打开 APP 进行注册，通常要提供手机号码、设置密码等信息，注册成功后使用手机号码和密码登录。接着在 APP 内找到 “卡绑定” 或类似功能选项，按照提示输入 IC 卡的卡号等相关信息，将 IC 卡与 APP 账户进行绑定。绑定后，选择 “充值” 功能，输入要充值的金额，再选择支付方式，如微信支付、支付宝支付或银行卡支付等。支付成功后，APP 会通过网络将充值指令发送到后台服务器，服务器再将充值信息写入 IC 卡数据库，下次使用 IC 卡时，水控机就能读取到更新后的余额信息。
自助终端充值：在一些大型场所，会设置有自助充值终端，通常放置在比较显眼的位置，如宿舍楼下、公共浴室附近等。用户将 IC 卡插入或靠近自助终端的感应区域，按照终端屏幕上的提示进行操作。首先选择充值功能，然后输入充值金额，接着通过现金（部分自助终端支持现金存入）、银行卡刷卡、扫描二维码（微信或支付宝）等方式完成支付。支付成功后，终端会自动将充值金额写入 IC 卡。
（二）日常操作步骤
完成充值后，使用水控机就很方便了。用户只需将 IC 卡置于水控机的卡槽内（若是感应式 IC 卡水控机，则将 IC 卡靠近感应区即可），水控机会自动读取卡内的数据，并判断余额是否足够进行扣费。
如果卡内余额充足，且水控机判断为合法可用卡，电磁阀将会打开，这时用户打开水龙头，水便能正常流出了。在用水过程中，用户可以通过水控机的显示屏实时查看消费金额、剩余余额等信息，清楚知晓自己的用水开销情况。比如按时间计费的水控机，显示屏上会显示已经使用的时间对应的费用；按用水量计费的水控机，则会显示已用水量对应的费用。
当用水结束后，操作也很简单，用户只需拔卡（对于插卡式水控机）或者直接关闭水龙头（对于感应式水控机，关闭水龙头后水控机也会感应到动作），水控机就会自动停止计费，同时控制器会控制电磁阀关闭，停止出水。需要注意的是，在不用水时，不要把卡放在或靠近 IC 卡水控机感应区内，因为水控机读到卡时会先行扣费，每放一次就会扣一次款。另外，使用感应式 IC 卡时，要严禁弯折、磨损、穿孔及置于强磁环境中。
本文关键词：水控机原理图
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