一种智能触发调节用水恒温装置

1.本实用新型涉及电子领域，特别涉及一种智能触发调节用水恒温装置。


背景技术：

2.在寒冷的季节里，在诸如厨房、卫生间、阳台的日常生活环境内，对于恒温水的需求必不可少。对应该恒温水的需求，市场上具有各类的生活用水加热与保温设备。
3.相关技术中，生活用水加热设备首先进行储水，在水被加热到预设温度后即停止加热，待水被自然放置，冷却至室温时，即重新对水进行加热，以保证在用户用水时，水温符合用户的需求。
4.然而，相关技术中反复加热的情况，会导致设备温控不精确、反复大功率加热造成能源浪费与元器件寿命损害等弊病，影响生活用水加热与保温设备的使用效率。


技术实现要素：

5.本实用新型关于一种智能触发调节用水恒温装置，能够提高生活用水加热与保温设备的使用效率。所述技术方案如下：
6.本实用新型提供了一种能触发调节用水恒温装置，该装置包括供电模块、温度采集模块、温度调节模块、处理器、控制信号输出模块以及交互模块；
7.供电模块、温度采集模块、温度调节模块、控制信号输出模块以及交互模块分别与处理器电性连接；
8.供电模块中包括至少一个电源；
9.温度采集模块中包括至少一个温度传感器；
10.控制信号输出模块中包括继电器；
11.交互模块中包括显示屏；
12.处理器中包括适配比例积分微分pid算法程序的核心板；
13.温度调节模块中包括脉冲宽度调制pwm控制模块、升温模块以及降温模块。
14.在一种可能的实现方式中，pwm控制模块中包括降温pwm输出控制元器件以及升温pwm输出控制元器件；
15.降温pwm输出控制元器件与降温模块连接，升温pwm输出口控制元器件与升温模块连接。
16.在一种可能的实现方式中，升温模块中包括正温度系数ptc自控式电热膜；
17.降温模块中包括半导体制冷片以及注水装置。
18.在一种可能的实现方式中，智能触发调节用水恒温装置还包括液体流体控制模块；
19.液体流体控制模块中包括直流泵以及直流泵控制元器件；
20.直流泵与直流泵控制元器件连接。
21.在一种可能的实现方式中，温度采集模块中包括第一温度传感器以及第二温度传
感器。
22.在一种可能的实现方式中，处理器实现为stm32f103c8t6核心板。
23.在一种可能的实现方式中，交互模块中还包括按键矩阵和蜂鸣器；
24.显示屏实现为有机发光二极管oled显示屏；
25.案件矩阵与蜂鸣器分别与处理器电性连接。
26.在一种可能的实现方式中，供电模块中包括第一电源以及第二电源，智能触发调节用水恒温装置中还包括变压器；
27.第一电源与处理器连接，第二电源通过变压器与控制信号输出模块连接，控制信号输出模块实现为继电器。
28.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
29.在智能触发调节用水恒温装置中，通过适配比例积分微分(proportional
‑
integral
‑
derivative，pid)控制模式的处理器，以及对应该pid控制模式的脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)控制模块的设置，实现了对于控制信号输出模块中的信号控制，进而实现了对于较大温差以及较小温差的即时调控，提高了生活用水加热与保温设备的使用效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1示出了本实用新型一个示例性实施例提供的一种智能触发调节用水恒温装置的结构示意图；
32.图2示出了本实用新型一个示例性实施例提供的另一种智能触发调节用水恒温装置的结构示意图。
33.附图中的标号如下所示：
[0034]1‑
智能触发调节用水恒温装置；
[0035]
11
‑
供电模块，12
‑
温度采集模块，13
‑
温度调节模块，14
‑
处理器，15
‑
控制信号输出模块，16
‑
交互模块，17
‑
流体控制模块，18
‑
变压器；
[0036]
111
‑
电源，1111
‑
第一电源，1112
‑
第二电源；
[0037]
121
‑
温度传感器，1211
‑
第一温度传感器，1212
‑
第二温度传感器；
[0038]
131
‑
pwm控制模块，132
‑
升温模块，133
‑
降温模块；
[0039]
1311
‑
降温pwm输出控制元器件，1312
‑
升温pwm输出控制元器件；
[0040]
1321
‑
ptc自控式电热膜1321；
[0041]
1331
‑
半导体制冷片，1332
‑
注水装置；
[0042]
161
‑
显示屏，162
‑
按键矩阵，163
‑
蜂鸣器；
[0043]
171
‑
直流泵，172
‑
直流泵控制元器件。
具体实施方式
[0044]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0045]
首先，对本实用新型实施例中涉及的名词进行简单的介绍：
[0046]
pid控制，即比例积分微分控制，是最早发展起来的控制策略之一，由于其算法简单、鲁棒性好和可靠性高，被广泛应用于工业过程控制，至今仍有90％左右的控制回路具有pid结构。简单的说，该控制方式的原理即为，根据给定值和实际输出值构成控制偏差，将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。
[0047]
pwm技术，即脉冲宽度调制技术，是一种控制模拟方式。在该控制方式下，根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或场效应管栅极的偏置，来实现晶体管或场效应管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
[0048]
stm32f103c8t6，是一款2位的微控制器，程序存储器容量是64kb，需要电压2v～3.6v，工作温度为
‑
40℃～85℃。其对应的外围设备通常即为采用pwm技术的控制模块，且stm32f103c8t6微控制器可以搭载pid算法程序。
[0049]
本实用新型关于一种智能触发调节用水恒温装置1，请参考图1，该智能触发调节用水恒温装置1包括供电模块11、温度采集模块12、温度调节模块13、处理器14、控制信号输出模块15以及交互模块16；供电模块11、温度采集模块12、温度调节模块13、控制信号输出模块15以及交互模块16分别与处理器14电性连接；供电模块11中包括至少一个电源111；温度采集模块12中包括至少一个温度传感器121；控制信号输出模块15中包括继电器；交互模块16中包括显示屏161；处理器14中包括适配比例积分微分pid算法程序的核心板；温度调节模块13中包括脉冲宽度调制pwm控制模块131、升温模块132以及降温模块133。
[0050]
在本实用新型的一个示例中，智能触发调节用水恒温装置1可以实现为电路板，该电路板上继承有包括但不限于供电模块11、温度采集模块12，温度调节模块13、处理器14、控制信号输出模块15以及交互模块16在内的各个实体化模块；在本实用新型的另一个示例中，智能触发调节用水恒温装置1可以实现为一个家居设备的温度中控设备，如，一个智能热水器的温度中控设备，该温度中控设备内包括如上所述的模块；在本技术的另一个实施例中，智能触发调节用水恒温装置1可以实现为家居设备，该家居设备内包括如上所述的模块，以及用于执行家居设备功能的实体部件，如自来水管、阀门等。本实用新型实施例对于智能触发调节用水恒温装置1的实际产品形态不作限定。
[0051]
在本实用新型实施例中，智能触发调节用水恒温装置1内的各个模块之间均建立有电性连接。且由于处理器14为装置的核心控制设备，故其他设备均与处理器14之间建立有电性连接。供电模块11用于向装置内的其他模块进行供电。可选地，装置内的其他模块的用电电压需求相同，则供电模块11中包括一个电源111；或，装置内的其他模块的用电电压需求互不相同，则供电模块11中包括至少两个功率互不相同的电源111，以与不同的模块适配。在本实用新型实施例中，供电模块11与处理器14直接连接。并经过处理器14使所有的模块均通电。
[0052]
在本实用新型实施例中，温度采集模块12实现为对于外界温度进行采集的设备，在一个示例中，温度采集模块12即实现为至少一个温度传感器121。
[0053]
在本实用新型实施例中，控制信号输出模块15即为将控制信号进行电信号转换，并发送至外界设备的设备，在一个示例中，控制信号输出模块15实现为继电器。
[0054]
在本实用新型实施例中，交互模块16为是用户确定智能触发调节用水恒温装置1的工作环境温度以及工作情况的设备。在一个示例中，交互模块16中的显示屏161对于温度传感器121测量得到的温度进行显示，以告知用户当前测量位置的温度状态。在一个示例中，温度传感器121为测量水池温度的温度传感器121，温度传感器121在接收到温度数据后，即将温度数据发送至处理器14中，在处理器14将温度数据进行信号转换，发送至交互模块16中后，交互模块16中给的显示屏161即对于温度数据进行显示。
[0055]
在本实用新型实施例中，温度调节模块13中包括pwm控制模块131，该pmw控制模块中存储有pmw值，并在与智能触发调节用水恒温装置1的外接设备进行连接的情况下，基于接收到的控制信号对于pmw值进行实时更新，进而改变基处理器14中的核心板内的输入/输出口输出占空比，从而由处理器14发送新的控制信号，改变用电器功率。
[0056]
综上所述，本实用新型实施例提供的智能触发调节用水恒温装置1，在智能触发调节用水恒温装置1中，通过适配pid控制模式的处理器14，以及对应该pid控制模式的pwm控制模块131的设置，实现了对于控制信号输出模块15中的信号控制，进而实现了对于较大温差以及较小温差的即时调控，提高了生活用水加热与保温设备的使用效率。
[0057]
图2示出了本技术一个示例性实施例提供的一种智能触发调节用水恒温装置1，请参考图2，在如图1所示的智能触发调节用水恒温装置1的基础上，进行了适配实际应用环境的改动。也即，智能触发调节用水恒温装置1仍包括供电模块11、温度采集模块12、温度调节模块13、处理器14、控制信号输出模块15以及交互模块16。
[0058]
在一种可能的实现方式中，pwm控制模块131中包括降温pwm输出控制元器件1311以及升温pwm输出控制元器件1312。降温pwm输出控制元器件1311与降温模块133连接，升温pwm输出口控制元器件与升温模块132连接。对应地，升温模块132中包括正温度系数ptc自控式电热膜1321，降温模块133中包括半导体制冷片1331以及注水装置1332。
[0059]
对应pwm控制模块131需要对液体的温度进行控制，而对于液体温度的控制主要体现在升温与降温两种方式的情况，在本实用新型实施例中，pwm控制模块131包括升温pwm输出控制元器件1312以及降温pwm输出控制元器件1311，且升温pwm输出控制元器件1312与升温模块132连接，降温pwm输出控制元器件1311与降温模块133连接，以各自控制升温模块132以及降温模块133中的电性元器件进行工作。在本实用新型实施例中，降温升温模块132中包括正温度系数(positive temperature coefficient，ptc)自控式电热膜1321，降温模块133中包括半导体制冷片1331以及注水装置1332。也即，在本实用新型刚实施例中，对外界环境中的液体温度进行身高是通过ptc自控式电热膜1321实现的，对外界环境中的液体温度的降低是通过半导体制冷片1331以及注水装置1332中的至少一个设备实现的。
[0060]
在一种可能的实现方式中，智能触发调节用水恒温装置1还包括液体流体控制模块17，液体流体控制模块17中包括直流泵171以及直流泵控制元器件172，直流泵171与直流泵控制元器件172连接。
[0061]
在本实用新型的一个示例中，智能触发调节用水恒温装置1中还外接有对于外部
设备的流量进行控制的模块，也即，对于外界的液体流量和流速进行控制，以输出额定温度的液体的模块。对应此情况，液体流体控制模块17直流泵171以及对该直流泵171进行控制的电路元器件，也即直流泵控制元器件172，二者相互连接，直流泵控制元器件172即控制直流泵171的流量。
[0062]
在一种可能的实现方式中，温度采集模块12包括第一温度传感器1211和第一温度传感器1212。
[0063]
在本实用新型实施例中，对应装置需要测量外界设备中不同位置的水温，以对于水温进行及时调节的情况，温度采集模块12中包括间隔一定距离的第一温度传感器1211以及第一温度传感器1212。需要说明的是，第一温度传感器1211与第一温度传感器1212均与液体直接接触，以直接获得液体温度。
[0064]
在一种可能的实现方式中，处理器14实现为stm32f103c8t6核心板。
[0065]
在本实用新型实施例中，如前文所述，为实现处理器14可承载pid控制的情况，处理器14实现为stm32f103c8t6核心板。
[0066]
在一种可能的实现方式中，交互模块16中还包括按键矩阵162和蜂鸣器163；
[0067]
显示屏161实现为有机发光二极管oled显示屏161；
[0068]
按键矩阵162与蜂鸣器163分别与处理器14电性连接。
[0069]
在本实用新型实施例中，为满足用户的使用需求，交互模块16中还包括按键矩阵162和蜂鸣器163，按键矩阵162中包括至少一个按键，以使用户进行操作，并生成控制指令至处理器14，使处理器14基于控制指令对于装置内的其他模块进行控制。蜂鸣器163则基于处理器14发送的发声指令进行发生，以执行提示、报警等功能。
[0070]
在一种可能的实现方式中，供电模块11中包括第一电源1111以及第二电源1112，智能触发调节用水恒温装置1中还包括变压器18；
[0071]
第一电源1111与处理器14连接，第二电源1112通过变压器18与控制信号输出模块15连接，控制信号输出模块15实现为继电器。
[0072]
在本技术实施例中，控制信号输出模块15实现为继电器，以将控制信号传输至外界设备中。对应继电器与装置中的其他模块的用电功率需求不同的情况，供电模块11中包括第一电源1111以及第二电源1112。第一电源1111与处理器14连接，以实现对于继电器以外的其他设备的供电。第二电源1112通过变压器18与继电器连接，以实现对继电器的供电。在一个示例中，第二电源1112还可以实现对于外界设备的供电。
[0073]
综上所述，本实用新型实施例提供的智能触发调节用水恒温装置，在智能触发调节用水恒温装置中，通过适配pid控制模式的处理器，以及对应该pid控制模式的pwm控制模块的设置，实现了对于控制信号输出模块中的信号控制，进而实现了对于较大温差以及较小温差的即时调控，提高了生活用水加热与保温设备的使用效率。
[0074]
上述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。