多功能飲水的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多功能飲水機，包括飲水機體以及控制系統(tǒng)；其特征在于：在飲水機體的兩側加裝多組用于檢測杯子高度的紅外發(fā)光二極管；在出水口的上方安置有用來檢測水杯中水位高度的超聲波傳感器；紅外發(fā)光二極管以及超聲波傳感器分別與控制系統(tǒng)連接，通過控制系統(tǒng)對其進行控制；在飲水機指示燈旁設置有用于選擇出水多少的觸摸式面板。該飲水機可以檢測是否有杯子放入，并且可以檢測杯子的高度以及檢測水杯中水位的高度；能夠自動放滿一杯水，可以為用戶提供很大方便，也達到了避免浪費的目的。
【專利說明】多功能飲水機

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種飲水機，具體來講是一種多功能飲水機。

【背景技術】
[0002]隨著計算機技術的發(fā)展，單片機技術已成為計算機技術中的一個獨特的分支，單片機的應用領域也越來越廣泛，特別是在工業(yè)控制和儀器儀表智能化中扮演著極其重要的角色。過去經常采用模擬電路、數字電路實現的電路系統(tǒng)?，F在相當大一部分可以用單片機予以實現。傳統(tǒng)的電路設計方法已演變成為軟件和硬件相結合的設計方法。在實際應用中單片機經常要與各種傳感器相結合組成一定的應用系統(tǒng)，以實現系統(tǒng)的自動檢測與控制。
[0003]目前各大高校及辦公場所廣泛使用的飲水機具有價格低廉，制造簡便等優(yōu)點。但是隨著用戶長時間使用，這些飲水機功能單一、使用起來不方便等問題也慢慢的暴露出來。
[0004]基于此種情況，智能飲水機是國內各大高校及地方科技競賽中，參賽的小組和個人必會選擇的課題之一，通過網上查閱，了解到現在各大高校在智能飲水機領域主要解決的是溫度控制這一領域，可他們忽略了一個事實，就是這種傳統(tǒng)飲水機的大量存在已然是一個事實，因此基于此種飲水機的改造是一個最為有效可行的技術方法，既能夠達到使用戶的使用更加方便，經濟方面也能承受。另外從用戶的角度來講大眾用戶是不會糾結于所喝的水溫高了 5度或是低了 5度。(相比沒人對喝水的要求是我只喝46度的水)。
[0005]現有使用的飲水機可自動出水，不足之處在于:1、不能根據杯子自身的大小來選擇接水的多少。2、不能檢測水杯中水的高度。3、不能檢測杯子是否存在，有時杯子已經被拿走了，但水還在流。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于在此提供一種多功能飲水機，可以檢測是否有杯子放入，并且可以檢測杯子的高度以及檢測水杯中水位的高度；能夠自動放滿一杯水，可以為用戶提供很大方便，也達到了避免浪費的目的。
[0007]本實用新型是這樣實現的，構造一種多功能飲水機，包括飲水機體以及控制系統(tǒng)；其特征在于:在飲水機體的兩側加裝多組用于檢測杯子高度的紅外發(fā)光二極管；在出水口的上方安置有用來檢測水杯中水位高度的超聲波傳感器；紅外發(fā)光二極管以及超聲波傳感器分別與控制系統(tǒng)連接，通過控制系統(tǒng)對其進行控制；在飲水機指示燈旁設置有用于選擇出水多少的觸摸式面板。
[0008]根據本實用新型的多功能飲水機，其特征在于:控制系統(tǒng)包括STC15系列單片機、電源模塊A、杯子高度監(jiān)測電路；STC15系列單片機對電磁閥進行控制；紅外發(fā)光二極管與杯子高度監(jiān)測電路連接，杯子高度監(jiān)測電路與STC15系列單片機連接，電源模塊A同時與STC15系列單片機和杯子高度監(jiān)測電路連接，STC15系列單片機還與上述超聲波傳感器連接。
[0009]本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型所述的飲水機經過改進，結構設計合理，利用效率高，運行費用降低，廣泛用于飲水機相關領域，是較理想的生活必需品。本實用新型具有如下改進:
[0010]1、改進方式全部基于單片機為核心的飲水機
[0011]2、在飲水機的兩側加多組紅外發(fā)光二極管，檢測杯子的高度。
[0012]3、在出水口上方安置超聲波傳感器，來檢測水杯中水的高度。
[0013]4、在飲水機指示燈旁加選擇出水多少的觸摸式面板。
[0014]達到的優(yōu)點:可以根據杯子自身高度來選擇水接到杯子的位置。本實用新型所述的飲水機經過改進，具有常規(guī)飲水機的功能，具體可以實現:1)對溫度的控制:實現冷、熱、常溫三種水；2)自動檢測是否有杯子放入，同時自動放滿一杯水后停止；3)可以設有急停按鈕，可以滿足日常需求；4)開關操作:用戶可以根據自己的喜好來通過開關選取自己想喝的水的溫度，同時可根據季節(jié)的變化選擇是否加熱或制冷，據可依個人設定，“自動放滿一杯水”，上電即工作，無需另外操作。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型外部結構示意圖
[0016]圖2是本實用新型控制系統(tǒng)框圖
[0017]圖3是STC15F2K60S2系列單片機的內部結構框圖
[0018]圖4是引腳配置示意圖
[0019]圖5是超聲波傳感器電路不意圖
[0020]圖6是開關量控制示意圖。

【具體實施方式】
[0021]下面將結合附圖1-6對本實用新型進行詳細說明，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0022]本實用新型提供一種多功能飲水機，具有如下改進:如圖1所示，包括飲水機體I以及控制系統(tǒng)；在飲水機體I的兩側加裝多組用于檢測杯子高度的紅外發(fā)光二極管2 ;在出水口 3的上方安置有用來檢測水杯中水位高度的超聲波傳感器4 ;在飲水機指示燈5旁設置有用于選擇出水多少的觸摸式面板6 ;紅外發(fā)光二極管2、超聲波傳感器4以及觸摸式面板6分別與控制系統(tǒng)連接，通過控制系統(tǒng)對其進行控制。
[0023]本實用新型可以采用如下控制系統(tǒng)，如圖2所示:包括STC15系列單片機7、電源模塊AS、杯子高度監(jiān)測電路9 ；STC15系列單片機7對電磁閥進行控制；紅外發(fā)光二極管2與杯子高度監(jiān)測電路9連接，杯子高度監(jiān)測電路9與STC15系列單片機7連接，電源模塊A8同時與STC15系列單片機7和杯子高度監(jiān)測電路9連接，STC15系列單片機7還與上述超聲波傳感器10連接。
[0024]改進時一開始就把在無人情況下自動放滿一杯水作為整個研制過程的核心問題，從一開始我們就避免了各高校主抓溫度這一弊病。而是提供了更加符合大眾口味的冷，熱，常溫水，3種，并可通過開關控制，達到節(jié)能目的；自動放滿一杯水，可以為用戶提供很大方便，也達到了避免浪費的目的。與傳統(tǒng)的飲水機相比，由于采用了自動檢測和控制的電子設計技術，使方便性大大提高，具有較廣泛的應用前景。
[0025]主控系統(tǒng)是STC15F2K60S2系列單片機，本系列單片機是STC生產的單片機/機器周期的單片機，是高速/高可靠/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，采用第八代加密技術，加密性超強，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍.內部集成高精度R/C時鐘，5MHZ-35MHZ寬范圍可設置，可徹底省略掉外部昂貴的晶振和外部復位電路.3路CCP/PWM/PCA，8路高速10位A/D轉換，內置2K字節(jié)大容量SRAM, 2組超高速異步串行通信端口，I組高速同步串行通信端口 SPI，針對多串口通信/電機控制/強干擾場合。
[0026]STC15F2K60S2系列單片機的內部結構框圖如圖3、4所示。
[0027]主機單元由STC15系列單片機組成，是飲水機的核心。關鍵部分期間名稱及其在電路中的主要功能如下:
[0028](I) STC15有數據的采集和處理，通過外設繼電器控制電磁閥的開關，進而實現主要功能。
[0029](2)紅外發(fā)光二級管:采用多組紅外發(fā)光二級管對射的方式測量杯子的固有高度，將測量值傳回單片機。
[0030](3)超聲波傳感器:置于飲水機上方，測量杯子中水的動態(tài)變化的體積，
[0031]將數據傳回單片機。
[0032](4)制冷器:通過上電開關完成對常溫水的制冷操作。
[0033](5)加熱水箱:通過上電完成對水的加熱。
[0034]本實用新型改進的多功能飲水機，采用紅外發(fā)光二極管實現高度的實時采集，超聲波傳感器實現水的動態(tài)高度的實時采集。采用stcl5作為系統(tǒng)微控制器，實現與上述兩種傳感器的結合及對數據的處理顯示。
[0035]Stcl5紅外管和超聲波電路組成了主機單元，是飲水機的核心部分。腳的區(qū)別是由于增加了定時器2而引起的。有區(qū)別的只有Pl.0，Pl.1兩個引腳，這兩個引腳在不使用定時器2時仍可作為靜態(tài)I/O接口使用，單片機使用定時器2時，Pl.0,Pl.1還可能承擔外部記數脈沖輸入，外部觸發(fā)信號輸入，可編程方波輸出等功能。
[0036]紅外二極管測高單元:射采用紅外二極管對射方案，即發(fā)射二極管與接受二極管對齊的方式，通過lm324電壓比較器，講比較電壓傳回單片機，當沒有物體遮擋時送回單片機I/O 口的電壓為低電平，反之則為高電平。分別占用單片機的pl，p2兩個I/O 口。
[0037]超聲波傳感器，如圖5所示:(雙端)一端為發(fā)射端，一端為接收端。通過超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據接收器接到超聲波時的時間差就可以知道距離了。這與雷達測距原理相似。超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。(超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(s)，即:s=340t/2)。
[0038]本次設計開關量控制環(huán)節(jié)選用琴鍵開關和固態(tài)繼電器實現了弱電對強電的控制。如圖6。
[0039]9013PNP型三極管應用廣泛，在收音機等常用家電中可以經?？匆娝纳碛?。9013三極管在此作為開關量環(huán)節(jié)，起到了放大電流的作用，與固態(tài)繼電器結合，從而實現了開關的作用。
[0040]此次選用的固態(tài)繼電器是百特公司的產品，該型號的固態(tài)繼電器是直流輸入控制，交流過零導通，過零關斷輸出型無觸點繼電器。它常用與控制電路的導通和斷開，是控制一般家用電器，如電動機、白熾燈的首選器件。
[0041]選擇節(jié)水量的觸摸板，根據杯子自身大小選擇1、接滿2、1/3，3、1/2，4、2/3，在不選擇的情況下，默認接滿一杯水。
[0042]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種多功能飲水機，包括飲水機體(I)以及控制系統(tǒng)；其特征在于:在飲水機體(I)的兩側加裝多組用于檢測杯子高度的紅外發(fā)光二極管(2);在出水口(3)的上方安置有用來檢測水杯中水位高度的超聲波傳感器(4);紅外發(fā)光二極管(2)以及超聲波傳感器(4)分別與控制系統(tǒng)連接，通過控制系統(tǒng)對其進行控制；在飲水機指示燈(5)旁設置有用于選擇出水多少的觸摸式面板(6 )。
2.根據權利要求1所述的一種多功能飲水機，其特征在于:控制系統(tǒng)包括STC15系列單片機(7)、電源模塊A (8)、杯子高度監(jiān)測電路(9);STC15系列單片機(7)對電磁閥進行控制；紅外發(fā)光二極管(2)與杯子高度監(jiān)測電路(9)連接，杯子高度監(jiān)測電路(9)與STC15系列單片機(7 )連接，電源模塊A (8 )同時與STC15系列單片機(7 )和杯子高度監(jiān)測電路(9 )連接，STC15系列單片機(7)還與上述超聲波傳感器(4)連接。
【文檔編號】A47J31/00GK204260561SQ201420674450
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權日:2014年11月13日
【發(fā)明者】周英滔, 林艷, 孫勺強 申請人:胡鋼, 周英滔, 四川信息職業(yè)技術學院