一种单片机控制数字式高质节能饮水机制造技术

本实用新型专利技术属于日常生活中的家电产品，具体涉及一种由单片机控制的数字式高质节能饮水机。主要由真空保温水胆、控制系统电路、电磁阀、热电偶、液位开关、电源电路组成。其中控制系统电路包括以单片机为处理核心的中央处理电路１和与中央处理器相连接的数码显示和键盘控制电路（２）、实时时钟电路（３）、进水出水控制电路（４）、温度采集电路（５）、液位监测电路（６）、加热控制电路（７）、报警电路（８）及电源电路（９）。本实用新型专利技术结构简单，成本低廉，节能环保、安全性高、实用性强、系统本身稳定性好、抗干扰能力强，不但能实现精确的控制，而且设置功能比较简单、容易操作。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

Single chip microcomputer control digital high quality energy-saving water dispenser

The utility model belongs to the household appliance product in daily life, in particular to a digital high quality energy-saving water dispenser controlled by a single chip microcomputer. The utility model is mainly composed of a vacuum heat insulating water pipe, a control system circuit, an electromagnetic valve, a thermocouple, a liquid level switch and a power supply circuit. The control system includes circuit based on MCU is a central processing circuit 1 and connected with the central processor of the digital display and keyboard control circuit (2), a real-time clock circuit (3), water inlet and outlet control circuit (4), (5) the temperature acquisition circuit, liquid level monitoring circuit (6), heating control the circuit (7), an alarm circuit and a power supply circuit (8) (9). The utility model has the advantages of simple structure, low cost, energy saving and environmental protection, high safety, strong practicability, the system itself has good stability, strong anti-interference ability, can achieve precise control, and set the function is relatively simple and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于日常生活中的家电产品，具体涉及一种由单片机控制数字式高质节能 饮水机。技术背景随着人们生活水平的日益提高,饮水机已走进千家万户，给人们生活带来了极大的便 利。据统计目前国内有4000万台饮水机在使用中，而且其数目在不断增加，可见市场潜 力很大，正日益成为人们生活不可缺少的帮手。但是传统饮水机高速发展之后所面临的问 题是我们所不能回避和漠视的。当前由于传统饮水机在设计和控制方面的缺陷而在健康、 节能方面带来的问题，已是一大社会公害，消费者对此一直有很多抱怨和不满。主要问题有以下几方面一、 久煮产生"千滚水"当传统饮水机加热系统开启后，电热丝开始加热，热胆中饮水升温；当水温达到设定 温度(一般为90摄氏度)后，温控器停止加热；由于热量散发而使热胆中水温不断缓慢 下降，当水温降到另一设定温度(一般为75摄氏度)时，温控器又重新开始加热。这样饮 用水在热胆内被反复"加热一冷却一再加热"而形成"千滚水"。这种水看似干净，实际上却 含有重金属、砷化物等有害物质，长期引用会干扰人的胃肠功能，使人出现腹泻、腹胀。二、 耗电量远超过家用空调器饮水机正逐渐成为是家庭中耗电量最大的家用电器，我们做过这样一项简单的算术以制造l升水为例，在不关机的状态下，功率为0.5KW的传统饮水机日均消耗电能1.8千 瓦时，证明是节能冰箱的4倍多。传统饮水机"烧烧停停"的工作机理，无形中造成90%以 上的能源浪费，使其成为"电能杀手"。三、 水干烧易造成火患目前饮水机在使用过程中，用户通常会让饮水机一直处于通电状态，这就存在着极大的安全隐患饮水机一旦缺水而用户忘记加水，就会使饮水机干烧造成火灾事故。四、功能单一，可控性差目前大多家用饮水机功能少且可控性差，机器的开启和关闭都需人工操作，而且出现 蓄水箱水量少或是没有水引起干烧时，只能断电保护而没有报警功能，同时也不能实时显 示水胆中的水温，这些问题都在一定程度上给用户带来了不便。
技术实现思路
本技术的目的在于克服了传统饮水机的上述不足，提供一种实时控制性好、功能 多、操作简单、节电、安全的高质节能饮水机。为了实现上述目的，本技术采取了如下技术方案。包括有水胆和控制电路部分， 其特征在于所述的水胆为真空保温水胆，在真空保温水胆内设置有下限液位传感器10和上限液位传感器15，在真空保温水胆12的上端面设置有进冷水电磁阀13，侧面设置有出热水电磁阀17和热电偶16;所述的控制电路部分包括有中央处理电路l、数码显示和键盘控制电路2、实时时钟 电路3、进水出水控制电路4、温度采集电路5、液位检测电路6、加热控制电路7和电源 电路9;其中，实时时钟电路3与中央处理电路1相连，将时钟信号传送给中央处理电路1; 进水出水控制电路4的输入端与中央处理电路1相连，输出端与进冷水电磁阀13和 出热水电磁阀17相连，中央处理电路1通过进水出水控制电路4控制进冷水电磁阀13和 出热水电磁阀17的打开和闭合；温度采集电路5的一端与真空保温水胆12内的热电偶13相连，另一端与中央处理电 路1相连，将真空保温水胆12内的温度信号传送给中央处理电路1;液位检测电路6的一端与下限液位传感器10和上限液位传感器15相连，另一端与中 央处理电路1相连，将真空保温水胆12内的液位信号传送给中央处理电路1;加热控制电路7与中央处理电路1相连，加热控制电路7在中央处理电路1的控制下 给真空保温水胆12中的热水加热；数码显示和键盘控制电路2与中央处理电路1相连，用于显示真空保温水胆12中水 的温度及当前的时间，键盘可控制系统的开关机状态及设定定时时间。还包括有报警电路8，报警电路8与中央处理电路1相连，在真空保温水胆12内的液 位低于下限液位或蓄水箱中水量不足时发出报警。在系统上电后中央处理电路首先会完成对各部分的初始化，然后处理实时时钟电路3 和温度采集电路5送来的信息并控制数码显示及键盘控制电路2显示当前的时间和水胆中 的水温。接着采集液位监测电路6的信息判断水胆中水位的高低，若水位低于下限则控制 进水出水控制电路4对水胆加水并延时一定的时间，之后再采集液位监测电路6的信息判 断水胆中水位的高低，若水位没有达到上限则说明蓄水箱中没有水，中央处理电路l就会 触发断电报警电路8。若水位高于下限，中央处理电路1就会处理温度采集电路5采集的 信息，当水胆中水温高于设定下限温度时就会控制进水出水控制电路4打开处热水电磁阀， 否则就会触发加热控制电路7开始加热直到达到上限水温后关闭电源并控制进水出水控制 电路4打开处热水电磁阀，实现"水不开流不出"的功能。另位在此过程中可随时通过中 央处理电路1控制数码显示及键盘控制电路2设定自动开机和关机的时间。 本技术的有益效果是-1、 由于该饮水机采用了真空保温水胆因而可以大大延长热水的保温时间。另外，控 制电路部分采用了以单片机为核心的数字控制电路，从而实现了饮水机取热水时没有冷水 补充及"水不开流不出"的功能，并且直到热水用完才加入冷水并开始加热，这样就很大 程度上避免了传统饮水机的"千滚水"，提高了水质。2、 有效的节约电能资源。由于在很大程度上避免了热水胆中热水的反复加热，这样 就能节约大量的电能资源，且给家庭节省了开支。3、 产品安全性高。当热水胆中没有冷水流入出现干烧或者蓄水箱中水量不足时，系 统就会断电报警，因而使产品的安全性得到极大的提高。4、 功能多，实时控制性好。本技术系统稳定性好，抗干扰能力强，实时控制性 好，可以设定开机和关机的时间，实时显示热水的温度，而且此设置功能比较简单、易操 作，能很好的满足使用者的要求，同时给使用者的生活带来极大的方便。附图说明图l控制系统电路框图图2饮水机控制系统电路原理图图3电磁阀、热电偶、液位传感器安装示意图图4饮水机工作流程图图中1、中央处理电路，2、数码显示及键盘控制电路，3、实时时钟电路，4、进水 出水控制电路，5、温度采集电路，6、液位监测电路，7、加热控制电路，8、报警电路， 9、电源电路；10、下限液位传感器，11、通气孔，12、真空保温水胆，13、真空保温水 胆，14、进水口， 15、上限液位传感器，16、热电偶，17、出热水电磁阀，18、出水口， 19、排水口。具体实施方式结合附图图1 图4对本实施例进行详细说明本实施例的控制系统电路的特点是中央处理电路1采用了以单片机为核心处理器。 中央处理电路l:由U1单片机组成，Ul选用的是AT89C55WD， Ul的P0. 0 P0. 7引脚 和实时时钟电路3中实时时钟模块U20的1 8引脚相连，P3. 3、 P3. 6、 P3. 7、 ALE和其 10 13引脚相连，Pl. 0和进水出水控制电路4中的进冷水控制电路模块U2的1引脚相连， Pl. 1和进水出水控制电路4中的出热水控制电路模块U5的1引脚相连，P1.2和液位监测 电路6中的上限液位传感器U6的1引脚相连，Pl. 3和液位监测电路6中的上下限液位传 感器U7的1引脚相连，P1.4和加热控制电路7中的缓冲器U8的1引脚相连，P2.0和P2. 1 和实时时钟电路3中的反相器U19的1、 2引脚相连，P2. 2 P2. 4和数码显示及键盘控制 电路2中的数码管U14和键盘驱动器Ull的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片机控制数字式高质节能饮水机，包括有水胆和控制电路部分，其特征在于：所述的水胆为真空保温水胆（１２），在真空保温水胆（１２）内设置有下限液位传感器（１０）和上限液位传感器（１５），在真空保温水胆（１２）的上端面设置有进冷水电磁阀（１３），侧面上设置有出热水电磁阀（１７）和热电偶（１６）；所述的控制电路部分包括有中央处理电路（１）、数码显示和键盘控制电路（２）、实时时钟电路（３）、进水出水控制电路（４）、温度采集电路（５）、液位检测电路（６）、加热控制电路（７）和 电源电路（９）；其中，实时时钟电路（３）与中央处理电路（１）相连，将时钟信号传送给中央处理电路（１）；进水出水控制电路（４）的输入端与中央处理电路（１）相连，输出端与进冷水电磁阀（１３）和出热水电磁阀（１７）相连，中央处理电 路（１）通过进水出水控制电路（４）控制进冷水电磁阀（１３）和出热水电磁阀（１７）的打开和闭合；温度采集电路（５）的一端与真空保温水胆（１２）内的热电偶（１６）相连，另一端与中央处理电路（１）相连，将真空保温水胆（１２）内的温度信号传 送给中央处理电路（１）；液位检测电路（６）的一端与下限液位传感器（１０）和上限液位传感器（１５）相连，另一端与中央处理电路（１）相连，将真空保温水胆（１２）内的液位信号传送给中央处理电路（１）；加热控制电路（７）与中央处理电 路（１）相连，加热控制电路（７）在中央处理电路（１）的控制下给真空保温水胆（１２）中的热水加热；数码显示和键盘控制电路（２）与中央处理电路（１）相连，用于显示真空保温水胆（１２）中水的温度及当前的时间，键盘可控制系统的开关机状态及设 定定时时间。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪建东，刘振杰，闫志鸿，刘喆，张万年，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]