多功能饮水的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能饮水机，包括饮水机体以及控制系统；其特征在于：在饮水机体的两侧加装多组用于检测杯子高度的红外发光二极管；在出水口的上方安置有用来检测水杯中水位高度的超声波传感器；红外发光二极管以及超声波传感器分别与控制系统连接，通过控制系统对其进行控制；在饮水机指示灯旁设置有用于选择出水多少的触摸式面板。该饮水机可以检测是否有杯子放入，并且可以检测杯子的高度以及检测水杯中水位的高度；能够自动放满一杯水，可以为用户提供很大方便，也达到了避免浪费的目的。
【专利说明】多功能饮水机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种饮水机，具体来讲是一种多功能饮水机。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个独特的分支，单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。过去经常采用模拟电路、数字电路实现的电路系统。现在相当大一部分可以用单片机予以实现。传统的电路设计方法已演变成为软件和硬件相结合的设计方法。在实际应用中单片机经常要与各种传感器相结合组成一定的应用系统，以实现系统的自动检测与控制。
[0003]目前各大高校及办公场所广泛使用的饮水机具有价格低廉，制造简便等优点。但是随着用户长时间使用，这些饮水机功能单一、使用起来不方便等问题也慢慢的暴露出来。
[0004]基于此种情况，智能饮水机是国内各大高校及地方科技竞赛中，参赛的小组和个人必会选择的课题之一，通过网上查阅，了解到现在各大高校在智能饮水机领域主要解决的是温度控制这一领域，可他们忽略了一个事实，就是这种传统饮水机的大量存在已然是一个事实，因此基于此种饮水机的改造是一个最为有效可行的技术方法，既能够达到使用户的使用更加方便，经济方面也能承受。另外从用户的角度来讲大众用户是不会纠结于所喝的水温高了 5度或是低了 5度。(相比没人对喝水的要求是我只喝46度的水)。
[0005]现有使用的饮水机可自动出水，不足之处在于:1、不能根据杯子自身的大小来选择接水的多少。2、不能检测水杯中水的高度。3、不能检测杯子是否存在，有时杯子已经被拿走了，但水还在流。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于在此提供一种多功能饮水机，可以检测是否有杯子放入，并且可以检测杯子的高度以及检测水杯中水位的高度；能够自动放满一杯水，可以为用户提供很大方便，也达到了避免浪费的目的。
[0007]本实用新型是这样实现的，构造一种多功能饮水机，包括饮水机体以及控制系统；其特征在于:在饮水机体的两侧加装多组用于检测杯子高度的红外发光二极管；在出水口的上方安置有用来检测水杯中水位高度的超声波传感器；红外发光二极管以及超声波传感器分别与控制系统连接，通过控制系统对其进行控制；在饮水机指示灯旁设置有用于选择出水多少的触摸式面板。
[0008]根据本实用新型的多功能饮水机，其特征在于:控制系统包括STC15系列单片机、电源模块A、杯子高度监测电路；STC15系列单片机对电磁阀进行控制；红外发光二极管与杯子高度监测电路连接，杯子高度监测电路与STC15系列单片机连接，电源模块A同时与STC15系列单片机和杯子高度监测电路连接，STC15系列单片机还与上述超声波传感器连接。
[0009]本实用新型的优点在于:本实用新型所述的饮水机经过改进，结构设计合理，利用效率高，运行费用降低，广泛用于饮水机相关领域，是较理想的生活必需品。本实用新型具有如下改进:
[0010]1、改进方式全部基于单片机为核心的饮水机
[0011]2、在饮水机的两侧加多组红外发光二极管，检测杯子的高度。
[0012]3、在出水口上方安置超声波传感器，来检测水杯中水的高度。
[0013]4、在饮水机指示灯旁加选择出水多少的触摸式面板。
[0014]达到的优点:可以根据杯子自身高度来选择水接到杯子的位置。本实用新型所述的饮水机经过改进，具有常规饮水机的功能，具体可以实现:1)对温度的控制:实现冷、热、常温三种水；2)自动检测是否有杯子放入，同时自动放满一杯水后停止；3)可以设有急停按钮，可以满足日常需求；4)开关操作:用户可以根据自己的喜好来通过开关选取自己想喝的水的温度，同时可根据季节的变化选择是否加热或制冷，据可依个人设定，“自动放满一杯水”，上电即工作，无需另外操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型外部结构示意图
[0016]图2是本实用新型控制系统框图
[0017]图3是STC15F2K60S2系列单片机的内部结构框图
[0018]图4是引脚配置示意图
[0019]图5是超声波传感器电路不意图
[0020]图6是开关量控制示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图1-6对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]本实用新型提供一种多功能饮水机，具有如下改进:如图1所示，包括饮水机体I以及控制系统；在饮水机体I的两侧加装多组用于检测杯子高度的红外发光二极管2 ;在出水口 3的上方安置有用来检测水杯中水位高度的超声波传感器4 ;在饮水机指示灯5旁设置有用于选择出水多少的触摸式面板6 ;红外发光二极管2、超声波传感器4以及触摸式面板6分别与控制系统连接，通过控制系统对其进行控制。
[0023]本实用新型可以采用如下控制系统，如图2所示:包括STC15系列单片机7、电源模块AS、杯子高度监测电路9 ；STC15系列单片机7对电磁阀进行控制；红外发光二极管2与杯子高度监测电路9连接，杯子高度监测电路9与STC15系列单片机7连接，电源模块A8同时与STC15系列单片机7和杯子高度监测电路9连接，STC15系列单片机7还与上述超声波传感器10连接。
[0024]改进时一开始就把在无人情况下自动放满一杯水作为整个研制过程的核心问题，从一开始我们就避免了各高校主抓温度这一弊病。而是提供了更加符合大众口味的冷，热，常温水，3种，并可通过开关控制，达到节能目的；自动放满一杯水，可以为用户提供很大方便，也达到了避免浪费的目的。与传统的饮水机相比，由于采用了自动检测和控制的电子设计技术，使方便性大大提高，具有较广泛的应用前景。
[0025]主控系统是STC15F2K60S2系列单片机，本系列单片机是STC生产的单片机/机器周期的单片机，是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，采用第八代加密技术，加密性超强，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍.内部集成高精度R/C时钟，5MHZ-35MHZ宽范围可设置，可彻底省略掉外部昂贵的晶振和外部复位电路.3路CCP/PWM/PCA，8路高速10位A/D转换，内置2K字节大容量SRAM, 2组超高速异步串行通信端口，I组高速同步串行通信端口 SPI，针对多串口通信/电机控制/强干扰场合。
[0026]STC15F2K60S2系列单片机的内部结构框图如图3、4所示。
[0027]主机单元由STC15系列单片机组成，是饮水机的核心。关键部分期间名称及其在电路中的主要功能如下:
[0028](I) STC15有数据的采集和处理，通过外设继电器控制电磁阀的开关，进而实现主要功能。
[0029](2)红外发光二级管:采用多组红外发光二级管对射的方式测量杯子的固有高度，将测量值传回单片机。
[0030](3)超声波传感器:置于饮水机上方，测量杯子中水的动态变化的体积，
[0031]将数据传回单片机。
[0032](4)制冷器:通过上电开关完成对常温水的制冷操作。
[0033](5)加热水箱:通过上电完成对水的加热。
[0034]本实用新型改进的多功能饮水机，采用红外发光二极管实现高度的实时采集，超声波传感器实现水的动态高度的实时采集。采用stcl5作为系统微控制器，实现与上述两种传感器的结合及对数据的处理显示。
[0035]Stcl5红外管和超声波电路组成了主机单元，是饮水机的核心部分。脚的区别是由于增加了定时器2而引起的。有区别的只有Pl.0，Pl.1两个引脚，这两个引脚在不使用定时器2时仍可作为静态I/O接口使用，单片机使用定时器2时，Pl.0,Pl.1还可能承担外部记数脉冲输入，外部触发信号输入，可编程方波输出等功能。
[0036]红外二极管测高单元:射采用红外二极管对射方案，即发射二极管与接受二极管对齐的方式，通过lm324电压比较器，讲比较电压传回单片机，当没有物体遮挡时送回单片机I/O 口的电压为低电平，反之则为高电平。分别占用单片机的pl，p2两个I/O 口。
[0037]超声波传感器，如图5所示:(双端)一端为发射端，一端为接收端。通过超声波发射装置发出超声波，根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。超声波发射器向某一方向发超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。(超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即:s=340t/2)。
[0038]本次设计开关量控制环节选用琴键开关和固态继电器实现了弱电对强电的控制。如图6。
[0039]9013PNP型三极管应用广泛，在收音机等常用家电中可以经常看见它的身影。9013三极管在此作为开关量环节，起到了放大电流的作用，与固态继电器结合，从而实现了开关的作用。
[0040]此次选用的固态继电器是百特公司的产品，该型号的固态继电器是直流输入控制，交流过零导通，过零关断输出型无触点继电器。它常用与控制电路的导通和断开，是控制一般家用电器，如电动机、白炽灯的首选器件。
[0041]选择节水量的触摸板，根据杯子自身大小选择1、接满2、1/3，3、1/2，4、2/3，在不选择的情况下，默认接满一杯水。
[0042]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种多功能饮水机，包括饮水机体(I)以及控制系统；其特征在于:在饮水机体(I)的两侧加装多组用于检测杯子高度的红外发光二极管(2);在出水口(3)的上方安置有用来检测水杯中水位高度的超声波传感器(4);红外发光二极管(2)以及超声波传感器(4)分别与控制系统连接，通过控制系统对其进行控制；在饮水机指示灯(5)旁设置有用于选择出水多少的触摸式面板(6 )。
2.根据权利要求1所述的一种多功能饮水机，其特征在于:控制系统包括STC15系列单片机(7)、电源模块A (8)、杯子高度监测电路(9);STC15系列单片机(7)对电磁阀进行控制；红外发光二极管(2)与杯子高度监测电路(9)连接，杯子高度监测电路(9)与STC15系列单片机(7 )连接，电源模块A (8 )同时与STC15系列单片机(7 )和杯子高度监测电路(9 )连接，STC15系列单片机(7)还与上述超声波传感器(4)连接。
【文档编号】A47J31/00GK204260561SQ201420674450
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】周英滔, 林艳, 孙勺强 申请人:胡钢, 周英滔, 四川信息职业技术学院