CN113110210A - 一种车载储水及加热系统 - Google Patents

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CN113110210A CN202110472262.8A CN202110472262A CN113110210A CN 113110210 A CN113110210 A CN 113110210A CN 202110472262 A CN202110472262 A CN 202110472262A CN 113110210 A CN113110210 A CN 113110210A
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    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/25Pc structure of the system
    • G05B2219/25257Microcontroller

Abstract

本发明公开了一种车载储水及加热系统,电源模块为控制器单元、储水单元和加热模块提供电能,控制器单元与储水单元和加热模块均相连,用于控制控制储水单元进行储排水和控制加热模块进行加热,储水单元包括抽水泵、隔膜泵和出水电机,抽水泵用于接收控制器单元的控制信号并将外部的水泵入到内水箱中,隔膜泵用于接收控制器电信号对内水箱中的水进行净化并泵入到储水箱中,出水电机用于接收控制器单元的电信号并将储水箱中的水向外排出;优点在于集成了加热模块和储水单元,通过加热模块可对储水单元内的水进行加热,并可对食物进行加热为驾乘人员提供温热的食物,避免用户在长期驾驶或形式在无服务区的偏远路段无法对携带的食物进行加热。

Description

一种车载储水及加热系统
技术领域
本发明涉及一种车载储水及加热系统。
背景技术
随着社会的发展进步,汽车作为日常的交通工具被越来越多的人使用,汽车的使用扩大了人们的生活范围,提高了人们的生活质量,人们有了自己的家庭小汽车之后,就可以在闲暇的时间里面,拉着自己的家人一起去郊外旅游,这样就让人们的假日里面又都了一些娱乐活动的选择。还可以提高人们的工作和生活的速度,因为当人们有了汽车之后,人们就可以每天开着汽车去上班和工作。这样就省去了人们不行到公司的时间和力气,也省去了人们每天早晚挤公交的烦恼,更加的方便了人们每天风里来雨里去的路程。因此人们的生活也非常的需要它。
在娱乐生活丰富的今天,人们会驾驶车辆进行远途旅行,甚至沙漠长途旅行。而饮用水对人们是必需品,尤其是在长途旅行过长中。同时在长途驾驶运输过程中驾驶员或乘客同样对饮用水有需求,尤其是驾驶车辆在长途无人区行驶时。在车载功能日趋多样化的今天,多数小汽车上仍旧没有热水的供应,驾乘人员在长时间的驾驶后,若不能喝到热水的话,会间接加速引起疲劳,不利于驾驶安全。同时在长途驾驶后,长时间的精神高度集中会加速体能消耗,而现有的车型中不具备加热蒸煮事物的能力,尤其是在寒冷地区,长时间的驾驶会使得驾驶员体能消耗加剧,若不使用温热的食物补充体能会使得驾驶人员无法集中注意力而导致事故发生。未解决上述问题因此需要一种车载储水及加热系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种结构简单且可为用户供水以及提供加热装置的车载储水及加热系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种车载储水及加热系统,包括电源模块、控制器单元、储水单元和加热模块,所述的电源模块为控制器单元、储水单元和加热模块提供电能,所述的控制器单元与储水单元和加热模块均相连,用于控制控制储水单元进行储排水和控制加热模块进行加热,所述的储水单元包括抽水泵、隔膜泵和出水电机,所述的抽水泵用于接收控制器单元的控制信号并将外部的水泵入到内水箱中,所述的隔膜泵用于接收控制器电信号对内水箱中的水进行净化并泵入到储水箱中,所述的出水电机用于接收控制器单元的电信号并将储水箱中的水向外排出。
更进一步地,所述的电源模块包括车载电源和将车载电源变换为5V电源的变压单元,所述的车载电源为储水单元和加热模块提供电能,所述的5V电源为控制器单元提供电能,5V电源的负极和车载电源的负极相连。
更进一步地,所述的抽水泵的一端与第一二极管的负极、车载电源的正极均相连,抽水泵的另一端与第一二极管的正极、第一三极管的集电极均相连,第一三极管的基极与第一电阻的一端、第二电阻的一端均相连,第二电阻的另一端与控制器单元相连,第一三极管的发射极和第一电阻的另一端均与车载电源的负极相连。
更进一步地,所述的隔膜泵的一端与车载电源的负极相连,隔膜泵的另一端与第一继电器的常开端子一端相连,第一继电器的常开端子另一端与车载电源的正极相连,第一继电器的线圈一端与第二二极管的正极、第二三极管的集电极均相连,第一继电器的线圈另一端与第二二极管的负极、车载电源的正极均相连,第二三极管的基极与第三电阻的一端、第四电阻的一端均相连,第四电阻的另一端与控制器单元相连,第三电阻的另一端、第二三极管的发射极均与车载电源的负极相连。
更进一步地,隔膜泵与储水箱之间还设置有进水电机,所述的进水电机的一端与第三二极管的负极、车载电源的正极均相连,进水电机的另一端与第三二极管的正极、第一场效应管的漏极均相连,第一场效应管的栅极与第五电阻的一端、第六电阻的一端均相连,第五电阻的另一端与控制器单元相连,第六电阻的另一端、第一场效应管的源极均匀车载电源的负极相连。
更进一步地,所述的出水电机的一端与第四二极管的负极、车载电源的正极均相连,出水电机的另一端与第四二极管的正极、第二场效应管的漏极均相连,第二场效应管的栅极与第七电阻的一端、第八电阻的一端均相连,第七电阻的另一端与控制器单元相连,第八电阻的另一端、第二场效应管的源极均匀车载电源的负极相连。
更进一步地,所述的加热模块包括水壶加热器,所述的水壶加热器的开关一端与第二继电器的常开端子一端相连,水壶加热器的开关另一端与第二继电器的常开端子另一端相连,所述的第二继电器的线圈一端与第五二极管的正极、第三三极管的集电极均相连,第二继电器的线圈另一端与车载电源的正极、第五二极管的负极均相连,第三三极管的基极与第九电阻的一端、第十电阻的一端均相连,第十电阻的另一端与控制器单元相连,第九电阻的另一端、第三三极管的发射极均与车载电源的负极相连。
更进一步地,还包括水壶温度检测电路,所述的水壶温度检测电路包括第一温度传感器,所述的第一温度传感器的一端与5V电源相连,第一温度传感器的另一端与第十三电阻的一端相连,第十三电阻的另一端与车载电源的负极相连,第一温度传感器的另一端与控制器单元相连,第试单电阻的两端还并联设置有第一电容;优点在于水壶温度检测电路的设置可使得用户更好的对水壶的加热状态进行监控。
更进一步地,所述的加热模块包括电饭煲加热器、第一光耦合器和第一可控硅,第一可控硅的一端与火线相连,所述的电饭煲加热器的一端与第一可控硅的另一端相连,电饭煲加热器的另一端与零线相连,第一可控硅的另一端与第十一电阻的一端相连,第十一电阻的另一端与第一光耦合器的输出端一脚相连,第一光耦合器的输出端另一脚与第一可控硅的栅极相连,第一光耦合器的正极输入端与5V电源相连,第一光耦合器的负极输入端通过第十二电阻与控制器单元相连。
更进一步地,还包括电饭煲温度检测电路和合盖检测电路,所述的合盖检测电路包括第十四电阻以及由开关构成的合盖传感器,所述的第十四电阻的一端与5V电源相连,第十四电阻的另一端与控制器单元、合盖传感器的一端均相连,合盖传感器的另一端与车载电源的负极相连;所述的电饭煲温度检测电路包括第二温度传感器,所述的第二温度传感器的一端与5V电源相连,第二温度传感器的另一端与第十五电阻的一端、控制器单元均相连,第十五电阻的另一端与车载电源的负极相连,第十五电阻的两端还并联有第二电容;优点在于合盖检测电路的设置可用于检测盖子是否闭合,避免在行车过程中使用电饭煲加热食物时,内部的食物洒出。设置的电饭煲温度检测装置可对内部的温度进行监控,避免长时间干烧,且可实现对温度加热温度的控制。
与现有技术相比,本发明的优点在集成了加热模块和储水单元,通过加热模块可对储水单元内的水进行加热,具体为设置的电饭煲加热器使得用户可对食物进行加热,从而为驾乘人员提供温热的食物,避免用户在长期驾驶或形式在无服务区的偏远路段无法对携带的食物进行加热,同时优点还在于可在寒冷地区或野外地区使得用户对食物进行高效的加热。设置的水壶加热器可通过对水壶的控制实现自动加热,便于用户取用热水。本发明设置的储水单元可通过内水箱对水资源进行蓄水,避免长途跋涉缺水,且通过隔膜泵可对内水箱的水进行净化,为使用者提供较为纯净的饮用水。本发明设置的储水单元通过控制器单元进行控制,可实现自动控制的同时提高响应速度,提高用户使用效果。
附图说明
图1为本发明的电路原理示意框图;
图2为本发明控制器单元的示意图;
图3为本发明水壶加热器的电路连接示意图;
图4为本发明储水单元的电路连接示意图;
图5为本发明电饭煲加热器的电路连接示意图;
图6为本发明水壶温度检测电路的示意图
图7为本发明合盖检测电路示意图;
图8为本发明电饭煲温度检测电路示意图;
图9为本发明电源模块的电路示意图;
图10为本发明过零检测电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一种车载储水及加热系统,包括电源模块、控制器单元、储水单元和加热模块,电源模块为控制器单元、储水单元和加热模块提供电能,控制器单元与储水单元和加热模块均相连,用于控制控制储水单元进行储排水和控制加热模块进行加热,储水单元包括抽水泵P1、隔膜泵P2和出水电机P4,抽水泵P1用于接收控制器单元的控制信号并将外部的水泵入到内水箱中,隔膜泵P2用于接收控制器电信号对内水箱中的水进行净化并泵入到储水箱中,出水电机P4用于接收控制器单元的电信号并将储水箱中的水向外排出。
电源模块包括24V的车载电源和将车载电源变换为5V电源的变压单元,车载电源为储水单元和加热模块提供电能,5V电源为控制器单元提供电能,5V电源的负极和车载电源的负极相连。上述的控制器单元由型号为HC89F003的控制器芯片U1及其外围电路构成,控制器芯片U1的7脚与车载电源的负极相连,控制器芯片U1的9脚与5V电源相连,控制器芯片U1的9脚还通过第三电容C3与车载电源的负极相连。上述的变压单元包括XL1509型号的稳压芯片U2,稳压芯片U2的1脚与车载电源的正极相连,稳压芯片U2的1脚通过第四电容C4与车载电源的负极相连,稳压芯片U2的5脚、5脚、6脚、7脚和8脚均与车载电源的负极相连,稳压芯片U2的2脚与由肖特基二极管构成的第六二极管D6的负极相连,第六二极管D6的正极与车子啊电源的负极相连,稳压芯片U2的2脚还与第一电感L1的一端相连,第一电感L1的另一端与第五电容C5的一端、第六电容C6的一端、第一极性电容C7的正极、稳压芯片U2的3脚均相连,第五电容C5的另一端、第六电容C6的另一端、第一极性电容C7的负极均与车载电源的负极相连,第一电感L1的另一端输出5V电压作为5V电源使用。工作时24V的车载电源通过稳压芯片U2输出变压后的电压,并通过第一电感L1与第五电容C5、第六电容C6以及第一极性电容C7进行稳压滤波,实现5V电压的稳定输出。
抽水泵P1的一端与第一二极管D1的负极、车载电源的正极均相连,抽水泵P1的另一端与第一二极管D1的正极、第一三极管Q3的集电极均相连,第一三极管Q3的基极与第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端均相连,第二电阻R2的另一端与控制器单元相连,第一三极管Q3的发射极和第一电阻R1的另一端均与车载电源的负极相连。隔膜泵P2的一端与车载电源的负极相连,隔膜泵P2的另一端与第一继电器RAY1的常开端子一端相连,第一继电器RAY1的常开端子另一端与车载电源的正极相连,第一继电器RAY1的线圈一端与第二二极管D2的正极、第二三极管Q2的集电极均相连,第一继电器RAY1的线圈另一端与第二二极管D2的负极、车载电源的正极均相连,第二三极管Q2的基极与第三电阻R3的一端、第四电阻R4的一端均相连,第四电阻R4的另一端与控制器单元相连,第三电阻R3的另一端、第二三极管Q2的发射极均与车载电源的负极相连。隔膜泵P2与储水箱之间还设置有进水电机P3,进水电机P3的一端与第三二极管D3的负极、车载电源的正极均相连,进水电机P3的另一端与第三二极管D3的正极、第一场效应管Q3的漏极均相连,第一场效应管Q3的栅极与第五电阻R5的一端、第六电阻R6的一端均相连,第五电阻R5的另一端与控制器单元相连,第六电阻R6的另一端、第一场效应管Q3的源极均匀车载电源的负极相连。出水电机P4的一端与第四二极管D4的负极、车载电源的正极均相连,出水电机P4的另一端与第四二极管D4的正极、第二场效应管Q4的漏极均相连,第二场效应管Q4的栅极与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端均相连,第七电阻R7的另一端与控制器单元相连,第八电阻R8的另一端、第二场效应管Q4的源极均匀车载电源的负极相连。
加热模块包括水壶加热器,水壶加热器的开关一端与第二继电器RAAY2的常开端子一端相连,水壶加热器的开关另一端与第二继电器RAAY2的常开端子另一端相连,第二继电器RAAY2的线圈一端与第五二极管D5的正极、第三三极管Q5的集电极均相连,第二继电器RAAY2的线圈另一端与车载电源的正极、第五二极管D5的负极均相连,第三三极管Q5的基极与第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端均相连,第十电阻R10的另一端与控制器单元相连,第九电阻R9的另一端、第三三极管Q5的发射极均与车载电源的负极相连。当需要控制水壶加热器工作时,通过控制器单元相第十电阻R10输入高电平,此时第三三极管Q5导通使得第二继电器RAAY2的线圈得电吸合常开端子,连接水壶加热器的开关闭合导通,从而使得水壶加热器工作加热。
本发明还设置有水壶温度检测电路,水壶温度检测电路包括第一温度传感器P5,第一温度传感器P5的一端与5V电源相连,第一温度传感器P5的另一端与第十三电阻R13的一端相连,第十三电阻R13的另一端与车载电源的负极相连,第一温度传感器P5的另一端与控制器单元相连,第试单电阻的两端还并联设置有第一电容C1。
加热模块包括电饭煲加热器、第一光耦合器O1和第一可控硅TR1,第一可控硅TR1的一端与火线相连,电饭煲加热器的一端与第一可控硅TR1的另一端相连,电饭煲加热器的另一端与零线相连,第一可控硅TR1的另一端与第十一电阻R11的一端相连,第十一电阻R11的另一端与第一光耦合器O1的输出端一脚相连,第一光耦合器O1的输出端另一脚与第一可控硅TR1的栅极相连,第一光耦合器O1的正极输入端与5V电源相连,第一光耦合器O1的负极输入端通过第十二电阻R12与控制器单元相连。当需要电饭煲加热器工作时,控制器单元控制器第十二电阻R12的另一端为低电平,此时第一光耦合器O1工作驱动第一光耦合器O1的输出端两端导通,此时交流电驱动第一可控硅TR1导通从而使得零线和火线与电饭煲加热器相连接,使得电饭煲加热器工作加热。
本发明还设置有电饭煲温度检测电路和合盖检测电路,合盖检测电路包括第十四电阻R14以及由开关构成的合盖传感器P6,第十四电阻R14的一端与5V电源相连,第十四电阻R14的另一端与控制器单元、合盖传感器P6的一端均相连,合盖传感器P6的另一端与车载电源的负极相连;电饭煲温度检测电路包括第二温度传感器P6,第二温度传感器P6的一端与5V电源相连,第二温度传感器P6的另一端与第十五电阻R15的一端、控制器单元均相连,第十五电阻R15的另一端与车载电源的负极相连,第十五电阻R15的两端还并联有第二电容C2。正常工作时,合盖电路处于工作状态,当电饭煲的盖子处于打开状态时,合盖检测电路的合盖传感器P6断开,此时5V电源通过第十四电阻R14直接作用在控制器单元,相控制器单元输入高电平,表示盖子处于打开状态;当处于闭合状态时,合盖传感器P6闭合,控制器单元与合盖传感器P6相连的端子直接与车载电源的负极相连,使得该端子为低电平,从而实现电饭煲盖子的开启闭合检测。上述的第二温度传感器P6为热敏电阻,由于热敏电阻随着温度的变化而改变,因此,当电饭煲温度改变是,串联的第十五电阻R15、第二温度传感器P6使得第十五的电阻两端的电压发生改变,控制器单元通过检测第十五电阻R15的端电压即可实现温度的检测,方便快捷,便于对温度进行监控。
本发明还设置有过零检测电路,过零检测电路包括第二光耦合器O2,第二光耦合器O2的正极输入端与第七二极管D7的负极相连,第七二极管D7的正极与第十八电阻R18的一端相连,第十八电阻R18的另一端与火线相连,第二光耦合器O2的负极输入端与零线相连,第二光耦合器O2的输出端一端与第十九电阻R19的一端、控制器单元相连,第十九电阻R19的另一端与5V电源相连,第二光耦合器O2的输出端另一端与车载电源的负极相连。当通入交流电时,正向的交流电通过第十八电阻R18进行降压并通过设置的第七二极管D7确保进入的到第二光耦合器O2的电压为正向电压,从而驱动第二光耦合器O2工作,实现第二光耦合器O2在过零后的正向电压作用下导通,从而使得第二光耦合器O2的输出端两端导通与车载电源的负极接通,使得与控制器相连的端子从高电平变换为低电平,实现过零检测。
本发明的工作原理为:正常工作后,当需要相向内水箱注水时,控制器单元控相第二电阻R2输出高电平使得第一三极管Q3导通,此时抽水泵P1两端分别与车载电源的正极、负极相连通,导电工作向内水箱内供水,当需要对内水箱的水进行净化时,控制净水器的隔膜泵P2工作,即通过控制器单元向第四电阻R4输出高电平,使得第二三极管Q2导通,此时第一继电器RAY1的线圈得电导通,并吸合常开端子,使得隔膜泵P2的两端分别与车载电源的正极、负极相连接导电工作对内水箱的水进行净化,同时控制器单元向第五电阻R5输出高电平,使得第一场效应管Q3导通,驱动进水电机P3工作,使得净化后的水通过进水电机P3进入到储水箱内。当需要用水时,控制器单元输出高电平至第七电阻R7,从而驱动第二场效应管Q4导通,进而驱动出水电机P4工作,将储水箱内的净水向外排出。
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干的变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车载储水及加热系统,其特征在于,包括电源模块、控制器单元、储水单元和加热模块,所述的电源模块为控制器单元、储水单元和加热模块提供电能,所述的控制器单元与储水单元和加热模块均相连,用于控制控制储水单元进行储排水和控制加热模块进行加热,所述的储水单元包括抽水泵、隔膜泵和出水电机,所述的抽水泵用于接收控制器单元的控制信号并将外部的水泵入到内水箱中,所述的隔膜泵用于接收控制器电信号对内水箱中的水进行净化并泵入到储水箱中,所述的出水电机用于接收控制器单元的电信号并将储水箱中的水向外排出。
2.根据权利要求1所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,所述的电源模块包括车载电源和将车载电源变换为5V电源的变压单元,所述的车载电源为储水单元和加热模块提供电能,所述的5V电源为控制器单元提供电能,5V电源的负极和车载电源的负极相连。
3.根据权利要求2所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,所述的抽水泵的一端与第一二极管的负极、车载电源的正极均相连,抽水泵的另一端与第一二极管的正极、第一三极管的集电极均相连,第一三极管的基极与第一电阻的一端、第二电阻的一端均相连,第二电阻的另一端与控制器单元相连,第一三极管的发射极和第一电阻的另一端均与车载电源的负极相连。
4.根据权利要求2所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,所述的隔膜泵的一端与车载电源的负极相连,隔膜泵的另一端与第一继电器的常开端子一端相连,第一继电器的常开端子另一端与车载电源的正极相连,第一继电器的线圈一端与第二二极管的正极、第二三极管的集电极均相连,第一继电器的线圈另一端与第二二极管的负极、车载电源的正极均相连,第二三极管的基极与第三电阻的一端、第四电阻的一端均相连,第四电阻的另一端与控制器单元相连,第三电阻的另一端、第二三极管的发射极均与车载电源的负极相连。
5.根据权利要求2所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,隔膜泵与储水箱之间还设置有进水电机,所述的进水电机的一端与第三二极管的负极、车载电源的正极均相连,进水电机的另一端与第三二极管的正极、第一场效应管的漏极均相连,第一场效应管的栅极与第五电阻的一端、第六电阻的一端均相连,第五电阻的另一端与控制器单元相连,第六电阻的另一端、第一场效应管的源极均匀车载电源的负极相连。
6.根据权利要求2所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,所述的出水电机的一端与第四二极管的负极、车载电源的正极均相连,出水电机的另一端与第四二极管的正极、第二场效应管的漏极均相连,第二场效应管的栅极与第七电阻的一端、第八电阻的一端均相连,第七电阻的另一端与控制器单元相连,第八电阻的另一端、第二场效应管的源极均匀车载电源的负极相连。
7.根据权利要求2所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,所述的加热模块包括水壶加热器,所述的水壶加热器的开关一端与第二继电器的常开端子一端相连,水壶加热器的开关另一端与第二继电器的常开端子另一端相连,所述的第二继电器的线圈一端与第五二极管的正极、第三三极管的集电极均相连,第二继电器的线圈另一端与车载电源的正极、第五二极管的负极均相连,第三三极管的基极与第九电阻的一端、第十电阻的一端均相连,第十电阻的另一端与控制器单元相连,第九电阻的另一端、第三三极管的发射极均与车载电源的负极相连。
8.根据权利要求7所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,还包括水壶温度检测电路,所述的水壶温度检测电路包括第一温度传感器,所述的第一温度传感器的一端与5V电源相连,第一温度传感器的另一端与第十三电阻的一端相连,第十三电阻的另一端与车载电源的负极相连,第一温度传感器的另一端与控制器单元相连,第试单电阻的两端还并联设置有第一电容。
9.根据权利要求2所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,所述的加热模块包括电饭煲加热器、第一光耦合器和第一可控硅,第一可控硅的一端与火线相连,所述的电饭煲加热器的一端与第一可控硅的另一端相连,电饭煲加热器的另一端与零线相连,第一可控硅的另一端与第十一电阻的一端相连,第十一电阻的另一端与第一光耦合器的输出端一脚相连,第一光耦合器的输出端另一脚与第一可控硅的栅极相连,第一光耦合器的正极输入端与5V电源相连,第一光耦合器的负极输入端通过第十二电阻与控制器单元相连。
10.根据权利要求9所述的一种车载储水及加热系统,其特征在于,还包括电饭煲温度检测电路和合盖检测电路,所述的合盖检测电路包括第十四电阻以及由开关构成的合盖传感器,所述的第十四电阻的一端与5V电源相连,第十四电阻的另一端与控制器单元、合盖传感器的一端均相连,合盖传感器的另一端与车载电源的负极相连;所述的电饭煲温度检测电路包括第二温度传感器,所述的第二温度传感器的一端与5V电源相连,第二温度传感器的另一端与第十五电阻的一端、控制器单元均相连,第十五电阻的另一端与车载电源的负极相连,第十五电阻的两端还并联有第二电容。
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