CN109349925A - 一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，包括饮水机机体、主控制模块、红外对射模块，超声波测距探头、电源模块，饮水机机体中部下方设置托盘，在饮水机机体上方设置水桶，饮水机机体中部上方设置出水嘴，在水桶和出水嘴之间设置通水管路，依水流方向在通水管路上依次设置压力开关、加热模块、电磁阀，在饮水机机体上部分别设置热水按键和冷水按键，按键触发信号传输到主控制模块，在饮水机机体上部设置LED指示灯，在托盘两侧侧壁设置若干组红外对射模块，在饮水机机体上方与杯口对应的位置设置超声波测距探头。有益技术效果：可智能判断杯子高度和杯中液位高度，控制出水嘴出水量，避免溢出，可自动完成取水，提升使用的便利性。

Description

一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种家用电器领域，特别涉及一种具有水位检测功能的智能饮水机及其控制方法。

背景技术

日常生活中的饮水机都是要人工控制取水，这给用户的生活带来很大的不便，常常因为要打一杯水要弯着腰注视着杯子，还要随时用手控制开关，当取水量稍大时，需要等待较长时间，接水时不注意容易溢出甚至烫伤。

发明内容

本发明的目的在于克服现有饮水机目前的缺陷。

本发明提供一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，包括饮水机机体、主控制模块、红外对射模块，超声波测距探头、电源模块，饮水机机体中部下方设置托盘，在饮水机机体上方设置水桶，饮水机机体中部上方设置出水嘴，在水桶和出水嘴之间设置通水管路，依水流方向在通水管路上依次设置压力开关、加热模块、电磁阀，压力开关可根据水压判断水桶是否缺水，并将检测信号传输给主控制模块，加热模块可对流经的水即时加热，电磁阀控制水流通断，在饮水机机体上部分别设置热水按键和冷水按键，按键触发信号传输到主控制模块，在饮水机机体上部设置红、绿、蓝三支LED指示灯，在托盘两侧的机箱侧壁自上而下相对设置若干组红外对射模块，红外对射模块检测信号输入主控制模块，在饮水机机体上方与杯口对应的位置设置超声波测距探头，用于测量水面位置，超声波测距探头检测到的信号输送至主控制器，电源模块给主控模块、红外对射模块、加热模块、超声波测距探头、压力开关、冷热水按键和红、绿、蓝LED指示灯供电。

进一步的八组红外对射模块设置八组。

进一步的主控制模块控制芯片采用STM32F103系列单片机。

进一步的所述电磁阀采用FDZ-DC12V型电磁阀。

进一步的所述压力开关采用hk3022型压力开关。

进一步的所述电源模块由变压器将220V的交流电转化为12V的交流电，再通过整流桥将12V交流电整流为12V直流电，通过降压转换器模块TPS82130获得5V电源， 通过稳压芯片AMS1173V3稳压获得3.3V电源。

本发明提供一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机的控制方法，所述的智能饮水机，开启电源后，根据红外对射模块检测的信号，确定托盘上是否放置杯子，当未放置杯子时，主控制器确认蓝色LED指示灯关闭， 当托盘放置杯子时，红外对射模块输入主控制器，主控制器模块根据杯子遮挡红外对射模块的情况，判断杯子的最小高度，同时点亮蓝色LED指示灯；

若触动热水按键，主控制模块接收到热水按键触发信号后，根据压力开关传来的信号判断水桶是否有水，如果水桶缺水，主控制器控制蓝色LED指示灯闪烁直至水桶有水， 如果水桶不缺水，则主控制模块开启加热模块并开启电磁阀，同时点亮红色LED指示灯，出水嘴流出热水，再次触动热水按键，则主控制器关闭加热模块和电磁阀，同时关闭红色LED指示灯，出水嘴停止出水，若没有再次触动热水按键，超声波测距探头实时测出杯中液位高度数据并输入主控制模块，主控制模块判断杯子最小高度与液位高度差值是否达到预设阈值，当杯子最小高度与液位高度差值达到预设阈值时，主控制模块关闭加热模块、电磁阀和红色LED指示灯；

若触动冷水按键，主控制模块接收到冷水按键触发信号后，根据压力开关传来的信号判断水桶是否有水，如果水桶缺水，主控制器控制蓝色LED指示灯闪烁直至水桶有水， 如果水桶不缺水，则主控制模块开启电磁阀，同时点亮绿色LED指示灯，出水嘴流出冷水，再次触动冷水按键，则主控制器关闭电磁阀，同时关闭绿色LED指示灯，出水嘴停止出水，若没有再次触动冷水按键，超声波测距探头实时测出杯中液位高度数据并输入主控制模块，主控制模块判断杯子最小高度与液位高度差值是否达到预设阈值，当杯子最小高度与液位高度差值达到预设阈值时，主控制模块关闭电磁阀和绿色LED指示灯；

当杯子被从托盘中取出后，红外对射模块检测不到杯子，主控制模块关闭加热模块、电磁阀和全部LED指示灯。

本发明有益技术效果：通过设置红外对射模块和超声波测距探头可智能判断杯子高度和杯中液位高度，控制出水嘴出水量，避免溢出，触动冷水按键或热水按键后可自动完成取水，提升使用的便利性。

附图说明

图1是本发明外观示意图。

图2是本发明通水管路走向示意图。

图3是本发明模块连接图。

图4是本发明控制流程图。

图5是主控制模块电路图。

图6是电源模块电路图。

图7是红、绿、蓝LED指示灯以及冷、热水按键电路图。

图8是电磁阀和加热模块电路图。

图9是压力开关和超声波测距探头电路图。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。

结合附图对本发明进一步详细的解释，附图中各标记为：1：绿色LED指示灯；2：蓝色LED指示灯；3：冷水按键；4：出水嘴；5：红外对射模块；6：托盘；7：饮水机机体；8：超声波测距探头；9：热水按键；10：红色LED指示灯；11：水桶。

如图所示，一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，包括饮水机机体7、主控制模块、红外对射模块5，超声波测距探头8、电源模块，饮水机机体7中部下方设置托盘6，在饮水机机体7上方设置水桶11，饮水机机体7中部上方设置出水嘴4，在水桶11和出水嘴4之间设置通水管路，依水流方向在通水管路上依次设置压力开关、加热模块、电磁阀，压力开关可根据水压判断水桶11是否缺水，并将检测信号传输给主控制模块，加热模块可对流经的水即时加热，电磁阀控制水流通断，在饮水机机体7上部分别设置热水按键9和冷水按键3，按键触发信号传输到主控制模块，在饮水机机体7上部设置红、绿、蓝三支LED指示灯，在托盘6两侧的机箱侧壁自上而下相对设置若干组红外对射模块5，红外对射模块5检测信号输入主控制模块，在饮水机机体7上方与杯口对应的位置设置超声波测距探头8，用于测量水面位置，超声波测距探头8检测到的信号输送至主控制器，电源模块给主控模块、红外对射模块5、加热模块、超声波测距探头8、压力开关、冷热水按键9和红、绿、蓝LED指示灯供电。

本方案中采用了八组红外对射模块5设置八组，主控制模块控制芯片采用STM32F103系列单片机，电磁阀采用FDZ-DC12V型电磁阀，压力开关采用hk3022型压力开关，电源模块由变压器将220V的交流电转化为12V的交流电，再通过整流桥将12V交流电整流为12V直流电，通过降压转换器模块TPS82130获得5V电源， 通过稳压芯片AMS1173V3稳压获得3.3V电源。

一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机的控制方法，所述的智能饮水机，开启电源后，根据红外对射模块5检测的信号，确定托盘6上是否放置杯子，当未放置杯子时，主控制器确认蓝色LED指示灯1关闭， 当托盘6放置杯子时，红外对射模块5输入主控制器，主控制器模块根据杯子遮挡红外对射模块5的情况，判断杯子的最小高度，同时点亮蓝色LED指示灯1；

若触动热水按键9，主控制模块接收到热水按键9触发信号后，根据压力开关传来的信号判断水桶11是否有水，如果水桶11缺水，主控制器控制蓝色LED指示灯1闪烁直至水桶11有水， 如果水桶11不缺水，则主控制模块开启加热模块并开启电磁阀，同时点亮红色LED指示灯10，出水嘴4流出热水，再次触动热水按键9，则主控制器关闭加热模块和电磁阀，同时关闭红色LED指示灯10，出水嘴4停止出水，若没有再次触动热水按键9，超声波测距探头8实时测出杯中液位高度数据并输入主控制模块，主控制模块判断杯子最小高度与液位高度差值是否达到预设阈值，当杯子最小高度与液位高度差值达到预设阈值时，主控制模块关闭加热模块、电磁阀和红色LED指示灯10；

若触动冷水按键3，主控制模块接收到冷水按键3触发信号后，根据压力开关传来的信号判断水桶11是否有水，如果水桶11缺水，主控制器控制蓝色LED指示灯1闪烁直至水桶11有水， 如果水桶11不缺水，则主控制模块开启电磁阀，同时点亮绿色LED指示灯1，出水嘴4流出冷水，再次触动冷水按键3，则主控制器关闭电磁阀，同时关闭绿色LED指示灯1，出水嘴4停止出水，若没有再次触动冷水按键3，超声波测距探头8实时测出杯中液位高度数据并输入主控制模块，主控制模块判断杯子最小高度与液位高度差值是否达到预设阈值，当杯子最小高度与液位高度差值达到预设阈值时，主控制模块关闭电磁阀和绿色LED指示灯1；

当杯子被从托盘6中取出后，红外对射模块5检测不到杯子，主控制模块关闭加热模块、电磁阀和全部LED指示灯。

在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (7)

1.一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，包括饮水机机体、主控制模块、红外对射模块，超声波测距探头、电源模块，其特征在于：饮水机机体中部下方设置托盘，在饮水机机体上方设置水桶，饮水机机体中部上方设置出水嘴，在水桶和出水嘴之间设置通水管路，依水流方向在通水管路上依次设置压力开关、加热模块、电磁阀，压力开关可根据水压判断水桶是否缺水，并将检测信号传输给主控制模块，加热模块可对流经的水即时加热，电磁阀控制水流通断，在饮水机机体上部分别设置热水按键和冷水按键，按键触发信号传输到主控制模块，在饮水机机体上部设置红、绿、蓝三支LED指示灯，在托盘两侧的机箱侧壁自上而下相对设置若干组红外对射模块，红外对射模块检测信号输入主控制模块，在饮水机机体上方与杯口对应的位置设置超声波测距探头，用于测量水面位置，超声波测距探头检测到的信号输送至主控制器，电源模块给主控模块、红外对射模块、加热模块、超声波测距探头、压力开关、冷热水按键和红、绿、蓝LED指示灯供电。

2.根据权利要求1所述的一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，其特征在于：红外对射模块设置八组。

3.根据权利要求1所述的一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，其特征在于：主控制模块控制芯片采用STM32F103系列单片机。

4.根据权利要求1所述的一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，其特征在于：所述电磁阀采用FDZ-DC12V型电磁阀。

5.根据权利要求1所述的一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，其特征在于：所述压力开关采用hk3022型压力开关。

6.根据权利要求1所述的一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机，其特征在于：所述电源模块由变压器将220V的交流电转化为12V的交流电，再通过整流桥将12V交流电整流为12V直流电，通过降压转换器模块TPS82130获得5V电源， 通过稳压芯片AMS1173V3稳压获得3.3V电源。

7.一种具有杯中液位检测功能的智能饮水机的控制方法，其特征在于：根据权利要求1-6任意一项所述的智能饮水机，开启电源后，根据红外对射模块检测的信号，确定托盘上是否放置杯子，当未放置杯子时，主控制器确认蓝色LED指示灯关闭， 当托盘放置杯子时，红外对射模块输入主控制器，主控制器模块根据杯子遮挡红外对射模块的情况，判断杯子的最小高度，同时点亮蓝色LED指示灯；

若触动热水按键，主控制模块接收到热水按键触发信号后，根据压力开关传来的信号判断水桶是否有水，如果水桶缺水，主控制器控制蓝色LED指示灯闪烁直至水桶有水， 如果水桶不缺水，则主控制模块开启加热模块并开启电磁阀，同时点亮红色LED指示灯，出水嘴流出热水，再次触动热水按键，则主控制器关闭加热模块和电磁阀，同时关闭红色LED指示灯，出水嘴停止出水，若没有再次触动热水按键，超声波测距探头实时测出杯中液位高度数据并输入主控制模块，主控制模块判断杯子最小高度与液位高度差值是否达到预设阈值，当杯子最小高度与液位高度差值达到预设阈值时，主控制模块关闭加热模块、电磁阀和红色LED指示灯；

若触动冷水按键，主控制模块接收到冷水按键触发信号后，根据压力开关传来的信号判断水桶是否有水，如果水桶缺水，主控制器控制蓝色LED指示灯闪烁直至水桶有水， 如果水桶不缺水，则主控制模块开启电磁阀，同时点亮绿色LED指示灯，出水嘴流出冷水，再次触动冷水按键，则主控制器关闭电磁阀，同时关闭绿色LED指示灯，出水嘴停止出水，若没有再次触动冷水按键，超声波测距探头实时测出杯中液位高度数据并输入主控制模块，主控制模块判断杯子最小高度与液位高度差值是否达到预设阈值，当杯子最小高度与液位高度差值达到预设阈值时，主控制模块关闭电磁阀和绿色LED指示灯；

当杯子被从托盘中取出后，红外对射模块检测不到杯子，主控制模块关闭加热模块、电磁阀和全部LED指示灯。