CN201469006U - 一种饮水器微控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种饮水器微控装置，主要包括信号采集部分、微控制单元和信号驱动及显示部分；信号采集部分包括供水检测信号、进出水温度检测信号、进出水水质检测信号、储水箱液位信号、速热筒液位信号和用户使用命令信号采集，并分别与微控制单元连接；所述信号驱动及显示部分包括制水系统、分级加热器、出水温度显示、水质显示、冷热水电动球阀和工作状况指示灯，并分别与微控制单元连接；微控制单元由开关电源供电。本实用新型控制灵敏度高，性能稳定，耗电量小，使用寿命长，而且极大的缩小了控制部分的体积，减少了重量，使产品的结构更加合理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制装置，特别涉及一种饮水器微控装置。
背景技术
目前，各种净水设备的广泛应用为人们的提供了高品质的饮用水，但是现有的净水器在进行水处理和对水加热的过程中，由于控制系统只是由简单温度传感器和调控开关组成，在对水温的控制上稳定性差，并且在针对加入净水系统的饮水器时，存在控制灵敏度低，稳定性差，使用寿命短等缺点，同时现有饮水器在改善水质的同时控制系统会消耗大量的电能，使整体设备不能达到节能环保的标准。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决现有产品技术中的不足而提供一种控制灵敏度高，性能稳定，耗电量小，使用寿命长的饮水器微控装置。
为实现上述目的可以通过以下措施来实现：
一种饮水器微控装置，所述饮水器微控装置主要包括信号采集部分、微控制单元和信号驱动及显示部分；所述信号采集部分包括供水检测信号、进出水温度检测信号、进出水水质检测信号、储水箱液位信号、速热筒液位信号和用户使用命令信号采集，并分别与微控制单元连接；所述信号驱动及显示部分包括制水系统、分级加热器、出水温度显示、水质显示、冷热水电动球阀和工作状况指示灯，并分别与微控制单元连接；微控制单元由开关电源供电；
所述供水检测信号由设在自来水进水处的低压阀提供，所述进出水温度检测信号由设在加热筒内的热电偶和数字温度探头提供，所述进出水水质检测信号由设在制水系统进出水口的电导池提供，所述储水箱液位信号由设在储水箱内的液位传感器提供，所述速热筒液位信号由设在速热筒内的液位传感器提供，用户使用命令信号由设在速热饮水器上的冷热水开关提供。
所述微控制单元采用8位的51单片机。
所述的工作状况指示灯包括有：电源指示灯、制水指示灯、加热指示灯、放热水指示灯和放冷水指示灯，并分别固定安装在显示面板上。
本实用新型相比现有产品技术具有如下优点：
1、极大地缩小了控制部分的体积，减少了重量，使产品的结构更加合理；
2、控制电路耗电量很小，比以往的控制方式更加节电；
3、使产品各部件的工作有了统一调度，各部件的协调性更高，因而整体系统也就更加稳定；
4、微电脑控制精度显著提高；
5、控制灵敏度提高；
6、机器模块化，线路变简单，便于安装维护；
7、控制能力提高，机器稳定性提高，使用寿命延长；
8、机器升级方便，可更加智能化；
9、制造成本低；
附图说明
图1为本实用新型一种饮水器微控装置方框示意图；
图2为本实用新型微控制单元的外部结构示意图；
图3为本实用新型显示面板的外部结构示意图；
图4为本实用新型的工作流程图；
具体实施方式
下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1、2所示一种饮水器微控装置，所述饮水器微控装置主要包括信号采集部分、微控制单元和信号驱动及显示部分；所述信号采集部分包括供水检测信号、进出水温度检测信号、进出水水质检测信号、储水箱液位信号、速热筒液位信号和用户使用命令信号采集，并分别与微控制单元连接；所述信号驱动及显示部分包括制水系统、分级加热器、出水温度显示、水质显示、冷热水电动球阀和工作状况指示灯，并分别与微控制单元连接；微控制单元由开关电源供电；
所述供水检测信号由设在自来水进水处的低压阀提供，所述进出水温度检测信号由设在加热筒内的热电偶和数字温度探头提供，所述进出水水质检测信号由设在制水系统进出水口的电导池提供，所述储水箱液位信号由设在储水箱内的液位传感器提供，所述速热筒液位信号由设在速热筒内的液位传感器提供，户使用命令信号由设在速热饮水器上的冷热水开关提供。
所述微控制单元采用8位的51单片机。
所述的工作状况指示灯包括有：电源指示灯、制水指示灯、加热指示灯、放热水指示灯和放冷水指示灯，并分别固定安装在显示面板上。
以下参考图1、2、3、4对产品饮水器及其微控装置进行详细说明：
饮水器的总体结构分为三大部分：净化制水系统、速热系统和微控装置；
1、净化制水系统的作用是把流入饮水器的自来水处理成纯净水，送入顶端的储水箱中，一部分作为常温水流出，一部分流入速热系统。
2、速热系统把来自水箱的纯净水，根据监控系统的控制以最快速度，把水加热到指定温度，然后送出去作为热水以供饮用。
3、微控装置通过内部的微控制单元负责将各个环节的信号检测和信号进行处理，然后给相应的执行部件以控制信号，从而使整个饮水器各个环节协调工作，稳定运行。
本机的微控装置是通过各种检测元件对供水情况、进出水温度、进出水水质、储水箱液位、速热筒液位、用户使用命令进行扫描检测，把采集到的信号发送到微控制单元(8位的51单片机)。
然后由微控制单元(8位的51单片机)通过相应的算法对各种检测信号进行处理，得出最佳的算法及结果，再发出输出信号，并进行放大后传输给各相应的驱动器及显示器。
各驱动器及显示器根据微控制单元(8位的51单片机)所发出的命令进行相应的动作。
饮水器的各个部分是在微控制单元(8位的51单片机)的统一指挥下工作，协调各部件工作，使各部件工作不相冲突，并保持机器的稳定性。
微控装置的工作原理及各组成部分的作用：
1、信号采集部分：
信号采集部分是由供水检测信号，进出水温度检测信号，进出水水质检测信号，储存水箱液位信号，速热筒液位信号和用户使用命令信号组成
(1)供水检测信号是由设在自来水进水处的一个低压阀来提供的，因为自来水有一定的水压，若有自来水则高电平，给出有供水信号；若没有自来水供给则低电平，以示没有自来水供给，它是微控制单元判断是否供水的一个条件。
(2)进出水温度检测信号，这里的进出水是指加热筒内的进出水，采用热电偶和数字温度探头把温信号给微控制单元，微控制单元来决定是否还进行加热；用热电偶测进水温度，直接连在微控制单元上，微控制单元上有A/D转换器，把温度信号转变成数字信号再传输给微控制单元上的单片机；数字温度探头直接把数字信号给单片机。
(3)水质检测信号是指测水的电导率，再变成相应的TDS值；检测水的部件叫电导池，安装在制水系统的进出水口，机器显示的是制水系统出水口的水质。电导池把检测的信号经过处理给微控制单元，如果水质偏高太大，就会启动蜂鸣器，以示警报，加热筒也不能工作，因为水质差会损害加热筒。在这种情况下应更换制水系统里相应的膜。
(4)储水箱液位信号也是微控制单元判断是否制水的一个条件，储水箱水满时不再制水；当储水箱水较少时，微控制单元会发出信号，让制水系统进行制水。
(5)速热筒液位信号是检测速热筒中的水是否够量，水不够量，微控制单元就不会命令加热，它是是否启动加热的一个必要条件。
(6)用户命令是指开关热水、冷水；当系统其它条件都达到，用户开热水，微控制单元检测到就启动速热系统并打开热水阀；用户关热水，微控制单元就关闭速热系统并关闭热水阀。当用户开冷水，微控制单元命令开冷水阀；当用户关闭冷水，微控制单元控制冷水阀关闭，与此同时CPU还检测储水箱水是否减少，是否需要启动制水系统给予补水。
2、信号驱动及显示部分
信号驱动及显示部分由制水系统，分级加热器，出水温度显示，水质显示，冷热水电动球阀和工作状况指示灯组成，并分别固定安装在显示面板上。
(1)制水系统是指在储水箱液位和进行制水供应两条件同时成立时，通过微控制单元进行判断，并给出制水启动信号。
(2)分级加热是指微控制单元在判断进出水温度后，决定采用什么级别加热模式，在微控制单元的内部程序中是已设定好的。
(3)温度显示是饮水器的出水温度显示。
(4)水质显示是饮水器出水时的水质显示。
(5)冷热水电动球阀是在用户用请求时，微控制单元根据用户的请求做出相应的打开、关闭阀门以及冷热水选择的动作。
(6)工作状况指示灯显示分为：电源指示灯、制水指示灯、加热指示灯、放热水指示灯、放冷水指示灯，在不同工作情况下给出相应指示。
3、微控制单元(Microcontroller Unit简写MCU)
本实用新型饮水器微控装置中采用的微控制单元(MicrocontrollerUnit简写MCU)为8位的51单片机，里面设有成熟的嵌入式操作系统，使整个微控装置专业功能化，针对性强，结构精简，并通过与其它电子元器件相结合实现指定功能。
如图2所示微控制单元的引脚对应功能表：
如图3所示显示面板的引脚对应功能表及指示灯说明：
| 红1(Red1) | 红2(Red2) | 黄(Yellow) | 绿(Green) | 兰(Blue) |
| 放热水指示 | 加热指示 | 电源指示 | 放冷水指示 | 制水指示 |
饮水器的开关电源把220VAC交流电变成稳定的24VDC直流电供给需用直流电的各个部分。
如图4所示饮水器微控装置工作流程：
1)机器安装调试完毕，开启电源和自来水，显示面板开上电源指示灯亮起。
2)饮水器微控装置扫描各引脚端口进行信号采集，并通过液位传感器检测储水箱液位和自来水进水处的低压阀检测供水状况，同时把信号传给微控制单元，微控制单元给出动作信号，制水系统开始制水，显示面板开上开制水系统指示灯。
制水系统的进出水口安装有电导池对水质进行检测，并把信号传输给微控制单元，如果水质偏高太大，就会启动蜂鸣器。
3)检测速热筒液位，信号传输到微控制单元，当液位较低，开放水阀，往加热筒里进水，达到设定水位。
当液位达到设定水位时，当用户请求冷水(常温水)时，打开冷水电动球阀出水，显示面板开启放冷水指示灯；是否停止出水，由用户将使用命令传给微控制单元对冷水电动球阀控制。
用户请求热水时，进行进出水温度检测，微控制单元判断是否需要启动分级加热器对速热筒内的水进行加热，同时显示面板开启加热指示灯。
4)分级加热器对速热筒内的水进行加热后，打开热水电动球阀出热水，同时微控制单元对饮水器的出水温度进行监测，显示面板开启放热水指示灯；是否停止出水，由用户将使用命令传给微控制单元对热水电动球阀控制。
5)水质显示和温度显示是一直在进行着，所有检测部分都在同时进行，微控制单元一直对各引脚端口进行扫描，检测部分不会因为工作状态的变化而停止。
本安装有微控装置的饮水器的优点是：
1、缩小了控制部分的体积，减少了重量，使产品的结构更加合理；
2、控制电路耗电量很小，比以往的控制方式更加节电环保；
3、微电脑控制精度显著提高，机器模块化，线路变简单，便于安装维护；
4、采用先进的速热技术，瞬时加热，只需加热一次，无重复加热，无混合水，水质鲜美，有益健康；
5、根除水碱，永不结垢，从根本上解决了加热系统的安全隐患。
以上所述之实施方式为本实用新型的实施案例之一，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、构造及原理所做的等效变化，均应涵盖在本本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种饮水器微控装置，其特征在于：所述饮水器微控装置主要包括信号采集部分、微控制单元和信号驱动及显示部分；所述信号采集部分包括供水检测信号、进出水温度检测信号、进出水水质检测信号、储水箱液位信号、速热筒液位信号和用户使用命令信号采集，并分别与微控制单元连接；所述信号驱动及显示部分包括制水系统、分级加热器、出水温度显示、水质显示、冷热水电动球阀和工作状况指示灯，并分别与微控制单元连接；微控制单元由开关电源供电；
所述供水检测信号由设在自来水进水处的低压阀提供，所述进出水温度检测信号由设在加热筒内的热电偶和数字温度探头提供，所述进出水水质检测信号由设在制水系统进出水口的电导池提供，所述储水箱液位信号由设在储水箱内的液位传感器提供，所述速热筒液位信号由设在速热筒内的液位传感器提供，用户使用命令信号由设在速热饮水器上的冷热水开关提供。
2.根据权利要求1所述的一种饮水器微控装置，其特征在于：微控制单元采用8位的51单片机。
3.根据权利要求1所述的一种饮水器微控装置，其特征在于：所述的工作状况指示灯包括有：电源指示灯、制水指示灯、加热指示灯、放热水指示灯和放冷水指示灯，并分别固定安装在显示面板上。
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