CN106388612A - 一种新型饮水机温控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型饮水机温控装置，包括饮水机外壳、水桶口和插头，所述的饮水机外壳前脸面板上分布有加热指示灯、电源指示灯和保温指示灯，三个指示灯呈横排位于前侧面板上部，在指示灯下部有显示屏，显示屏的左边安装有档位按键，档位按键有3个档位：第一档位、第二档位和第三档位，显示屏下方有两个出水嘴：第一出水嘴和第二出水嘴，在出水嘴下方是水杯放置区，在饮水机外壳的侧面板上有散热口，插头经导线与饮水机内部电路连接，在饮水机内部经电路板装有控制电路。本发明结构简单，使用方便且智能化程度高。

Description

一种新型饮水机温控装置

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，具体涉及一种新型饮水机温控装置。

背景技术

随着经济社会的高速发展，智能化程度越来越高，为我们的生活带来了诸多便利；饮水机作为家用器具之一，在人们的日常生活、学习、工作中发挥着一定的作用，现在市面上的饮水机尽管具有一定的智能性，但在使用中也存在着一些不便。所以，能否设计一种精确的、高度智能化的新型饮水机温度控制装置，将是未来研究的热点。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺点，本发明的目的就是提供一种新型饮水机温控装置，可以有效的解决饮水机在给水加热或保温等中的问题。

本发明解决上述技术问题采用如下技术方案，一种新型饮水机温控装置，其特征在于包括饮水机外壳、水桶口和插头，所述的饮水机外壳前脸面板上分布有加热指示灯、电源指示灯和保温指示灯，三个指示灯呈横排位于前侧面板上部，在指示灯下部有显示屏，显示屏的左边安装有档位按键，档位按键有3个档位：第一档位、第二档位和第三档位，显示屏下方有两个出水嘴：第一出水嘴和第二出水嘴，在出水嘴下方是水杯放置区，在饮水机外壳的侧面板上有散热口，插头经导线与饮水机内部电路连接，在饮水机内部经电路板装有控制电路。

本发明结构新颖独特，简单合理，安全可靠，操作方便，智能化程度高，可以实现实时水温度的显示、可以选择水加热的档位以此来调节加热需要的时间，精确度高、效率高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的档位按键结构示意图；

图3是本发明的温度采集电路图；

图4是本发明的信号延时电路图；

图5是本发明的复位电路图；

图6是本发明的晶振电路图；

图7是本发明的按键电路图；

图8是本发明的温度显示电路图；

图9是本发明的指示灯电路图；

图10是本发明的过零保护触发电路图；

图11是本发明的单片机图。

图面说明：1、饮水机外壳，101、加热指示灯，102、电源指示灯，103、保温指示灯，104、档位按键，1041、第一档位，1042、第二档位，1043、第三档位，105、显示屏，106、第二出水嘴，107、第一出水嘴，108、水杯放置区，2、水桶口，3、插头。

具体实施方式

结合附图详细描述本发明的具体内容。一种新型饮水机温控装置，包括饮水机外壳1、水桶口2和插头3，所述的饮水机外壳1前侧面板上分布有加热指示灯101、电源指示灯102和保温指示灯103，三个指示灯呈横排位于前侧面板上部，在指示灯下部有显示屏105，显示屏105的左边安装有档位按键104，档位按键104有3个档位：第一档位1041、第二档位1042和第三档位1043，显示屏105下方有两个出水嘴：第一出水嘴106和第二出水嘴107，在出水嘴下方是水杯放置区108，在饮水机外壳1的侧面板上有散热口，插头3经导线与饮水机内部电路连接，在饮水机内部经电路板装有控制电路。

所述的控制电路包括温度采集电路IC1、信号延时电路IC2、复位电路IC3、晶振电路IC4、按键电路IC5、温度显示电路IC6、指示灯电路IC7、过零保护触发电路IC8和单片机电路IC9，单片机IC9分别接信号延时电路IC2、复位电路IC3、晶振电路IC4、按键电路IC5、温度显示电路IC6、指示灯电路IC7和过零保护触发电路IC8，信号延时电路IC2与温度采集电路IC1连接。

所述的温度采集电路IC1包括双运算放大器（U2:A），双运算放大器（U2:A）的1脚分别接电阻R8的一端、电阻R9的一端，电阻R8的另一端接双运算放大器（U2:A）的3脚、电阻R7的一端，双运算放大器（U2:A）的2脚接电阻R6的一端，电阻R7的另一端分别接下限温度检测传感器（RT2）的一端、电位器（RV2）的一端，电阻R6的另一端接上限温度检测传感器（RT1）的一端、电位器（RV1）的一端，电阻R10的一端接下限温度检测传感器（RT2）的另一端、上限温度检测传感器的另一端和电源，双运算放大器（U2:A）的4脚、电位器（RV2）的另一端、电位器（RV1）的另一端并联接地，电阻R9的另一端（A）接信号延时电路中的电阻R2的一端、电阻R3的一端。

所述的信号延时电路IC2包括四运算放大器（U1:A）和外围阻容元件，四运算放大器（U1:A）的4脚接电源，四运算放大器（U1:A）的3脚接电阻R1的一端、电阻R4的一端，电阻R1的另一端接电源，四运算放大器（U1:A）的2脚分别接电阻R2的一端、电容C1的一端，四运算放大器（U1:A）的11脚接地，电容C1的另一端分别与电阻R3的另一端、电阻R4的另一端和电阻R5的一端接通，电阻R5的另一端接四运算放大器（U1:A）的1脚和单片机的P1.5端。

所述的复位电路IC3的电容C4的一端、电阻R11的一端、电阻R12的一端并联接电源，电阻R11的另一端接复位键SAW1的一端，复位键SAW1的另一端、电阻R12的另一端、电容C4的另一端并联并与单片机的9脚连接。

所述的晶振电路IC4中电容C2的一端、电容C3的一端并联接地，电容C2的另一端和晶振X1的一端单片机的19脚，电容C3的另一端和晶振X1的另一端接单片机的18脚。

所述的按键电路IC5中的电容C6的一端、复位键SAW2的一端、电容C7的一端、复位键SAW3的一端、电容C8的一端、复位键SAW4的一端并联接地；电容C6的另一端、复位键SAW2的另一端与电阻R20的一端、单片机的P0.0端接通，电容C7的另一端、复位键SAW3的另一端与电阻R21的一端、单片机的P0.1端接通，电容C8的另一端、复位键SAW4的另一端与电阻R22的一端、单片机的P0.2端接通。

所述的温度显示电路IC6中的液晶显示模块（LCD1）的1脚接地，液晶显示模块（LCD1）的2脚接电位器（RV3）的一端和电源，液晶显示模块（LCD1）的3脚接电位器（RV3）的可调端，电位器（RV3）的另一端接地，液晶显示模块（LCD1）的4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚分别接单片机IC9的34脚、33脚、32脚、21脚、22脚、23脚、24脚、25脚、26脚、27脚、28脚。

所述的指示灯电路IC7中的指示灯D1的一端与电源连接，指示灯D1的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极与电阻R14的一端、电阻R15的一端，电阻R14的另一端接单片机的P3.5端，电阻R15的另一端、三极管Q1的发射极并联接地。

所述的过零保护触发电路IC8中的反相器（U5:A）的1脚接单片机的P3.2端，反相器（U5:A）的2脚接过零保护触发器（U3:A）的2脚，过零保护触发器（U3:A）的1脚接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接电源，过零保护触发器（U3:A）的6脚接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别接可控硅（Vs）的1脚、电阻R19的一端和220V电源的正极端，过零保护触发器（U3:A）的4脚分别接可控硅（Vs）的2脚、电阻R18的一端，可控硅（Vs）的3脚、电阻R18的另一端、电容C5的一端并联且与220V电源的负极连接，电容C5的另一端接电阻R19的另一端。

本发明中使用的温度采集电路中的上、下限温度检测传感器中设定的上限检测温度为100度，下限检测温度为90度，当水箱中的水温在90度到100度间时，指示灯中的保温指示灯亮，当水温度在90度以下时，开始加热，本发明设置了3个加热档位即为档位按键中的第一档位、第二档位、第三档位，第一档位下，加热器的加热功率为450W，水从25度加热到90度约需要20分钟；第二档位下，加热器的加热功率为550W，水从25度加热到90度约需要10分钟；加热器的加热功率为650W，水从25度加热到90度约需要4分钟；当想和开水时，倘若此时水温正好在90度到100度之间时，按下出水嘴2即可；从出水嘴1可以接常温的水；倘若水正在加热，从温度显示屏可以实时的掌握水的温度，选择加热档位可以缩短或延长加热时间；在默认状态下，是以第一档位进行加热的。

本发明的工作原理是：接通电源后，电源指示灯亮；加热器开始对水进行加热，加热指示灯亮，选择不同的加热档位，可以缩短加热到开水的时间，当水温加热到上、下限温度检测传感器的温度范围内时，加热指示灯自动关闭，保温指示灯亮；此时可以从出水嘴2中接开水。一段时间后，水温下降，当下降到下限温度检测的底线时，又开始对水进行加热；就这样一直重复这样的过程。

本发明的具体实施过程为：上、下限温度检测传感器对水温进行实时检测，并将水温信号被转化为电压信号，经放大器放大后，来提高电路信号的稳定性能，再经过模数转换，将模拟信号转换为计算机能识别和处理的等效的数字信号。该数字信号经过放大后，再经过信号延时电路，此电路可以有效的起到延时、抗干扰的作用，出来的稳定的电压数字信号被传送给单片机，经过单片机的分析、处理，单片机控制温度显示屏显示温度数值；当按下不同的加热档位键后，在不同的加热功率作用下，温度会呈现不同的上升趋势。当水温被加热到设定温度范围后，加热指示灯关闭，保温指示灯开启，人们可以从出水嘴2来接取开水；当过一段时间后，水温降低于下限温度检测传感器的检测数值，此时加热指示灯开启，保温指示灯关闭；等到加热到温度传感器的温度检测范围后，又开启保温模式；就这样重复此过程。

本发明中的上、下限温度检测传感器（RT1、RT2）的前面安装有菲涅尔透镜，以此来提高检测的灵敏度和抗干扰能力。

本发明中的四运算放大器的型号为LM324，所述的电机的型号为AT89C55，三端稳压器型号为7805，光电耦合器的型号为MOC3036，反相器型号为74LS04。

本发明实现的主要功能为：一是实时采集水温度信号数据并实时显示在显示屏上，接水人可以根据自己的实际情况选择不同的加热档位；二是本发明采用了信号延时电路，当加热档位被频繁变换时，可以保证系统正常的工作，提高中和因频繁变换档位产生的反感应电动势的能力。

本发明系统精确度高、可以全天24小时工作；在按正确的操作说明来使用本系统的情况下，使用寿命很长。本发明具有以下有益效果：1、本发明采用的晶振、复位、触发器、温度采集器等均可以持续、稳定的工作且使用寿命较久；2、采用的AT89系列单片机，控制精度高、灵敏度高、操作方便。

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (10)

1.一种新型饮水机温控装置，其特征在于包括饮水机外壳、水桶口和插头，所述的饮水机外壳前侧面板上分布有加热指示灯、电源指示灯和保温指示灯，三个指示灯呈横排位于前侧面板上部，在指示灯下部有显示屏，显示屏的左边安装有档位按键，档位按键有3个档位：第一档位、第二档位和第三档位，显示屏下方有两个出水嘴：第一出水嘴和第二出水嘴，在出水嘴下方是水杯放置区，在饮水机外壳的侧面板上有散热口，插头经导线与饮水机内部电路连接，在饮水机内部经电路板装有控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的控制电路包括温度采集电路IC1、信号延时电路IC2、复位电路IC3、晶振电路IC4、按键电路IC5、温度显示电路IC6、指示灯电路IC7、过零保护触发电路IC8和单片机电路IC9，单片机IC9分别接信号延时电路IC2、复位电路IC3、晶振电路IC4、按键电路IC5、温度显示电路IC6、指示灯电路IC7和过零保护触发电路IC8，信号延时电路IC2与温度采集电路IC1连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的温度采集电路IC1包括双运算放大器U2:A，双运算放大器U2:A的1脚分别接电阻R8的一端、电阻R9的一端，电阻R8的另一端接双运算放大器U2:A的3脚、电阻R7的一端，双运算放大器U2:A的2脚接电阻R6的一端，电阻R7的另一端分别接下限温度检测传感器RT2的一端、电位器RV2的一端，电阻R6的另一端接上限温度检测传感器RT1的一端、电位器RV1的一端，电阻R10的一端接下限温度检测传感器RT2的另一端、上限温度检测传感器的另一端和电源，双运算放大器U2:A的4脚、电位器RV2的另一端、电位器RV1的另一端并联接地，电阻R9的另一端A接信号延时电路中的电阻R2的一端、电阻R3的一端。

4.根据权利要求2所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的信号延时电路IC2包括四运算放大器U1:A和外围阻容元件，四运算放大器U1:A的4脚接电源，四运算放大器U1:A的3脚接电阻R1的一端、电阻R4的一端，电阻R1的另一端接电源，四运算放大器U1:A的2脚分别接电阻R2的一端、电容C1的一端，四运算放大器U1:A的11脚接地，电容C1的另一端分别与电阻R3的另一端、电阻R4的另一端和电阻R5的一端接通，电阻R5的另一端接四运算放大器U1:A的1脚和单片机的P1.5端。

5.根据权利要求2所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的复位电路IC3的电容C4的一端、电阻R11的一端、电阻R12的一端并联接电源，电阻R11的另一端接复位键SAW1的一端，复位键SAW1的另一端、电阻R12的另一端、电容C4的另一端并联并与单片机的9脚连接。

6.根据权利要求2所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的晶振电路IC4中电容C2的一端、电容C3的一端并联接地，电容C2的另一端和晶振X1的一端单片机的19脚，电容C3的另一端和晶振X1的另一端接单片机的18脚。

7.根据权利要求2所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的按键电路IC5中的电容C6的一端、复位键SAW2的一端、电容C7的一端、复位键SAW3的一端、电容C8的一端、复位键SAW4的一端并联接地；电容C6的另一端、复位键SAW2的另一端与电阻R20的一端、单片机的P0.0端接通，电容C7的另一端、复位键SAW3的另一端与电阻R21的一端、单片机的P0.1端接通，电容C8的另一端、复位键SAW4的另一端与电阻R22的一端、单片机的P0.2端接通。

8.根据权利要求2所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的温度显示电路IC6中的液晶显示模块LCD1的1脚接地，液晶显示模块LCD1的2脚接电位器RV3的一端和电源，液晶显示模块LCD1的3脚接电位器RV3的可调端，电位器RV3的另一端接地，液晶显示模块LCD1的4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚分别接单片机IC9的34脚、33脚、32脚、21脚、22脚、23脚、24脚、25脚、26脚、27脚、28脚。

9.根据权利要求2所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的指示灯电路IC7中的指示灯D1的一端与电源连接，指示灯D1的另一端与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极与电阻R14的一端、电阻R15的一端，电阻R14的另一端接单片机的P3.5端，电阻R15的另一端、三极管Q1的发射极并联接地。

10.根据权利要求2所述的一种新型饮水机温控装置，其特征在于，所述的过零保护触发电路IC8中的反相器U5:A的1脚接单片机的P3.2端，反相器U5:A的2脚接过零保护触发器U3:A的2脚，过零保护触发器U3:A的1脚接电阻R16的一端，电阻R16的另一端接电源，过零保护触发器U3:A的6脚接电阻R17的一端，电阻R17的另一端分别接可控硅Vs的1脚、电阻R19的一端和220V电源的正极端，过零保护触发器U3:A的4脚分别接可控硅Vs的2脚、电阻R18的一端，可控硅Vs的3脚、电阻R18的另一端、电容C5的一端并联且与220V电源的负极连接，电容C5的另一端接电阻R19的另一端。