专利名称：带水电导率检测的饮水机电脑控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种饮水机的控制器，尤其是涉及一种带水电导率检测的饮水机电脑控制器。
背景技术：
一般的净水的饮水机只是单纯的加装几段滤芯，以此来保证水的纯净度。但是，以下两种情况下就不能够保证水的纯净度(1)、使用颗粒活性炭作为最后级滤芯时候，在该滤芯新的时候，由于粉尘的作用使的水质下将；(2)、任何材质的滤芯都是有使用寿命的，在寿命结束后，经过其净化的水也不能够保证纯净度。
目前所有这些同类产品中都存在以下缺点1、没有对净化后的水进行电导率检测，无法判断水质的好坏，所以也不能够及时提醒用户对相应的部件进行检修；2、没有对水进行控制，不管水质的好坏都进入用户的饮水桶内；3、如果长期的水质不合格都不会发出警告显示，和切断进入饮水桶的水路，排放废水功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带水电导率检测的饮水机电脑控制器，通过检测判断水的电导率来控制饮水机，确保饮水机中水质的质量。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现包括单片机、温度检测电路、按键输入电路、声音提示电路、显示电路、负载输出控制电路及整流滤波电源电路，上述各功能电路与单片机上相应的功能接口连接；其特征在于还包括水电导率检测电路，电导率检测电路由两个水电阻探测电极、分压电阻R29和运算放大器IC8A组成，其中一个探测电极接入由单片机产生的瞬间脉冲信号，另一个探测电极一路经分压电阻R29接地，一路连接运算放大器IC8A的同相输入端；运算放大器IC8A的输出端连接单片机的信号采样脚；当进水时，由单片机产生一个瞬间脉冲信号给水通电，两探测电极之间为等效的水电阻，该水电阻与接地的分压电阻R29形成回路，获得水导电率采样信号，该信号经运算放大器IC8A放大后输入单片机处理并作出相应的控制，若进水的水导电率合格，则控制饮水机进行加热、制冷；若进水的水导电率不合格，则控制饮水机通过废水管排出；若在一段时间都是不合格，就发出声光报警。
所述水电导率检测电路中连接有直流低通RC滤波器，该滤波器由电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33及电容C20、电容C21组成，电阻R30、电阻R31串接在探测电极与运放IC8A的同相输入端之间，电阻R32、电阻R33串接在运放IC8A的输出端与地之间，其中电阻R32、电阻R33的串接点连接运放IC8A的反相输入端；电容C20一端连接运放IC8A的输出端，其另一端连接电阻R30、电阻R31的串接点，电容C21一端连接运放IC8A的同相输入端，其另一端接地；使运放IC8A输出的采样信号电平波动很小，以提高对水电阻的采样的准确率。
本发明包括滤芯流量检测电路，该电路有分压电阻R28和流量计L串接而成，分压电阻R28和流量计L的串接点连接单片机的流量信号采样脚，分压电阻R28接入直流工作电压，流量计L一端接地；通过对流量的检测，实现对滤芯寿命的监控，当滤芯寿命结束时会发出声音和显示报警，提醒及时更换滤芯，防止水电导率的升高。
本发明与现有技术相比，具有以下的优点1、采用电导率检测电路，与单片机的控制流程相结合；在每次进水的时候都能够实时的检测水质，自行判断水质的好坏，并且根据水质的好坏来对后续的控制流程进行调整，即如果水质良好，就让好水直接进入用户饮水桶；如果水质不符合安全标准，就把不符合要求的水作为废水直接排放，然后延时一分钟后，水质仍然不符合要求，就发出声光报警，提示用户检修滤芯和更换水源。2、采用了流量检测电路，与单片机的控制流程相结合；在每次进水时候能够实时的检测水的流量，然后把每次的流量累加记忆，同时也显示每个滤芯剩余寿命，直至任何一个滤芯寿命结束，发出声光报警，提醒用户更换滤芯，防止水电导率的升高。
图1为本发明的原理框图；图2为本发明具体实施例的电路原理图；图3为上述实施例的电源及输出控制执行部分的电路原理图；图4为本发明的具体控制流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明主要的硬件部份包括单片机、温度检测电路、水电导率检测电路、滤芯流量检测电路、按键输入电路、声音提示电路、显示电路、输出加热功率和压缩机制冷控制电路，各种水阀开关电路，整流滤波电源电路。
上述各电路分装在两块线路板上，第一块是电源板，第二块是控制板，用接插座和排线电缆将它们连接。控制板上主要有单片机、温度检测电路、水电导率检测电路、滤芯流量检测电路、按键输入电路、声音提示电路、显示电路和部分的整流滤波电源电路。主要负责用户界面如按键、显示和声音，以及控制逻辑和输入的采集量进行处理，对温度进行计算，并根据结果控制输出信号；电源板上的主要是输出加热功率和压缩机制冷控制电路，各种水阀开关电路，部分的整流滤波电源电路。
如图2所示，按键输入电路，主要由电阻R34、电阻R17～R23、二极管D6～D12、开关S1～S3、按键S4～S7、电容C11和触发器IC5连接而成。触发器IC5的2、8脚(即A1、A2引线)分别接单片机IC1的20、19脚(即A1、A2引线)；引线A5接单片机IC1的5脚。
单片机采用型号为mcu92281的芯片，显示电路为连接在单片机上的液晶LCD。
温度检测电路，主要由电阻R26、R27，电容C13～C16，温度传感器COOLSENSOR1和HOT SENSOR2组成。其中冷热传感器的输出引线A11、A12分别接单片机IC1的10、9脚。
声音提示电路主要由电阻R15、R16，三极管Q3和蜂鸣器SPEAKER组成。其中声音提示电路的输入引线A6接单片机IC1的6脚。
滤芯流量检测电路，该电路有分压电阻R28和流量计L串接而成，分压电阻R28和流量计L的串接点引线A13连接单片机的流量信号采样端8脚，分压电阻R28接入直流工作电压，流量计L一端接地；通过对流量的检测，结合存储在单片机外接EEPROM数据存储器IC4的滤芯参数，实现对滤芯寿命的监控，当滤芯寿命结束时会发出声音和显示报警，提醒及时更换滤芯，防止水电导率的升高。
电导率检测电路由两个水电阻探测电极、分压电阻R29、运算放大器IC8A和直流低通RC滤波器组成，其中一个探测电极接入由单片机产生的瞬间脉冲信号，另一个探测电极一路经分压电阻R29接地，一路连接运算放大器IC8A的同相输入端；运算放大器IC8A的输出端连接单片机的信号采样脚20；该滤波器由电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33及电容C20、电容C21组成，电阻R30、电阻R31串接在探测电极与运放IC8A的同相输入端之间，电阻R32、电阻R33串接在运放IC8A的输出端与地之间，其中电阻R32、电阻R33的串接点连接运放IC8A的反相输入端；电容C20一端连接运放IC8A的输出端，其另一端连接电阻R30、电阻R31的串接点，电容C21一端连接运放IC8A的同相输入端，其另一端接地。
在每次进水过程中，在水电导率检测前，先由单片机通过引线A1和A2发送一系列信号到型号为74HC164的触发器IC5的6脚，产生一个5V的瞬间信号，经引线A8上传到探测电极对水瞬时通电，通过水电阻water resistance和电阻R29到地线形成回路，再把水电阻water resistance和电阻R29的分压信号经过运放IC8A放大后输入单片机的信号采样脚20。由于对水是瞬时通电，通过直流低通的RC滤波器，可保证进入单片机的信号电平波动很小，以提高对水电阻的采样的准确率。
如图3所示，整流滤波电源电路主要由保险管FUSE、电容C1、压敏电阻ZNR1、滤波器LBQ、变压器TS、二极管D1～D5、电容C2～C7、稳压芯片IC2、IC3组成。由AC_L和AC_N端接交流220V，稳压芯片IC2和IC3的3脚接直流12V，稳压芯片IC2和IC3的2脚接地，稳压芯片IC2和IC3的1脚为5V直流输出。稳压芯片IC3的直流5V供应声音提示电路和输出控制电路的背光源驱动电路部分使用，而稳压芯片IC2的直流5V供其他部分的电路使用。
输出控制电路主要由电容C23～C31和电容C33，电阻R7～R14、三极管Q4，背光源BGY，触发器IC6，驱动芯片IC7，二极管D13，继电器H1～H8，压敏电阻ZNR2～ZNR4组成。连接引线A7、A3和A4分别接单片机中的A7、A3和A4，继电器H1控制的负载是制冷压缩机，继电器H2控制的负载是加热管，继电器H3控制的负载是反冲洗阀，继电器H4控制的负载是防烫阀，继电器H5控制的负载是分水阀，继电器H6控制的负载是增压泵，继电器H7控制的负载是废水阀，继电器H8控制的负载是进水阀。触发器IC6的13脚接三极管Q4的基极控制背光源的开关。
如图4所示，控制流程如下在上电后，首先，初始化MCU；从EEPROM中读取相应主MCU的RAM数据区，判断是不是本控制器的EEPROM芯片，如果不是就格式化EEPROM，更新为预设值，如果就是本控制器的EEPROM，就取出有效的数据。其次，判断是否需要进行反冲洗操作流程、冲洗滤芯15分钟操作流程或者滤芯寿命结束报警流程，如果不需要，就进入主程序。否则进入相应的处理程序；在主程序中首先，对按键进行处理，对显示进行处理，对提示音进行处理，其次，判断是不是需要进水流程，如果需要进水，就进入进水控制程序在进水过程控制程序里，首先，打开进水阀、增压泵和分水阀开始进水，当进水位到达下水位时，开始进行一分钟的计时，时间没到而上水位到或者上水位没到而时间到都会停止进水(关闭进水阀、增压泵和分水阀)；进水时流量检测和电导率检测都在同时进行，如果流量检测到某个滤芯寿命结束，马上停止进水(关闭进水阀、增压泵和分水阀)，同时发出声光报警，当用户更新了滤芯后可以继续进行进水过程，如果电导率检测到水质有问题，会马上关闭分水阀，打开废水阀，一分钟后情况仍然这样的话，发出声光报警，如果一切正常，则在正常的条件下上水位有水后(即水满)停止进水(关闭进水阀、增压泵和分水阀)；其次，在下水位有水后，就可以根据用户选择加热和制冷的情况，来进入相应的加热和制冷的控制程序。最后，在这些过程中，控制程序实时监测采集数据，满足保护条件的，及时提供对机器的完善保护。
水的电导率检测流程控制在每次进水的时候，马上就会进行实时的电导率检测，检测到的电导率与标准的电导率值进行对比，当不符合标准要求时候，立即关闭分水阀，不让有问题的水进入用户的饮水桶内，不污染现有的好水，同时打开废水阀，把问题水立即排出。同时开始一分钟的计时，当在一分钟后水质仍然是没有好转，则开始声光报警。
权利要求
1.一种带水电导率检测的饮水机电脑控制器，包括单片机、温度检测电路、按键输入电路、声音提示电路、显示电路、负载输出控制电路及整流滤波电源电路，上述各功能电路与单片机上相应的功能接口连接；其特征在于还包括水电导率检测电路，该水电导率检测电路由两个水电阻探测电极、分压电阻R29和运算放大器IC8A组成，其中一个探测电极接入由单片机产生的瞬间脉冲信号，另一个探测电极一路经分压电阻R29接地，一路连接运算放大器IC8A的同相输入端；运算放大器IC8A的输出端连接单片机的信号采样脚；当进水时，由单片机产生一个瞬间脉冲信号给水通电，两探测电极之间为等效的水电阻，该水电阻与接地的分压电阻R29形成回路，获得水导电率采样信号，该信号经运算放大器IC8A放大后输入单片机处理并作出相应的控制，若进水的水导电率合格，则控制饮水机进行加热、制冷的饮水温度控制；若进水的水导电率不合格，则控制饮水机通过废水管排出；若在一段时间都是不合格，就显示报警。
2.根据权利要求1所述的带水电导率检测的饮水机电脑控制器，其特征在于所述水电导率检测电路中连接有直流低通RC滤波器，该滤波器由电阻R30、电阻R31、电阻R32、电阻R33及电容C20、电容C21组成，电阻R30、电阻R31串接在探测电极与运放IC8A的同相输入端之间，电阻R32、电阻R33串接在运放IC8A的输出端与地之间，其中电阻R32、电阻R33的串接点连接运放IC8A的反相输入端；电容C20一端连接运放IC8A的输出端，其另一端连接电阻R30、电阻R31的串接点，电容C21一端连接运放IC8A的同相输入端，其另一端接地。
3.根据权利要求1所述的带水电导率检测的饮水机电脑控制器，其特征在于包括滤芯流量检测电路，该电路有分压电阻R28和流量计L串接而成，分压电阻R28和流量计L的串接点连接单片机的流量信号采样脚，分压电阻R28接入直流工作电压，流量计L一端接地。
全文摘要
本发明公开了一种带水电导率检测的饮水机电脑控制器，包括单片机、温度检测电路、按键输入电路、声音提示电路、显示电路、负载输出控制电路及整流滤波电源电路，上述各功能电路与单片机上相应的功能接口连接；还包括水电导率检测电路，电导率检测电路由两个水电阻探测电极、分压电阻和运算放大器组成，其中一个探测电极接入由单片机产生的瞬间脉冲信号，另一个探测电极一路经分压电阻接地，一路连接运算放大器的同相输入端；运算放大器的输出端连接单片机的信号采样脚。本发明通过检测判断水的电导率来控制饮水机，确保饮水机中水质的质量。
文档编号G05B15/02GK1540463SQ20031011198
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月31日 优先权日2003年10月31日
发明者李宇, 陈惠标, 刘秀红, 刘春兰, 李 宇 申请人:广州威纳电子科技有限公司