CN112937504A

CN112937504A - 一种加热型汽车玻璃清洗装置及其温度调节方法

Info

Publication number: CN112937504A
Application number: CN201911277686.8A
Authority: CN
Inventors: 张蕾; 李鹏飞; 董恩国; 张坤
Original assignee: Tianjin University of Technology and Education China Vocational Training Instructor Training Center
Current assignee: Tianjin University of Technology and Education China Vocational Training Instructor Training Center
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-06-11

Abstract

本发明公开了一种加热型汽车玻璃清洗装置，包括蓄水箱、水泵和喷嘴，蓄水箱内设置有温度传感器和加热装置，蓄水箱外设置有控制蓄水箱内温度的控制系统，控制系统包括主控模块和控制加热装置的继电器模块，温度传感器与主控模块的输入端相连接，继电器模块与主控模块的输出端相连接。本申请中，温度传感器和加热装置结合控制系统，实现了蓄水箱内液体恒温，有效的防止蓄水箱内液体结冰，可以抵挡低温环境的特殊情况，让该装置能够正常运转而不受外界环境影响。

Description

一种加热型汽车玻璃清洗装置及其温度调节方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种加热型汽车玻璃清洗装置及其温度调节方法。

背景技术

目前，国内汽车上的清洗装置主要由喷水器和洗涤器等组成。洗涤器主要是由洗涤电动机、洗涤器水泵、蓄水壶、喷嘴、水管,雨刮连杆，雨刮臂，雨刮电机，雨刮保险，雨刮开关等组成。其中蓄水壶一般是1.5-2.5L的容积，水泵是一种微型电动离心泵，通过它将蓄水箱的洗涤水输向喷水嘴，经2至4个喷水嘴的挤压作用，将洗涤水分成细小的射流喷向挡风玻璃，配合刮水器起到清洗作用。

当遇到极低温度时候，汽车挡风玻璃清洁装置内的玻璃水等液体在没有保护措施的基础上，可能会冻成固体等问题，影响了汽车挡风玻璃清洗装置的正常工作，从而耽误了驾驶员的视线造成危险等情况。

发明内容

本发明的目的是针对现有汽车玻璃清洗装置中的玻璃水在极寒天气时结冰而无法正常工作的情况，而提供一种加热型汽车玻璃清洗装置。

本发明的另一个目的，是提供一种加热型汽车玻璃清洗装置的温度调节方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种加热型汽车玻璃清洗装置，，包括蓄水箱、调节所述蓄水箱内温度的调节系统、固定于挡风玻璃底部的喷嘴以及将所述蓄水箱与所述喷嘴相连通的供水管路，所述供水管路包括位于所述蓄水箱内的水泵以及将所述水泵和所述喷嘴相连通的连接管，所述调节系统包括主控模块、用于调节模式的按键模块、位于所述蓄水箱内的温度传感器和加热机构，所述温度传感器和所述按键模块与所述主控模块的输入端相连接，所述主控模块通过继电器控制所述加热机构，所述按键模块包括预设温度增加键、预设温度降低键和模式切换键。

在上述技术方案中，所述蓄水箱内的液体为水或玻璃水。

在上述技术方案中，所述蓄水箱的容积为2.5-3.5L。

在上述技术方案中，所述加热机构为螺纹单头加热管，额定功率为500-1000W。

在上述技术方案中，所述控制系统还包括显示模块。

在上述技术方案中，所述显示模块为OLED液晶显示屏。

在上述技术方案中，所述主控模块为STM32单片机。

在上述技术方案中，所述温度传感器为DS18B20温度传感器。

在上述技术方案中，所述继电器模块由电阻、S8050三极管与继电器组成。

本发明的另一个目的，上述加热型汽车玻璃清洗装置的温度调节方法，通过温度传感器采集蓄水箱内液体的温度，并将温度数据传送至主控模块，主控模块接收该温度数据后与预先设定的温度范围进行比对分析，然后将分析结果发送至继电器模块以控制与所述继电器模块通讯连接的加热装置开启或关闭以调节液体温度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的加热型汽车玻璃清洗装置，包括蓄水箱、水泵和喷嘴，蓄水箱内设置有温度传感器和加热装置，温度传感器和加热装置结合控制系统，实现了蓄水箱内液体恒温，有效的防止蓄水箱内液体结冰，可以抵挡低温环境的特殊情况，让该装置能够正常运转而不受外界环境影响。

2.本发明提供的加热型汽车玻璃清洗装置，通过单片机控制加热装置来达到系统恒温的效果，装置简易，操作方便。

附图说明

图1所示为STM32单片机最小系统电路图。

图2所示为DS18B20温度传感器模块接线原理图

图3所示为电器模块原理图。

图4所示为OLED显示屏模块接线原理图。

图5所示为按键模块电路图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种加热型汽车玻璃清洗装置，包括蓄水箱、调节所述蓄水箱内温度的调节系统、固定于挡风玻璃底部的喷嘴以及将所述蓄水箱与所述喷嘴相连通的供水管路，所述供水管路包括位于所述蓄水箱内的水泵以及将所述水泵和所述喷嘴相连通的连接管，所述调节系统包括主控模块、用于调节模式的按键模块、位于所述蓄水箱内的温度传感器和加热机构，所述温度传感器和所述按键模块与所述主控模块的输入端相连接，所述主控模块通过继电器控制所述加热机构，所述按键模块包括预设温度增加键、预设温度降低键和模式切换键。其电路图如图5所示，其中按键1接单片机的PB4口，按键2接单片机的PB5口，按键3接单片机的PB6口。当使用按键时，首先进行按键初始化，系统自动进行扫描键盘模式，检测按键是否被按下，若按键被按下，则获取到按键数值并保存，再通过松手防抖检测，完成按键操作程序。

上述加热型汽车玻璃清洗装置的温度调节方法：

通过温度传感器采集蓄水箱内液体的温度，并将温度数据传送至主控模块，主控模块接受该温度数据后与预先设定的温度范围进行比对分析，然后将分析结果发送至继电器模块以控制与所述继电器模块通讯连接的加热装置开启或关闭以调节液体温度。

本设计中有两种工作模式，分为手动模式与自动模式，系统有一个模式切换键，按动一下可以进行模式的更改。自动模式为通过DS18B20温度传感器监测液体实际温度，通过STM32单片机进行数据处理后选择加热装置的工作与否；手动模式为通过人为通电来控制加热装置的电路导通，从而控制加热棒的工作状态。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上介绍其具体结构。

所述蓄水箱的容积为2.5-3.5L，其内的液体为水或玻璃水或其他可以清洗玻璃的液体。选用清水相比于玻璃水或其他液体更加环保，也更节约成本。

所述主控模块为STM32单片机，内部具有8个定时器，内置512K闪存空间，自带A/D模数转换，所以该单片机的最小系统板无需再外置A/D模数转换芯片。此芯片与传统51单片机对比，皆使用C语言对其编程，虽然C51单片机价钱略贵一些，但是STM32单片机性能更加稳定优越，可操作性强。STM32单片机最小系统电路图如图1所示。

所述温度传感器为DS18B20温度传感器，DS18B20作为常用的温度传感器，因为物理结构为较长的条形状，则可以根据不同类型的适用场合来进行封装，经封装后的DS18B20温度传感器可以多用于密闭容器内部或者密闭空间的温度测量。该温度传感器具有使用灵活，性价比高，抗干扰能力强等特点。DS18B20温度传感器与DS1820温度传感器的工作原理大体相同，区别在于由于二者的分辨率不同，经过实际测量得到的温度值的有效位数也有所不同。该温度传感器的检测原理为：在低温条件下，DS18B20温度传感器其内部的晶振振荡频率受温度影响较小，而高温条件下内部晶振频率震荡明显，由于在上述高低温情况下产生的固定脉冲不同，因此可以由此判定系统环境温度。

加热型汽车玻璃清洗装置的液体温度测量，充分利用了DS18B20温度传感器温度探头较长的特点，能够为实验获得更好的数据。DS18B20温度传感器模块接线原理图如图2所示。所述温度传感器的信号线接单片机的PB9口。

所述继电器模块由电阻、S8050三极管与继电器组成。其中，S8050三极管有放大电路中驱动电流的作用。当三极管导通后，继电器模块吸合，此时外置的加热装置电源线闭合，加热棒上电工作进行发热；若三极管没有导通，则继电器模块一直为断路状态，此时加热装置未导通则不工作。继电器模块原理图如图3所示，三极管基极接单片机的PA1口。

加热装置采用了螺纹单头加热管，额定功率为500W，其内部组成部分有氧化镁核心、绝缘物、镍铬耐热合金的发热线、镍线、高密度绝缘封材等，外部由金属外壳包裹，两根电线作为输入电源线，此加热装置具有发热速度快、容易进行更换以及防漏电等优势。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上介绍其优选方式。

作为优选方式，所述控制系统还包括显示模块。所述显示模块为OLED液晶显示屏。OLED显示屏，是由有机发光二极管组合而成，具有自主发光能力，而不像LCD显示屏一样，需要外加背光灯。OLED显示屏与传统LCD显示屏相比，具有处理速度优越、视角变广、高对比度、分辨率大、制作小巧精致，在高低温等条件下依旧表现良好，还可以应用于挠曲性面板，设计结构简易便捷，是一种优良的替代产品。OLED显示屏模块接线原理图如图4所示，其中SCL接单片机的PB1口，SDA接单片机的PB0口，RES接单片机的PA7口，DC接单片机的PA5口，CS接单片机的PA4口。

本实施例中选用0.96寸OLED显示屏，系统预设屏幕分辨率为128×64。该0.96寸OLED显示屏可显示出白、蓝、黄蓝三种字体颜色；若用户选择OLED屏幕显示黄蓝色字符显示时，整个屏幕的上四分之一部分字符显示为黄色，屏幕下面四分之三部分显示字符为蓝色，该黄蓝颜色与显示区域为系统预设，后期不能修改；若用户选择白光显示时，OLED显示屏能够显示出黑底白字的图像；若用户选择蓝光显示，则屏幕显示为黑底蓝字。该OLED显示屏可以有多种口方式。一种为SPI接口方式，另一种为IIC接口方式。其中IIC接口方式尤为简洁，只需将屏幕的两根线连接到STM32单片机的I/O接口即可使其显示出相应的字符。

0.96寸OLED显示屏引脚说明

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，包括蓄水箱、调节所述蓄水箱内温度的调节系统、固定于挡风玻璃底部的喷嘴以及将所述蓄水箱与所述喷嘴相连通的供水管路，所述供水管路包括位于所述蓄水箱内的水泵以及将所述水泵和所述喷嘴相连通的连接管，所述调节系统包括主控模块、用于调节模式的按键模块、位于所述蓄水箱内的温度传感器和加热机构，所述温度传感器和所述按键模块与所述主控模块的输入端相连接，所述主控模块通过继电器控制所述加热机构，所述按键模块包括预设温度增加键、预设温度降低键和模式切换键。

2.如权利要求1所述的加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，所述蓄水箱内的液体为水或玻璃水。

3.如权利要求2所述的加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，所述蓄水箱的容积为2.5-3.5L。

4.如权利要求1所述的加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，所述加热机构为螺纹单头加热管，额定功率为500-1000W。

5.如权利要求4所述的加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，所述控制系统还包括显示模块。

6.如权利要求5所述的加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，所述显示模块为OLED液晶显示屏。

7.如权利要求6所述的加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，所述主控模块为STM32单片机。

8.如权利要求7所述的加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，所述温度传感器为DS18B20温度传感器。

9.如权利要求7所述的加热型汽车玻璃清洗装置，其特征在于，所述继电器模块由电阻、S8050三极管与继电器组成。

10.权利要求1-9任一项所述的加热型汽车玻璃清洗装置的温度调节方法，其特征在于，通过温度传感器采集蓄水箱内液体的温度，并将温度数据传送至主控模块，主控模块接收该温度数据后与预先设定的温度范围进行比对分析，然后将分析结果发送至继电器模块以控制与所述继电器模块通讯连接的加热装置开启或关闭以调节液体温度。