德州學(xué)院 張應(yīng)新 王志坤 張?chǎng)?姜巖偉 李磊
一種基于單片機(jī)的智能燒水器
德州學(xué)院 張應(yīng)新 王志坤 張?chǎng)?姜巖偉 李磊
這項(xiàng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基于單片機(jī)控制的智能燒水器,主要是為了解決現(xiàn)在市場(chǎng)上燒水器存在的沒(méi)有斷電系統(tǒng)和燒不開(kāi)水的問(wèn)題。這項(xiàng)設(shè)計(jì)的核心是溫度傳感器和向單片機(jī)傳遞信號(hào),單片機(jī)控制蜂鳴器、定時(shí)器和GSM模塊發(fā)出報(bào)警或保溫等一系列動(dòng)作。
燒水器;單片機(jī);智能家居
現(xiàn)在市場(chǎng)上的幾種燒水器,大都存在一些弊端。比如水燒開(kāi)時(shí)不會(huì)自動(dòng)斷電,浪費(fèi)電能;或者當(dāng)水燒開(kāi)時(shí),燒水器會(huì)立刻斷電,而健康的燒水方法是當(dāng)水燒開(kāi)后再沸騰2~3分鐘。為解決上述問(wèn)題,我們給燒水器加上一套單片機(jī)控制系統(tǒng)和外圍電路,使其可以燒出健康的水,定時(shí)保溫,不產(chǎn)生水堿,使用戶(hù)喝上健康的水。并且其結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)計(jì)合理,維護(hù)方便,便于批量化生產(chǎn)。
目前國(guó)內(nèi)對(duì)于燒水器的研究?jī)H限節(jié)省電力方面,也就是使水燒開(kāi)后立即斷電。但是這樣燒的水卻不健康。國(guó)外對(duì)于燒水器的研究也只是對(duì)于外觀的改造,并沒(méi)有在智能化上作出改進(jìn)。
3.1 結(jié)構(gòu)部分
本裝置包括:普通燒水器、單片機(jī)、定時(shí)器、蜂鳴器、電熱絲、GSM模塊。蜂鳴器安裝在燒水器的上部,溫度傳感器安裝在壺嘴處,定時(shí)器、單片機(jī)、電熱絲位于同一水平位置,GSM模塊安裝在水壺外側(cè)。圖1為本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。
圖1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖
3.2 電路設(shè)計(jì)
電源線(xiàn)與各元件均連接,對(duì)各元件集中供電;電熱絲與單片機(jī)之間有導(dǎo)線(xiàn)連接,單片機(jī)控制其溫度,從而控制狀態(tài)為加熱或者保溫;溫度傳感器通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與單片機(jī)連接,單片機(jī)控制其感應(yīng)水溫;定時(shí)器通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與單片機(jī)連接,單片機(jī)控制其決定加熱與保溫狀態(tài)的時(shí)間;蜂鳴器和GSM模塊均與單片機(jī)用導(dǎo)線(xiàn)相連,單片機(jī)控制其發(fā)出警報(bào)。
3.3 工作方式
本設(shè)計(jì)的思路是電熱絲對(duì)水進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度感應(yīng)器感應(yīng)到水加熱到100℃時(shí),向單片機(jī)發(fā)送信號(hào)。單片機(jī)控制定時(shí)器啟動(dòng),定時(shí)時(shí)間為2~3分鐘。定時(shí)器達(dá)到預(yù)定時(shí)間后,單片機(jī)控制蜂鳴器震動(dòng)發(fā)出警報(bào),提醒人來(lái)斷電。若有人來(lái)斷電則一個(gè)工作流程結(jié)束;若超過(guò)1分鐘沒(méi)有人來(lái)斷電,則單片機(jī)控制電熱絲降溫到55℃,對(duì)水進(jìn)行保溫。同時(shí)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)定時(shí)器再次定時(shí),定時(shí)時(shí)間為30分鐘。若30分鐘后依然沒(méi)有人來(lái)斷電,則單片機(jī)控制GSM模塊發(fā)出警報(bào),提醒人來(lái)斷電,同時(shí)電熱絲不再工作。這樣既節(jié)省了電能,又減少了水堿的產(chǎn)生,保護(hù)了用戶(hù)的用水健康。
相比于市面上傳統(tǒng)的燒水器而言,本設(shè)計(jì)所需的元器件價(jià)格低廉,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于批量化生產(chǎn);且操作簡(jiǎn)單,能夠保障用戶(hù)的安全。論及本設(shè)計(jì)的不足之處,在于本設(shè)計(jì)模式單一,沒(méi)有太周全地考慮到老年人用戶(hù)和兒童的安全,所以只限于成年人使用。
張應(yīng)新,男,1998年出生,山東省德州市武城縣人,本科,研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化。