一种基于单片机的防溢水智能热水机制造技术

本实用新型专利技术是一种基于单片机的防溢水智能热水机，该种热水机包括激光测距模块、超声波测距模块以及光电开关组，其中激光测距模块能够测得出水口距离杯底的距离，超声波测距模块能够实时测得水面距离出水口的距离，光电开关组能够测得杯口距离出水口的距离，此三个距离数据最终可得出注入杯中的水量占据杯子容量的百分比，根据用户需求，由单片机控制电磁阀进一步控制注水的状态。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的防溢水智能热水机
本技术是涉及机电领域，具体的说是一种基于单片机的防溢水智能热水机。
技术介绍
在传统的热水器中，均需要将杯子置入出水口下方进行接水，由于大多数保温杯均为不透明材质制成，因此，使用者很难观察清楚杯内水面的高度，极易出现热水溢出造成使用者烫伤的情况，因此，需要一种能够智能控制水杯内水面高度的热水机。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于单片机的防溢水智能热水机，该种热水机能够在水杯内水面高度达到指定高度时自动关闭出水口。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种基于单片机的防溢水智能热水机，其特征是：包括机箱、注水部和溢水部，所述的注水部安装在机箱的下方，所述的溢水部安装在注水部的下方；所述的机箱内部安装有控制单元，所述的机箱的底面的中央位置安装有出水口，所述的出水口内安装有控制出水口工作状态的单向电磁阀，所述的出水口的两侧分别安装有激光测距模块和超声波测距模块，所述的出水口、激光测距模块和超声波测距模均工作开口竖直朝下安装；所述的注水部由安装在机箱下方的三面侧板围成，所述的注水部前侧面开有开口，所述的注水部左、右侧板的内侧面安装有光电开关组，所述的光电开关组由注水部左、右侧板底部竖直延伸至机箱底面；所述的溢水部内设置有储水槽，所述的溢水部的上表面设置有镂空板，所述的镂空板安装在储水槽上方；所述的激光测距模块、超声波测距模块以及光电开关组与控制单元的信号输入端信号连接，所述的出水口内安装的单向电磁阀与控制单元的信号输出端信号连接。为优化上述技术，采取的具体措施还包括：所述的控制单元为单片机。所述的光电开关组由若干个在竖直方向上依次排列的光电开关组成，所述的若干个光电开关均与控制单元的信号输入端信号连接。所述的光电开关为对射型光电开关。所述的镂空板上方安装有水杯定位凹槽，所述的水杯定位凹槽设置在定位板的中央位置。所述的定位板同样为镂空结构，所述的定位板中央向上凸起形成圆形凸台，所述的凸台边缘向定位板边缘延伸形成斜面，所述的凸台内加工形成水杯定位凹槽，所述的水杯定位凹槽位于出水口正下方。所述的水杯定位凹槽底部安装有硅胶防滑垫。所述的机箱的外表面安装有交互面板，所述的交互面板包括显示屏和控制面板，所述的控制面板由多个控制按钮组成，所述的交互面板与控制单元的信号输入端信号连接。该种基于单片机的防溢水智能热水机能够达到的有益效果为：第一，提出了一种能够自动测量杯内水占杯子总盛水百分比的方法。第二，一键完成开始停止放水功能，通过传感器数据实时检测水位来自动控制水阀，规避传统按键式控制可能出现的溢水或者控制不灵的问题，实现智能识别，自动出水同步进行。第三，超声波测距模块与单片机进行实时数据反馈，能够监测水杯内水面的高度。第四，用户能够通过交互面板实时选择水杯内所需的水量。附图说明图1为本技术一种基于单片机的防溢水智能热水机的结构原理图。图2为本技术一种基于单片机的防溢水智能热水机出水口的仰视图。图3为本技术一种基于单片机的防溢水智能热水机光电开关组内光电开关的排列分布图。图4为本技术一种基于单片机的防溢水智能热水机信号控制原理图。图例说明：1、机箱；2、注水部；3、溢水部；4、交互面板；5、出水口；6、激光测距模块；7、超声波测距模块；8、光电开关组；9、水杯定位凹槽；10、光电开关。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本技术作进一步描述。一种基于单片机的防溢水智能热水机，其特征是：包括机箱1、注水部2和溢水部3，所述的注水部2安装在机箱1的下方，所述的溢水部3安装在注水部2的下方；所述的机箱1内部安装有控制单元，所述的机箱1的底面的中央位置安装有出水口5，所述的出水口5内安装有控制出水口5工作状态的单向电磁阀，所述的出水口5的两侧分别安装有激光测距模块6和超声波测距模块7，所述的出水口5、激光测距模块6和超声波测距模块7均工作开口竖直朝下安装；所述的注水部2由安装在机箱1下方的三面侧板围成，所述的注水部2前侧面开有开口，所述的注水部2左、右侧板的内侧面安装有光电开关组8，所述的光电开关组8由注水部2左、右侧板底部竖直延伸至机箱1底面；所述的溢水部3内设置有储水槽，所述的溢水部3的上表面设置有镂空板，所述的镂空板安装在储水槽上方；所述的激光测距模块6、超声波测距模块7以及光电开关组8与控制单元的信号输入端信号连接，所述的出水口5内安装的单向电磁阀与控制单元的信号输出端信号连接。本实施例中，控制单元为单片机。本实施例中，光电开关组8由若干个在竖直方向上依次排列的光电开关10组成，所述的若干个光电开关10均与控制单元的信号输入端信号连接。本实施例中，光电开关10为对射型光电开关。本实施例中，镂空板上方安装有水杯定位凹槽9，所述的水杯定位凹槽9设置在定位板的中央位置。本实施例中，定位板同样为镂空结构，所述的定位板中央向上凸起形成圆形凸台，所述的凸台边缘向定位板边缘延伸形成斜面，所述的凸台内加工形成水杯定位凹槽9，所述的水杯定位凹槽9位于出水口5正下方。本实施例中，水杯定位凹槽9底部安装有硅胶防滑垫。本实施例中，机箱1的外表面安装有交互面板4，所述的交互面板4包括显示屏和控制面板，所述的控制面板由多个控制按钮组成，所述的交互面板4与控制单元的信号输入端信号连接。本实施例中，超声波测距原理是在超声波发射装置发出超声波，它的根据是接收器接到超声波时的时间差，与雷达测距原理相似，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。本实施例中，激光测距模块6采用相位式激光测距仪器，由于其精度高，一般为毫米级，为了有效的反射信号，并使测定的目标限制在与仪器精度相称的某一特定点上，对这种测距仪都配置了被称为合作目标的反射镜。若调制光角频率为ω，在待测量距离D上往返一次产生的相位延迟为φ，则对应时间t可表示为：t=φ/ω将此关系代入（3-6）式距离D可表示为D=1/2ct=1/2c·φ/ω=c/(4πf)(Nπ+Δφ)=c/4f(N+ΔN)=U(N+)式中：φ——信号往返测线一次产生的总的相位延迟。ω——调制信号的角频率，ω=2πf。U——单位长度，数值等于1/4调制波长N——测线所包含调制半波长个数。Δφ——信号往返测线一次产生相位延迟不足π部分。ΔN——测线所包含调制波不足半波长的小数部分。ΔN=φ/ω在给定调制和标准大气条件下，频率c/(4πf)是一个常数，此时距离的测量变成了测线所包含半波长个数的测量和不足半波长的小数部分的测量即测N或φ，由于近代精密机械加工技术和无线电测相技术的发展，已使φ的测量达到很高的精度。为了测得不足π的相角φ，可以通过不同的方法来进行测量，通常应用最多的是延迟测相和数字测相，目前短程激光测距仪均采用数字测相原理来求得φ。本实施例中，激光测距模块测出水口到杯底的高度，记为h1，超声波测距模块测出水口到水面高度，记为h2，对射型光电开关根据预先设定好的程序，当物体放入，瓶口将光线遮挡时触发开关，返回瓶口到出水口的高度值，记为h3。h1-h3得到水杯内部能盛水部分的高度，记为Y，Y-(h2-h3)得到瓶内实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单片机的防溢水智能热水机，其特征是：包括机箱（1）、注水部（2）和溢水部（3），所述的注水部（2）安装在机箱（1）的下方，所述的溢水部（3）安装在注水部（2）的下方；所述的机箱（1）内部安装有控制单元，所述的机箱（1）的底面的中央位置安装有出水口（5），所述的出水口（5）内安装有控制出水口（5）工作状态的单向电磁阀，所述的出水口（5）的两侧分别安装有激光测距模块（6）和超声波测距模块（7），所述的出水口（5）、激光测距模块（6）和超声波测距模块（7）均工作开口竖直朝下安装；所述的注水部（2）由安装在机箱（1）下方的三面侧板围成，所述的注水部（2）前侧面开有开口，所述的注水部（2）左、右侧板的内侧面安装有光电开关组（8），所述的光电开关组（8）由注水部（2）左、右侧板底部竖直延伸至机箱（1）底面；所述的溢水部（3）内设置有储水槽，所述的溢水部（3）的上表面设置有镂空板，所述的镂空板安装在储水槽上方；所述的激光测距模块（6）、超声波测距模块（7）以及光电开关组（8）与控制单元的信号输入端信号连接，所述的出水口（5）内安装的单向电磁阀与控制单元的信号输出端信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的防溢水智能热水机，其特征是：包括机箱（1）、注水部（2）和溢水部（3），所述的注水部（2）安装在机箱（1）的下方，所述的溢水部（3）安装在注水部（2）的下方；所述的机箱（1）内部安装有控制单元，所述的机箱（1）的底面的中央位置安装有出水口（5），所述的出水口（5）内安装有控制出水口（5）工作状态的单向电磁阀，所述的出水口（5）的两侧分别安装有激光测距模块（6）和超声波测距模块（7），所述的出水口（5）、激光测距模块（6）和超声波测距模块（7）均工作开口竖直朝下安装；所述的注水部（2）由安装在机箱（1）下方的三面侧板围成，所述的注水部（2）前侧面开有开口，所述的注水部（2）左、右侧板的内侧面安装有光电开关组（8），所述的光电开关组（8）由注水部（2）左、右侧板底部竖直延伸至机箱（1）底面；所述的溢水部（3）内设置有储水槽，所述的溢水部（3）的上表面设置有镂空板，所述的镂空板安装在储水槽上方；所述的激光测距模块（6）、超声波测距模块（7）以及光电开关组（8）与控制单元的信号输入端信号连接，所述的出水口（5）内安装的单向电磁阀与控制单元的信号输出端信号连接。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的防溢水智能热水机，其特征在于：所述的控制单元为单片机。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张子昂，赵阳，杨志伟，王家兴，赵悦彤，房玺正，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32