一种用于茶吧机的嵌入式电路板的制作方法

本实用新型涉及净水领域，尤其涉及一种用于茶吧机的嵌入式电路板。

背景技术：

茶吧机通常是将桶装纯净水抽入到热水壶中进行加热，需要根据泡茶水温不同、水量不同而合理选择水温和用水量，并且也希望在桶装纯净水剩余水量不足时能够及时提醒换水。为此，需要茶吧机对净水使用控制具有精准性和物联网功能，满足对茶吧机使用的消费升级需求。

同时要求茶吧机的嵌入式电路板能够与茶吧机的台面有效结合，具备结构紧凑、布局合理、体积小、方便安装的特点，来实现上述的功能。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种用于茶吧机的嵌入式电路板，结构紧凑、布局合理、体积小，便于对茶吧机进行控制以及监控。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种用于茶吧机的嵌入式电路板，包括基于同一个基板的正面板和背面板，在正面板上，设置有一体式显示模块，以及在所述一体式显示模块的两侧设置有多个微触开关组件；所述一体式显示模块的正面包括独立设置的功能显示灯、时间数码管和温度数码管，所述显示模块的背面包括多个直插式引脚，分别插入贯穿所述基板的焊接孔，并在背面板一侧与所述焊接孔焊接；所述微触开关组件包括设置在正面板上发光二极管，以及环绕所述发光二极管设置的金属弹簧线，所述发光二极管的两个引脚和金属弹簧线也是通过基板上的焊接孔，在背面板一侧与对应的焊接孔焊接；

在背面板上，与所述一体式显示模块对应焊接的焊接孔分别通过敷设在背面板上的印制铜线与设置在背面板上的单片机的引脚电连接；所述发光二极管对应焊接的两个焊接孔中，一个焊接孔通过印制铜线连接+4v电源端，另一个焊接孔先通过印制铜线连接一个贴片电阻的一端，所述贴片电阻的另一端通过印制铜线与所述单片机电的引脚电连接，所述单片机的各引脚贴焊在所述背面板上；

所述金属弹簧线对应的焊接孔通过印制铜线与按键感应芯片的输入引脚电连接，所述按键感应芯片的输出引脚通过印制铜线与所述单片机的引脚电连接，所述按键感应芯片的各引脚贴焊在所述背面板上。

优选的，在正面板上，一体式显示模块焊接在正面板的中间位置，在一体式显示模块左侧焊接有三个所述微触开关组件，右侧焊接有两个所述微触开关组件，所述按键感应芯片为sc05a芯片，表贴焊接在在背面板的下部中间位置。

优选的，所述一体式显示模块的背面包括两排引脚，其中上面第一排引脚为11脚，下面第二排引脚为4脚，在背面板上，所述单片机表贴焊接在第一排引脚与第二排引脚之间；第一排引脚中的左侧4个引脚和第二排引脚的4脚分别串接一个限流电阻后与所述单片机的8个引脚通过印制铜线电连接，第一排引脚中的其余7个引脚则直接通过印制铜线分别与所述单片机的7个引脚电连接。

优选的，在所述背面板上部中间位置焊接有五芯的电源插座，所述电源插座的第一芯用于接入外部的直流12v，第二芯接地，所述电源插座的第一芯和第二芯还分别通过印制铜线临近与电源插座下方的电源芯片lm78m05的电源输入引脚和接地引脚电连接，所述电源芯片lm78m05的输出引脚通过印制铜线依次串联第一分压二极管和第二分压二极管，第一分压二极管和第二分压二极管临近电源芯片lm78m05表贴焊接在所述背面板上，所述第二分压二极管的负极端作为+4v电源端通过印制铜线与所述单片机的电源引脚电连接，提供+4v供电；

所述第二分压二极管的负极端还通过贯穿基板的过孔电连接到所述正面板提供+4v供电。

优选的，在所述背面板上临近所述电源插座左侧焊接有三芯的流量计插座，所述流量计插座的第一芯用于线缆电连接流量计的电源端并向其供电，其焊接孔通过印制铜线连接+4v电源端；所述流量计插座的第二芯用于电连接流量计的计量输出端，其焊接孔通过印制铜线连接流量计限流电阻的一端，流量计限流电阻的另一端通过印制铜线连接所述单片机的引脚；所述流量计插座的第三芯接地。

优选的，在所述背面板临近所述流量计插座左侧焊接有二芯的tds插座，所述tds插座的第一芯用于线缆电连接tds传感器的电源端，其在焊接孔通过印制铜线电连接临近所述tds插座设置的加电控制三极管的集电极，还通过印制铜线电连接第一负载电阻的一端，所述第一负载电阻的另一端接地；加电控制三极管的发射极通过印制铜线电连接+4v电源端，基极连接控制电阻的一端，控制电阻的另一端通过印制铜线与所述单片机的一个控制引脚电连接；所述tds插座的第二芯用于线缆电连接tds传感器的采样端，其在焊接孔通过印制铜线电连接所述单片机的第一采样引脚，还通过印制铜线电连接第二负载电阻的一端，所述第二负载电阻的另一端接地；所述加电控制三极管、控制电阻、第一负载电阻以及第二负载电阻邻近设置，并且均表贴焊接在所述背面板上。

优选的，在所述背面板上的左上角焊接有二芯的温度插座，所述温度插座的第一芯用于线缆电连接温度传感器的电源端并向其供电，其焊接孔通过印制铜线连接+4v电源端；所述温度插座的第二芯用于线缆电连接温度传感器的信号输出端，其焊接孔通过印制铜线其在焊接孔通过印制铜线电连接所述单片机的第二采样引脚，还通过印制铜线电连接第三负载电阻的一端，所述第三负载电阻的另一端接地。

优选的，在所述正面板左侧焊接有双引脚的嗡鸣器，所述嗡鸣器的第一引脚的焊接孔在背面板上通过印制铜线电连接供电限流电阻的一端，所述供电限流电阻的另一端通过印制铜线连接所述电源插座的第一芯，所述嗡鸣器的第二引脚的焊接孔在背面板上通过印制铜线电连接报警控制三极管的集电极，发射极也接地，基极通过印制铜线连接第一报警分压电阻的一端，所述第一报警分压电阻的另一端接入所述单片机的引脚；所述报警控制三极管的基极还通过印制铜线连接第二报警分压电阻的一端，所述第二报警分压电阻的另一端接地。

优选的，在背面板上，在所述单片机的右侧、sc05a芯片上方还焊接有用于卡接sim卡的sim卡座，以及在sim卡座的右侧表贴焊接有无线通信芯片，所述无线通信芯片的右侧临近焊接有天线插座；所述单片机的输入串口和输出串口对应分别与所述无线通信芯片的输出串口和输入串口之间通过印制铜线电连接；所述sim卡座与所述无线通信芯片的时钟口和数据口也分别通过印制铜线对应电连接；所述天线插座的信号引脚与所述无线通信芯片的天线引脚通过印制铜线对应电连接，所述天线插座的接地引脚则接地。

优选的，在背面板上，所述无线通信芯片的电源复位引脚还与通信控制三极管的集电极通过印制铜线电连接，发射机接地，基极通过印制铜线连接第一通信分压电阻的一端，所述第一通信分压电阻的另一端接入所述单片机的引脚；所述通信控制三极管的基极还通过印制铜线连接第二通信分压电阻的一端，所述第二通信分压电阻的另一端接地，所述通信控制三极管表贴焊接在背面板上的电源插座的右侧。

本实用新型的有益效果：本实用新型公开了一种用于茶吧机的嵌入式电路板，包括基于同一个基板的正面板和背面板，正面板上设置有一体式显示模块，在一体式显示模块的两侧设置有多个微触开关组件；显示模块的正面包括独立设置的功能显示灯、时间数码管和温度数码管，显示模块的背面的多个直插式引脚分别插入基板的焊接孔，并在背面板一侧与焊接孔焊接；微触开关组件包括设置在正面板上发光二极管，以及环绕发光二极管设置的金属弹簧线，发光二极管的两个引脚和金属弹簧线也是通过基板上的焊接孔，在背面板一侧与对应的焊接孔焊接。背面板上还设置有单片机、电源插座、流量计插座、tds插座、温度插座，本实用新型结构紧凑、布局合理、占用空间小，方便对茶吧机控制及监控。

附图说明

图1是根据本实用新型用于茶吧机的嵌入式电路板一实施例的正面板示意图；

图2是根据本实用新型用于茶吧机的嵌入式电路板一实施例的背面板示意图；

图3是根据本实用新型用于茶吧机的嵌入式电路板一实施例的背面板中a区示意图；

图4是根据本实用新型用于茶吧机的嵌入式电路板一实施例的背面板中b区示意图；

图5是根据本实用新型用于茶吧机的嵌入式电路板一实施例的背面板中c区示意图；

图6是根据本实用新型用于茶吧机的嵌入式电路板一实施例的背面板中d区示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，用于茶吧机的嵌入式电路板1包括基于同一个基板的正面板和背面板，图1显示的为正面板，图2显示的为背面板，将图2划分为a、b、c、d四个区域进行说明。电路板1的四角设置有定位安装孔101，便于电路板进行固定。在正面板上，设置有一体式显示模块2，以及在一体式显示模块的两侧设置有多个微触开关组件。在背面板上，与一体式显示模块2对应焊接的焊接孔分别通过敷设在背面板上的印制铜线与设置在背面板上的单片机的引脚电连接，背面板上还焊接有复位开关，对单片机进行复位。

具体的，如图1所示，在正面板上，一体式显示模块2焊接在正面板的中间位置，显示模块的正面包括独立设置的功能显示灯(缺水指示灯、防水指示灯、保温指示灯、加热指示灯和信号指示灯)、时间数码管和温度数码管，时间数码管包括3个数码管，温度数码管也包括3个数码管，这些功能显示灯以及数码管将相应的信息显示出来，方便提示用户。

结合图3，图3为图2中a区的放大图。显示模块的背面包括多个直插式引脚，分为两排引脚，分别插入贯穿基板的焊接孔，并在背面板一侧与焊接孔焊接。其中上面第一排引脚为11脚，下面第二排引脚为4脚。

单片机3的型号为stc15w4k32s4,单片机的各引脚贴焊在背面板上(图中未显示单片机的引脚)。在背面板上，单片机3表贴焊接在显示模块的第一排引脚与第二排引脚之间；第一排引脚中的左侧4个引脚和第二排引脚的4脚分别串接一个限流电阻后与单片机的8个引脚通过印制铜线电连接，第一排引脚中的其余7个引脚则直接通过印制铜线分别与单片机的7个引脚电连接。

具体的，第一排引脚中的左侧4个引脚(显示模块的e～h引脚)分别串联电阻r24、r25、r26、r40后单片机3的四个引脚通过印制铜线电连接；第二排引脚中的4个引脚(显示模块的a～d引脚)分别连接电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r23后与单片机3的四个引脚通过印制铜线电连接。第一排引脚中的其余7个引脚(显示模块的com1～com7)则直接通过印制铜线分别与单片机3的7个引脚电连接。电阻(r24、r25、r26、r40)位于第一排连接的引脚的下方，电阻(r23、r22、r21、r20)位于第二排连接的引脚的上方，并且这些电阻临近单片机3设置，具有节省空间的特点。单片机3设置在显示模块的两排引脚之间也充分利用电路板的空间。

进一步的，在图1中，显示模块2左侧焊接有三个微触开关组件(从左至右分别为保温微触开关组件、取水微触开关组件、调温微触开关组件)，右侧焊接有两个微触开关组件(从左至右分别为加热微触开关组件以及电源微触开关组件)，每个微触开关组件包括设置在正面板上发光二极管，以及环绕发光二极管设置的金属弹簧线，发光二极管的两个引脚和金属弹簧线也是通过基板上的焊接孔，在背面板一侧与对应的焊接孔焊接。下面以保温微触开关组件为例进行说明。

如图4所示，图4为图2中b区的放大图。在图4中，保温微触开关组件的发光二极管5对应焊接的两个焊接孔中，一个焊接孔在正面板上通过印制铜线连接+4v电源端，另一个焊接孔先通过印制铜线连接贴片电阻r1的一端，贴片电阻r1的另一端通过印制铜线与单片机3电的引脚电连接。

保温微触开关组件的金属弹簧线6对应的焊接孔串联电阻r7后通过印制铜线与按键感应芯片4的输入引脚电连接，按键感应芯片4的对应的输出引脚通过印制铜线与单片机3的引脚电连接。按键感应芯片4为sc05a芯片，按键感应芯片4的各引脚贴焊在背面板上，并且表贴焊接在背面板的下部中间位置。

该嵌入式电路板在用于茶吧机时，一体式显示模块直接嵌入到茶吧机的正面板上，而微触开关组件的金属弹簧线则被压缩在茶吧机的正面板下方，当触碰该金属弹簧线上方的台面时产生的振动将被金属弹簧线感应，进而被按键感应芯片识别并传递至单片机。例如，图4中保温微触开关组件的金属弹簧线6感应到台面触碰后，通过按键感应芯片4传递感应信号至单片机3中，单片机3控制保温器进行保温，与此同时，保温微触开关组件的发光二极管5发光来显示该信号。

进一步的，取水微触开关组件、调温微触开关组件、加热微触开关组件以及电源微触开关组件的连接方式与保温微触开关组件相同。它们的发光二极管的正极连接+4v电源端，发光二极管负极连接一电阻后接入单片机的一引脚，与之对应的金属弹簧线连接一电阻后接入sc05a芯片的一引脚，然后sc05a芯片对应的输出端在接入单片机中。

电源微触开关组件的作用是将茶吧机接入电源。取水微触开关组件的作用是将取水信号传递至单片机中，单片机控制茶吧机内的水泵开始出水；加热微触开关组件的作用的是将加热信号传递至单片机中，单片机控制加热器开始加热；调温微触开关组件的作用是将调节的水温信号值传递至单片机中，单片机控制加热器加热至相应的温度。

进一步的，如图5所示，图5为图2中c区的放大图。在背面板上部中间位置焊接有五芯的电源插座7，电源插座7的第一芯(从左至右数第一个芯)用于接入外部的直流12v，第二芯接地，电源插座7的第一芯和第二芯还分别通过印制铜线临近与电源插座下方的电源芯片lm78m05的电源输入引脚和接地引脚电连接，电源芯片lm78m05的输出引脚通过印制铜线依次串联第一分压二极管d3和第二分压二极管d2，第一分压二极管d3和第二分压二极管d2临近电源芯片lm78m05表贴焊接在背面板上，第二分压二极管d2的负极端作为+4v电源端通过印制铜线与单片机3的电源引脚电连接，提供+4v供电；第二分压二极管d2的负极端还通过贯穿基板的过孔电连接到正面板提供+4v供电。第一分压二极管d3还连接第三分压二极管d1，第三分压二极管d1的负极为无线通信芯片供电。

电源插座7的第三芯用于接入外部的加热控制器，并且通过印制铜线连接第一限流电阻的一端，第一限流电阻的另一端通过印制铜线与单片机的引脚电连接；单片机可以通过电源插座的第三芯对加热器进行控制。电源插座7的第四芯用于接入外部的保温器，并且通过印制铜线连接第二限流电阻的一端，第二限流电阻的另一端通过印制铜线与单片机的引脚电连接；单片机可以通过电源插座的第四芯对保温器进行控制。电源插座7的第五芯用于接入外部的水泵，并且通过印制铜线连接第三限流电阻的一端，第三电流电阻的另一端通过印制铜线与单片机的引脚电连接。单片机可以通过电源插座的第五芯对水泵进行控制。

如图5所示，在背面板上临近电源插座7左侧焊接有三芯的流量计插座8，流量计插座8的第一芯(从左至右数第一个芯)用于线缆电连接流量计的电源端并向其供电，其焊接孔通过印制铜线连接+4v电源端；流量计插座的第二芯用于电连接流量计的计量输出端，其焊接孔通过印制铜线连接流量计限流电阻r27的一端，流量计限流电阻r27的另一端通过印制铜线连接单片机3的引脚；流量计插座8的第三芯接地。单片机3可以通过流量计对茶吧机的出水量进行监控。

在背面板临近流量计插座8左侧焊接有二芯的tds插座9，tds插座9的第一芯(从左至右数第一个芯)用于线缆电连接tds传感器的电源端，其在焊接孔通过印制铜线电连接临近tds插座设置的加电控制三极管q3的集电极，还通过印制铜线电连接第一负载电阻r29的一端，第一负载电阻r29的另一端接地；加电控制三极管q3的发射极通过印制铜线电连接+4v电源端，基极连接控制电阻r28的一端，控制电阻r28的另一端通过印制铜线与单片机3的一个控制引脚电连接；tds插座的第二芯用于线缆电连接tds传感器的采样端，其在焊接孔通过印制铜线电连接单片机的第一采样引脚，还通过印制铜线电连接第二负载电阻r30的一端，第二负载电阻r30的另一端接地；加电控制三极管q3、控制电阻r28、第一负载电阻r29以及第二负载电阻r30邻近设置，并且均表贴焊接在背面板上。

单片机3输出信号控制加电控制三极管q3导通后，tds传感器接通+4v电源，开始对茶吧机内的水质进行采样检测，并且通过采样端将采样后的数据输入到单片机3中。

在背面板上的左上角焊接有二芯的温度插座10，温度插座10的第一芯(从左至右数第一个芯)用于线缆电连接温度传感器的电源端并向其供电，其焊接孔通过印制铜线连接+4v电源端；温度插座10的第二芯用于线缆电连接温度传感器的信号输出端，其焊接孔通过印制铜线其在焊接孔通过印制铜线电连接单片机3的第二采样引脚，还通过印制铜线电连接第三负载电阻r14的一端，第三负载电阻r14的另一端接地。单片机3通过温度传感器对茶吧机内的水温进行监控，便于调节以及控制加热温度。

在背面板上，在单片机的右侧、sc05a芯片上方还焊接有用于卡接sim卡的sim卡座11，以及在sim卡座11的右侧表贴焊接有无线通信芯片12，无线通信芯片12的右侧临近焊接有天线插座；单片机3的输入串口和输出串口对应分别与无线通信芯片12的输出串口和输入串口之间通过印制铜线电连接；sim卡座11与无线通信芯片12的时钟口和数据口也分别通过印制铜线对应电连接；天线插座的信号引脚与无线通信芯片的天线引脚通过印制铜线对应电连接，天线插座的接地引脚则接地。

在背面板上，无线通信芯片12的电源复位引脚还与通信控制三极管q1的集电极通过印制铜线电连接，发射机接地，基极通过印制铜线连接第一通信分压电阻r11的一端，第一通信分压电阻r11的另一端接入单片机3的引脚；通信控制三极管q1的基极还通过印制铜线连接第二通信分压电阻r12的一端，第二通信分压电阻r12的另一端接地，通信控制三极管q1表贴焊接在背面板上的电源插座的右侧。加入无线通信芯片以及sim卡座后，将sim卡插入sim卡座。方便对茶吧机进行远程监控以及控制。

结合图1和图6，图6为图2中d区的放大图。在正面板左侧焊接有双引脚的嗡鸣器b1，嗡鸣器b1的第一引脚的焊接孔在背面板上通过印制铜线电连接供电限流电阻r36的一端，供电限流电阻r36的另一端通过印制铜线连接电源插座的第一芯，嗡鸣器b1的第二引脚的焊接孔在背面板上通过印制铜线电连接报警控制三极管q2的集电极，发射极也接地，基极通过印制铜线连接第一报警分压电阻r37的一端，第一报警分压电阻r37的另一端接入单片机3的引脚；报警控制三极管q2的基极还通过印制铜线连接第二报警分压电阻r38的一端，第二报警分压电阻r38的另一端接地。当茶吧机缺水时，可以通过嗡鸣器发出鸣响提示用户进行补水。

由此可见，本实用新型公开了一种用于茶吧机的嵌入式电路板，包括基于同一个基板的正面板和背面板，正面板上设置有一体式显示模块，在一体式显示模块的两侧设置有多个微触开关组件；显示模块的正面包括独立设置的功能显示灯、时间数码管和温度数码管，显示模块的背面的多个直插式引脚分别插入基板的焊接孔，并在背面板一侧与焊接孔焊接；微触开关组件包括设置在正面板上发光二极管，以及环绕发光二极管设置的金属弹簧线，发光二极管的两个引脚和金属弹簧线也是通过基板上的焊接孔，在背面板一侧与对应的焊接孔焊接。背面板上还设置有单片机、电源插座、流量计插座、tds插座、温度插座，本实用新型结构紧凑、布局合理、占用空间小，方便对茶吧机控制及监控。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。