基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座?，F(xiàn)有的飲水機(jī)的千“滾”水和循環(huán)加熱保溫模式的能耗嚴(yán)重。本發(fā)明插座外殼和電路板，電路板包括電源模塊、單片機(jī)模塊、光感模塊、紅外感應(yīng)模塊、電流檢測(cè)模塊、繼電器控制模塊、按鍵模塊。插座外殼正上方開有多個(gè)通孔，用于電路板上PIR紅外探頭、光敏電阻和指示燈從通孔穿出，同時(shí)插座外殼正上方設(shè)置有按鍵開關(guān)。本發(fā)明能學(xué)習(xí)掌握用戶用水習(xí)慣（時(shí)間段），從而控制飲水機(jī)日常工作狀態(tài)，徹底消除無效循環(huán)加熱。同時(shí)附加光控模塊，避免黑夜長時(shí)間循環(huán)加熱；附加紅外感應(yīng)模塊，彌補(bǔ)未能正確預(yù)測(cè)的情況。
【專利說明】基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于單片機(jī)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座。
【背景技術(shù)】
[0002]飲水機(jī)已成為辦公室與家庭的必不可少的電器，但其在給人們帶來了極大的方便的同時(shí)，也同樣帶來了一系列的問題。最為常見的是飲水機(jī)的千“滾”水和循環(huán)加熱保溫模式的能耗問題。而在飲水機(jī)產(chǎn)品領(lǐng)域，其功能相對(duì)已經(jīng)固定并且結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜，若在這類產(chǎn)品上進(jìn)行高端技術(shù)的改進(jìn)，其開發(fā)前景相對(duì)狹隘。因此我們把眼光轉(zhuǎn)向插座，考慮是否可以對(duì)插座進(jìn)行處理，解決飲水機(jī)這些弊端。
[0003]在現(xiàn)有的插座產(chǎn)品中，僅僅通過紅外感應(yīng)或者光感從而在無人使用的情況下切斷飲水機(jī)電源。而我們除了原有的光感和紅外感應(yīng)模塊外，還通過單片機(jī)學(xué)習(xí)使用者的用水習(xí)慣，從而控制飲水機(jī)的加熱時(shí)段，更加節(jié)能，并且徹底解決千“滾”水問題。且該插座本身低能，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。另外為應(yīng)對(duì)臨時(shí)情況，設(shè)計(jì)有智能和普通兩種模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，該插座能學(xué)習(xí)掌握用戶用水習(xí)慣(時(shí)間段)，從而控制飲水機(jī)日常工作狀態(tài)，徹底消除無效循環(huán)加熱。同時(shí)附加光控模塊，避免黑夜長時(shí)間循環(huán)加熱；附加紅外感應(yīng)模塊，彌補(bǔ)未能正確預(yù)測(cè)的情況。
[0005]本發(fā)明插座外殼和電路板，電路板包括電源模塊、單片機(jī)模塊、光感模塊、紅外感應(yīng)模塊、電流檢測(cè)模塊、繼電器控制模塊、按鍵模塊。
[0006]插座外殼正上方開有多個(gè)通孔，用于電路板上PIR紅外探頭、光敏電阻和指示燈從通孔穿出，同時(shí)插座外殼正上方設(shè)置有按鍵開關(guān)。
[0007]電源模塊包括全銅足功率變壓器E1、第一普通二極管D1、第二普通二極管D2、第三普通二極管D3、第四普通二極管D4、三端穩(wěn)壓管、第一電解電容Cl、第二電容C2、第三電解電容C3、第四電容C4、火線接口 L以及零線接口 N。全銅足功率變壓器EI的兩個(gè)輸入端分別與火線接口 L、零線接口 N相連接；第一普通二極管Dl和第三普通二極管D3的正極均接地；第一普通二極管Dl負(fù)極與第二普通二極管D2的正極、全銅足功率變壓器EI的一個(gè)輸出端相連接；第三普通二極管D3的負(fù)極與第四普通二極管D4的正極、全銅足功率變壓器EI的另一個(gè)輸出端相連接；第二普通二極管D2的負(fù)極與第四普通二極管D4的負(fù)極、第一電解電容Cl的正極、第二電容C2的一端、三端穩(wěn)壓管的輸入端IN端相連接；第一電解電容Cl的負(fù)極、第二電容C2的另一端、三端穩(wěn)壓管的接地端GND端接地；三端穩(wěn)壓管的輸出端OUT端與第三電解電容C3的正極、第四電容C4的一端相連接，第三電解電容C3的負(fù)極、第四電容C4的另一端接地；第二電容C2與三端穩(wěn)壓管的輸入端IN端相連接的同時(shí)輸出12V電壓，三端穩(wěn)壓管的輸出端OUT端同時(shí)輸出穩(wěn)壓電源VDD。[0008]單片機(jī)模塊包括單片機(jī)、發(fā)光二極管D5、第五電容C5、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、排針。單片機(jī)的第一引腳與電流檢測(cè)模塊的第二十三電阻R23的一端相連接；第二引腳與繼電器控制模塊的第二十四電阻R24的一端相連接；第三引腳接地，第四引腳與5V電源VDD、第一電阻Rl的一端、第五電容C5的一端相連接,第一電阻Rl的另一端與排針的第二引腳相連接，第五電容C5的另一端接地；單片機(jī)的第五引腳、第六引腳分別與排針的第三引腳、第五引腳相連接；單片機(jī)的第七引腳與第三電阻R3的一端、按鍵模塊中按鍵開關(guān)S2的第一引腳、排針的第四引腳相連接，第三電阻R3的另一端與5V電源VDD相連接；單片機(jī)的第八引腳與紅外感應(yīng)模塊中第十三電阻R13的一端相連接；單片機(jī)的第九引腳與第二電阻R2的一端相連接，第二電阻R2的另一端與發(fā)光二極管D5的負(fù)極相連接，發(fā)光二極管D5的正極與5V電源VDD相連接；第十引腳與光感模塊中第五電阻R5的一端相連接；排針的第一引腳接地。
[0009]光感模塊包括第四光敏電阻R4和第五電阻R5。第四光敏電阻R4的一端接5V電源VDD，另一端輸出光感信號(hào)LIGHT SENSE的同時(shí)與第五電阻R5的一端相連接，第五電阻R5的另一端接地。
[0010]紅外感應(yīng)模塊包括PIR紅外探頭、紅外熱釋電處理芯片、第六電解電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第^^一電容C11、第十二電容C12、第十三電容C13、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15。PIR紅外探頭的D腳與5V電源VDD、紅外熱釋電處理芯片的第十一引腳、第十一電阻Rll的一端、紅外熱釋電處理芯片的第八引腳、紅外熱釋電處理芯片的第一引腳、第十三電容C13的一端相連接，第十一電阻Rll的另一端與紅外熱釋電處理芯片的第九引腳相連接；PIR紅外探頭的S腳與紅外熱釋電處理芯片的第十四引腳、第九電容C9的一端、第九電阻R9的一端相連接；PIR紅外探頭的G腳與第九電容C9的另一端、第九電阻R9的另一端、第十電容ClO的一端、第十二電阻R12的一端、第^ 電容Cll的一端、第十二電容C12的一端、紅外熱釋電處理芯片的第七引腳、第十三電容C13.的另一端相連接，同時(shí)接地；紅外熱釋電處理芯片的第二引腳與第十三電阻R13的另一端相連接；紅外熱釋電處理芯片的第三引腳與第十四電阻R14的一端相連接，第十四電阻R14的另一端與第十一電容Cll的另一端、紅外熱釋電處理芯片的第四引腳相連接；紅外熱釋電處理芯片的第六引腳與第十五電阻R15的一端相連接，第十五電阻R15的另一端與第十二電容C12的另一端、紅外熱釋電處理芯片的第五引腳相連接；紅外熱釋電處理芯片的第十引腳與第十二電阻R12的另一端相連接；紅外熱釋電處理芯片的第十二引腳與第七電阻R7的一端、第七電容C7的一端相連接,第七電阻R7的另一端、第七電容C7的另一端同時(shí)與第六電阻R6的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十三引腳相連接；第六電阻R6的另一端與第六電解電容C6的正極相連接，第六電解電容C6的負(fù)極與第八電阻R8的一端、第八電容CS的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十六引腳相連接；第八電阻R8的另一端、第八電容CS的另一端同時(shí)與第十電阻RlO的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十五引腳相連接，第十電阻RlO的另一端與第十電容ClO的另一端相連接。
[0011]電流檢測(cè)模塊包含電流互感器transformer、運(yùn)算放大器、第六穩(wěn)壓二極管D6、第七二極管D7、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第二i^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第十四電容C14、第十五電解電容C15、第十六電容C16。電流互感器transformer的兩端與第十六電阻R16的兩端相連接，運(yùn)算放大器的第一引腳與第十九電阻R19的一端、第七二極管D7的正極相連接；運(yùn)算放大器的第四引腳與第十四電容C14的一端、5V電源VDD相連接；運(yùn)算放大器的第二引腳與第六穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極、第十七電阻R17的一端、第十八電阻R18的一端相連接，第十七電阻R17的另一端與第十六電阻R16的一端相連接，第十八電阻R18的另一端與第七二極管D7的負(fù)極、第二十電阻R20的一端相連接；運(yùn)算放大器的第三引腳與第十六電阻R16的另一端、第六穩(wěn)壓二極管D6的正極、運(yùn)算放大器的第十一引腳、第十九電阻R19的另一端、第十四電容C14的另一端、第二^ 電阻R21的一端、第十五電解電容C15的負(fù)極、第十六電容C16的一端、第二十三電阻R23的另一端相連接，同時(shí)接地；運(yùn)算放大器的第十二引腳與第二十電阻R20的另一端相連接；運(yùn)算放大器的第十三引腳與第二十一電阻R21的另一端、第二十二電阻R22的一端相連接；運(yùn)算放大器的第十四引腳與第十五電解電容C15的正極、第十六電容C16的另一端、第二十二電阻R22的另一端、第二十三電阻R23的一端相連接，同時(shí)輸出信號(hào)⑶RRENT SENSE ;運(yùn)算放大器的其他引腳懸空。
[0012]繼電器控制模塊包括第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第一三極管、第八普通二極管D8、繼電器K1。第二十四電阻R24的另一端與第一三極管的基極、第二十五電阻R25的一端相連接，第一三極管的發(fā)射極、第二十五電阻R25的另一端接地；第一三極管的集電極與第八普通二極管D8的正極、繼電器Kl的第三引腳相連接，第八普通二極管D8的負(fù)極、繼電器Kl的第四引腳接12V電源；繼電器Kl的第一引腳接插座輸出端口 LI，繼電器Kl的第二引腳接火線接口 L。
[0013]按鍵模塊包括按鍵S2。按鍵S2的I腳輸出信號(hào)KEY，3腳接地，其他引腳懸空。
[0014]本發(fā)明有益效果如下:
本發(fā)明能學(xué)習(xí)掌握用戶用水習(xí)慣(時(shí)間段)，從而控制飲水機(jī)日常工作狀態(tài)，徹底消除無效循環(huán)加熱。同時(shí) 附加光控模塊，避免黑夜長時(shí)間循環(huán)加熱；附加紅外感應(yīng)模塊，彌補(bǔ)未能正確預(yù)測(cè)的情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明中的電源模塊示意圖；
圖2為本發(fā)明中的單片機(jī)模塊示意圖；
圖3為本發(fā)明中的光感模塊示意圖；
圖4為本發(fā)明中的紅外感應(yīng)模塊示意圖；
圖5為本發(fā)明中的電流檢測(cè)模塊示意圖；
圖6為本發(fā)明中的繼電器控制模塊示意圖；
圖7為本發(fā)明中的按鍵模塊示意圖；
圖8為本發(fā)明中的PCB板不意圖；
圖9為本發(fā)明中的插座面板的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，包括插座外殼和電路板，電路板包括電源模塊、單片機(jī)模塊、光感模塊、紅外感應(yīng)模塊、電流檢測(cè)模塊、繼電器控制模塊、按鍵模塊。
[0018]插座外殼正上方開有多個(gè)通孔，用于電路板上PIR紅外探頭、光敏電阻和指示燈從通孔穿出，同時(shí)插座外殼正上方設(shè)置有按鍵開關(guān)。
[0019]如圖1所示，電源模塊包括全銅足功率變壓器E1、第一普通二極管D1、第二普通二極管D2、第三普通二極管D3、第四普通二極管D4、三端穩(wěn)壓管78L05、第一電解電容Cl、第二電容C2、第三電解電容C3、第四電容C4、火線接口 L以及零線接口 N。全銅足功率變壓器EI的兩個(gè)輸入端分別與火線接口 L、零線接口 N相連接；第一普通二極管Dl和第三普通二極管D3的正極均接地；第一普通二極管Dl負(fù)極與第二普通二極管D2的正極、全銅足功率變壓器EI的一個(gè)輸出端相連接；第三普通二極管D3的負(fù)極與第四普通二極管D4的正極、全銅足功率變壓器EI的另一個(gè)輸出端相連接；第二普通二極管D2的負(fù)極與第四普通二極管D4的負(fù)極、第一電解電容Cl的正極、第二電容C2的一端、三端穩(wěn)壓管的輸入端IN端相連接；第一電解電容Cl的負(fù)極、第二電容C2的另一端、三端穩(wěn)壓管的接地端GND端接地；三端穩(wěn)壓管的輸出端OUT端與第三電解電容C3的正極、第四電容C4的一端相連接，第三電解電容C3的負(fù)極、第四電容C4的另一端接地；第二電容C2與三端穩(wěn)壓管的輸入端IN端相連接的同時(shí)輸出12V電壓，三端穩(wěn)壓管的輸出端OUT端同時(shí)輸出穩(wěn)壓電源VDD。電源模塊中三端穩(wěn)壓管的第一引腳輸出12V電源為繼電器供電；第二引腳為公共地，作為整個(gè)電路的接地信號(hào)；第三引腳輸出+5V的直流電壓為整個(gè)電路的各個(gè)芯片供電。
[0020]如圖2所示，單片機(jī)模塊包括單片機(jī)PPD78F9202、發(fā)光二極管D5、第五電容C5、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、排針。單片機(jī)的第一引腳與電流檢測(cè)模塊的第二十三電阻R23的一端相連接；第二引腳與繼電器控制模塊的第二十四電阻R24的一端相連接；第三引腳接地，第四引腳與5V電源VDD、第一電阻Rl的一端、第五電容C5的一端相連接，第一電阻Rl的另一端與排針的第二引腳相連接，第五電容C5的另一端接地；單片機(jī)的第五引腳、第六引腳分別與排針的第三引腳、第五引腳相連接；單片機(jī)的第七引腳與第三電阻R3的一端、按鍵模塊中按鍵開關(guān)S2的第一引腳、排針的第四引腳相連接，第三電阻R3的另一端與5V電源VDD相連接；單片.機(jī)的第八引腳與紅外感應(yīng)模塊中第十三電阻R13的一端相連接；單片機(jī)的第九引腳與第二電阻R2的一端相連接，第二電阻R2的另一端與發(fā)光二極管D5的負(fù)極相連接，發(fā)光二極管D5的正極與5V電源VDD相連接；第十引腳與光感模塊中第五電阻R5的一端相連接；排針的第一引腳接地。單片機(jī)模塊中左邊的排針通過跳線接到NEC簡易編程器來燒錄程序到單片機(jī)中進(jìn)行控制；第五發(fā)光二極管作為指示燈來檢查電路的工作狀況；第五電容C5作為濾波電容來使單片機(jī)的電源信號(hào)更加穩(wěn)定。
[0021]如圖3所示，光感模塊包括第四光敏電阻R4和第五電阻R5。第四光敏電阻R4的一端接5V電源VDD，另一端輸出光感信號(hào)LIGHT SENSE的同時(shí)與第五電阻R5的一端相連接，第五電阻R5的另一端接地。光感模塊中通過LIGHT SENSE信號(hào)的大小來判別白天和黑暗。選用光敏電阻GL55-16，其暗電阻約為0.5ΜΩ，亮電阻在5-10K Ω，在亮暗情況傳入單片機(jī)的LIGHT SENSE信號(hào)大小分別為4V和0.4V，最大功耗均小于0.1W。
[0022]如圖4所示，紅外感應(yīng)模塊包括PIR紅外探頭、紅外熱釋電處理芯片BISS0001、第六電解電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第i^一電容CU、第十二電容C12、第十三電容C13、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15。PIR紅外探頭的D腳與5V電源VDD、紅外熱釋電處理芯片的第i^一引腳、第i^一電阻Rll的一端、紅外熱釋電處理芯片的第八引腳、紅外熱釋電處理芯片的第一引腳、第十三電容C13的一端相連接，第十一電阻Rll的另一端與紅外熱釋電處理芯片的第九引腳相連接；PIR紅外探頭的S腳與紅外熱釋電處理芯片的第十四引腳、第九電容C9的一端、第九電阻R9的一端相連接；PIR紅外探頭的G腳與第九電容C9的另一端、第九電阻R9的另一端、第十電容ClO的一端、第十二電阻R12的一端、第^ 電容Cll的一端、第十二電容C12的一端、紅外熱釋電處理芯片的第七引腳、第十三電容C13的另一端相連接，同時(shí)接地；紅外熱釋電處理芯片的第二引腳與第十三電阻R13的另一端相連接；紅外熱釋電處理芯片的第三引腳與第十四電阻R14的一端相連接，第十四電阻R14的另一端與第十一電容Cll的另一端、紅外熱釋電處理芯片的第四引腳相連接；紅外熱釋電處理芯片的第六引腳與第十五電阻R15的一端相連接，第十五電阻R15的另一端與第十二電容C12的另一端、紅外熱釋電處理芯片的第五引腳相連接；紅外熱釋電處理芯片的第十引腳與第十二電阻R12的另一端相連接；紅外熱釋電處理芯片的第十二引腳與第七電阻R7的一端、第七電容C7的一端相連接，第七電阻R7的另一端、第七電容C7的另一端同時(shí)與第六電阻R6的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十三引腳相連接；第六電阻R6的另一端與第六電解電容C6的正極相連接，第六電解電容C6的負(fù)極與第八電阻R8的一端、第八電容C8的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十六引腳相連接；第八電阻R8的另一端、第八電容CS的另一端同時(shí)與第十電阻RlO的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十五引腳相連接，第十電阻RlO的另一端與第十電容ClO的另一端相連接。紅外感應(yīng)模塊電路中紅外熱釋電處理芯片的第二引腳輸出信號(hào)的輸出延遲時(shí)間=49152*R14*C11=0.98304s，觸發(fā)封鎖時(shí)間=24*R15*C12=0.288s。
[0023]如圖5所示，電流檢測(cè)模塊包含電流互感器transformer、運(yùn)算放大器LM324、第六穩(wěn)壓二極管D6、第七二極管D7、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第二 i^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第十四電容C14、第十五電解電容C15、第十六電容C16。電流互感器transformer的兩端與第十六電阻R16的兩端相連接，運(yùn)算放大器的第一引腳與第十九電阻R19的一端、第七二極管D7的正極相連接；運(yùn)算放大器的第四引腳與第十四電容C14的一端、5V電源VDD相連接；運(yùn)算放大器的第二引腳與第六穩(wěn)壓 二極管D6的負(fù)極、第十七電阻R17的一端、第十八電阻R18的一端相連接，第十七電阻R17的另一端與第十六電阻R16的一端相連接，第十八電阻R18的另一端與第七二極管D7的負(fù)極、第二十電阻R20的一端相連接；運(yùn)算放大器的第三引腳與第十六電阻R16的另一端、第六穩(wěn)壓二極管D6的正極、運(yùn)算放大器的第十一引腳、第十九電阻R19的另一端、第十四電容C14的另一端、第二^ 電阻R21的一端、第十五電解電容C15的負(fù)極、第十六電容C16的一端、第二十三電阻R23的另一端相連接，同時(shí)接地；運(yùn)算放大器的第十二引腳與第二十電阻R20的另一端相連接；運(yùn)算放大器的第十三引腳與第二十一電阻R21的另一端、第二十二電阻R22的一端相連接；運(yùn)算放大器的第十四引腳與第十五電解電容C15的正極、第十六電容C16的另一端、第二十二電阻R22的另一端、第二十三電阻R23的一端相連接，同時(shí)輸出信號(hào)⑶RRENT SENSE ;運(yùn)算放大器的其他引腳懸空。電流檢測(cè)模塊通過電流互感器檢測(cè)飲水機(jī)的工作電流，大部分飲水機(jī)加熱狀態(tài)時(shí)電流約為2.5A，保溫狀態(tài)電流很小，幾乎可忽略不計(jì)。通過1000:1的電流互感器后得到2.5mA的電流，力口上120 Ω的負(fù)載后得到有效值為120*2.5=300mV的交流電壓，通過兩級(jí)運(yùn)算放大器最終得到一個(gè)2V-3V之間的三角波，而在保溫狀態(tài)下電流很小，最終⑶RRENT SENSE將是一個(gè)小于IV的信號(hào)，通過這種區(qū)別即可判斷出飲水機(jī)的工作狀態(tài)。
[0024]如圖6所示，繼電器控制模塊包括第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第一三極管Q9013、第八普通二極管D8、繼電器Kl (SRD-12VDC-SL-C)。第二十四電阻R24的另一端與第一三極管的基極、第二十五電阻R25的一端相連接,第一三極管的發(fā)射極、第二十五電阻R25的另一端接地；第一三極管的集電極與第八普通二極管D8的正極、繼電器Kl的第三引腳相連接，第八普通二極管D8的負(fù)極、繼電器Kl的第四引腳接12V電源；繼電器Kl的第一引腳接插座輸出端口 LI，繼電器Kl的第二引腳接火線接口 L。通過單片機(jī)控制第二引腳的高低電平，當(dāng)輸出高電平時(shí)，第一三極管Q9013導(dǎo)通，繼電器閉合；否則，繼電器斷開，切斷電路。
[0025]如圖7所示，按鍵模塊包括按鍵S2。按鍵S2的I腳輸出信號(hào)KEY，3腳接地，其他引腳懸空。通過按鍵可以切換工作模式:普通模式和智能模式，普通模式下飲水機(jī)正常工作，智能模式下飲水機(jī)在智能算法的控制下工作。
[0026]圖中，變壓器為全銅足功率變壓器EI ;三端穩(wěn)壓管型號(hào)為78L05 ;單片機(jī)型號(hào)為PPD78F9202 ;紅外熱釋電處理芯片的型號(hào)為BISS0001 ;運(yùn)算放大器型號(hào)為LM324 ;繼電器型號(hào)為SRD-12VDC-SL-C ;第一三極管型號(hào)為Q9013 ;第一電阻Rl阻值為10 Ω、第二電阻R2阻值為330 Ω、第三電阻R3阻值為100K Ω、第四電阻R4為光敏電阻，型號(hào)為GL55-16、第五電阻R5阻值為30ΚΩ、第六電阻R6阻值為10ΚΩ、第七電阻R7阻值為2ΜΩ、第八電阻R8阻值為1ΜΩ、第九電阻R9阻值·為47ΚΩ、第十電阻RlO阻值為47ΚΩ、第^^一電阻Rll阻值為1ΜΩ、第十二電阻R12阻值為1ΜΩ、第十三電阻R13阻值為1ΚΩ、第十四電阻R14阻值為200 Ω、第十五電阻R15阻值為120K Ω、第十六電阻R16阻值為120 Ω、第十七電阻R17阻值為10ΚΩ、第十八電阻R18阻值為10ΚΩ、第十九電阻R19阻值為100KΩ、第二十電阻R20阻值為101(0、第二^^一電阻R21阻值為10ΚΩ、第二十二電阻R22阻值為90ΚΩ、第二十三電阻R23阻值為50ΚΩ、第二十四電阻R24阻值為4.7ΚΩ、第二十五電阻R25阻值為4.7ΚΩ。第一電解電容Cl大小為3.3mF、第二電容C2大小為0.33PF、第三電解電容C3大小為3.3mF、第四電容C4大小為0.1PF、第五電容C5大小為0.1PF、第六電解電容C6大小為ΙΟμΡ、第七電容C7大小為0.0lPF、第八電容C8大小為0.0lPF、第九電容C9大小為0.0lPF、第十電容ClO大小為47PF、第^^一電容Cll大小為0.1PF、第十二電容C12大小為0.1PF、第十三電容C13大小為0.1PF、第十四電容C14大小為0.1PF、第十五電解電容C15大小為220μΡ、第十六電容C16大小為0.33nF ;第一普通二極管Dl的型號(hào)為D1N4001、第二普通二極管D2的型號(hào)為D1N4001、第三普通二極管D3的型號(hào)為D1N4001、第四普通二極管D4的型號(hào)為D1N4001、第五二極管D5為發(fā)光二極管、第六二極管D6為穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓值為6.3V、第七普通二極管D7的型號(hào)為D1N4001 ；
所述單片機(jī)中設(shè)置有智能工作模式控制方法，具體如下:
步驟(I)將24小時(shí)劃分為96個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段15分鐘，單片機(jī)通過電流檢測(cè)模塊檢測(cè)飲水機(jī)在每個(gè)時(shí)間段的工作狀態(tài)，并記錄每個(gè)時(shí)間段的加熱次數(shù)；
步驟⑵將兩周內(nèi)單片機(jī)記錄的每個(gè)時(shí)間段的加熱次數(shù)進(jìn)行從大到小的排序，將加熱最頻繁的前N加熱時(shí)間段作為下周的參考加熱點(diǎn)；N為自然數(shù)。且N小于10 ；
步驟(3)記錄新一周每個(gè)時(shí)間段的加熱次數(shù)，并與之前的參考加熱點(diǎn)進(jìn)行比較，若之前的參考加熱點(diǎn)的加熱次數(shù)兩周都未進(jìn)入前N，則取消該參考加熱點(diǎn)，否則繼續(xù)沿用該參考加熱點(diǎn)；若出現(xiàn)新的加熱點(diǎn)的加熱次數(shù)連續(xù)兩周都進(jìn)入前N，則將該新的加熱點(diǎn)作為下一次的參考加熱點(diǎn)；若檢測(cè)到用戶連續(xù)4小時(shí)內(nèi)沒有用過熱水，插座將判定用戶該天出現(xiàn)異常，將直接切斷電源，不再進(jìn)行智能模式加熱，此時(shí)紅外感應(yīng)模塊仍起作用，若用戶該天需要用水，紅外感應(yīng)模塊在感應(yīng)到用戶靠近飲水機(jī)時(shí)，會(huì)自動(dòng)打開電源，進(jìn)入智能工作模式；若一周內(nèi)三天或者以上出現(xiàn)異常(一天中，連續(xù)4個(gè)小時(shí)沒有用水后的加熱)，則該周為異常周，該周的數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)；
如圖8所示，為本發(fā)明將各模塊電路融合最終制成的電路板的示意圖。該電路板大小為7.5cm*7.5cm，L、N為火線和零線接口，接到220V市電上送至電源模塊來驅(qū)動(dòng)整個(gè)電路板工作，L1、NI為該P(yáng)CB板輸出的火線和零線，將最終用來驅(qū)動(dòng)飲水機(jī)工作。
[0027]如圖9所示，插座外殼大小為8cm*8cm，飲水機(jī)插頭插到該插座上，插座面部為電路板，其中infrared、photosensitive、indicator為三個(gè)小孔，PIR紅外探頭、光敏電阻和指示燈將從小孔中穿出。button處一小孔內(nèi)為按鍵開關(guān)，可通過插入筆尖的方式來進(jìn)行按鍵操作，選擇工作模式。
[0028]本發(fā)明性能分析如下:
本發(fā)明采用NEC 78K0S系列的UPD78F9202單片機(jī)，總設(shè)計(jì)采用光感模塊、紅外感應(yīng)模塊以及智能記憶算法實(shí)現(xiàn)飲水機(jī)的節(jié)能目的。飲水機(jī)通過自學(xué)用戶用水習(xí)慣，能夠識(shí)別出每天的常用工作時(shí)段。而光感模塊和紅外感應(yīng)模塊則加以輔助。針對(duì)智能記憶算法，插座會(huì)存儲(chǔ)用戶最近4周的用水情況，以建立加熱參考點(diǎn)。該存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在一周結(jié)束后將會(huì)被更新一次，即加入最新一周的數(shù)據(jù)，剔除最早一周的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)被更新后，插座重新建立加熱點(diǎn)，作為下一周的加熱參考點(diǎn)，如此循環(huán)，不斷學(xué)習(xí)用戶用水習(xí)慣。而光感模塊、紅外感應(yīng)模塊通過感應(yīng)來開啟飲水機(jī)電源以使飲水機(jī)進(jìn)入智能工作模式。
[0029]比如日常工作時(shí)段為9:00-17:00，在早晨光感模塊的光敏電阻感應(yīng)到一定的光強(qiáng)度時(shí)，飲水機(jī)電源被打開，進(jìn)入智能工作模式。假設(shè)用戶一般習(xí)慣在早晨9:00喝水，這個(gè)點(diǎn)就作為飲水機(jī)的參考加熱點(diǎn)，插座將會(huì)提前30分鐘進(jìn)行加熱，在9:00用戶需要用水時(shí)便可使用。而插座同時(shí)會(huì)記錄下用戶是否在這個(gè)時(shí)間段用水來考慮是否保留這一加熱點(diǎn)。如果一周內(nèi)這個(gè)點(diǎn)喝水的次數(shù)少于2次，這個(gè)加熱參考點(diǎn)將會(huì)被剔除。針對(duì)一些特殊情況:
(1)如果插座檢測(cè)到用戶連續(xù)4小時(shí)內(nèi)沒有用過熱水，插座將判定用戶該天屬于特殊狀態(tài)，將直接切斷電源，不再進(jìn)行智能模式加熱。此時(shí)紅外感應(yīng)模塊仍起作用，若用戶該天需要用水，紅外感應(yīng)模塊在感應(yīng)到用戶靠近飲水機(jī)時(shí)，會(huì)自動(dòng)打開電源，進(jìn)入智能工作模式；
(2)一般在辦公場(chǎng)所，正常工作時(shí)間不超過17:00，插座記錄的一般情況中很少有17:00之后的參考加熱點(diǎn)。此時(shí)起作用的是光感模塊，當(dāng)光感模塊檢測(cè)到辦公場(chǎng)所在非正常工作時(shí)間仍有用戶時(shí)，插座仍會(huì)控制飲水機(jī)加熱，以保證用戶用水的需求。
[0030]實(shí)施例1:
將本發(fā)明用于寢室飲水機(jī)，獲得如下測(cè)試數(shù)據(jù)如表I所示，其中前兩周為單片機(jī)學(xué)習(xí)時(shí)間，后兩周進(jìn)行各方面的測(cè)試，主要測(cè)量了功耗、紅外感應(yīng)和光感模塊工作狀況以及加熱點(diǎn)的準(zhǔn)確性，測(cè)試結(jié)果如表1:
表1.智能飲水機(jī)各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于包括插座外殼和電路板，電路板包括電源模塊、單片機(jī)模塊、光感模塊、紅外感應(yīng)模塊、電流檢測(cè)模塊、繼電器控制模塊、按鍵模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于插座外殼正上方開有多個(gè)通孔，用于電路板上PIR紅外探頭、光敏電阻和指示燈從通孔穿出，同時(shí)插座外殼正上方設(shè)置有按鍵開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于電源模塊包括全銅足功率變壓器E1、第一普通二極管D1、第二普通二極管D2、第三普通二極管D3、第四普通二極管D4、三端穩(wěn)壓管、第一電解電容Cl、第二電容C2、第三電解電容C3、第四電容C4、火線接口 L以及零線接口 N ;全銅足功率變壓器EI的兩個(gè)輸入端分別與火線接口 L、零線接口 N相連接；第一普通二極管Dl和第三普通二極管D3的正極均接地；第一普通二極管Dl負(fù)極與第二普通二極管D2的正極、全銅足功率變壓器EI的一個(gè)輸出端相連接；第三普通二極管D3的負(fù)極與第四普通二極管D4的正極、全銅足功率變壓器EI的另一個(gè)輸出端相連接；第二普通二極管D2的負(fù)極與第四普通二極管D4的負(fù)極、第一電解電容Cl的正極、第二電容C2的一端、三端穩(wěn)壓管的輸入端IN端相連接；第一電解電容Cl的負(fù)極、第二電容C2的另一端、三端穩(wěn)壓管的接地端GND端接地；三端穩(wěn)壓管的輸出端OUT端與第三電解電容C3的正極、第四電容C4的一端相連接，第三電解電容C3的負(fù)極、第四電容C4的另一端接地；第二電容C2與三端 穩(wěn)壓管的輸入端IN端相連接的同時(shí)輸出12V電壓，三端穩(wěn)壓管的輸出端OUT端同時(shí)輸出穩(wěn)壓電源VDD。
4.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于單片機(jī)模塊包括單片機(jī)、發(fā)光二極管D5、第五電容C5、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、排針；單片機(jī)的第一引腳與電流檢測(cè)模塊的第二十三電阻R23的一端相連接；第二引腳與繼電器控制模塊的第二十四電阻R24的一端相連接；第三引腳接地，第四引腳與5V電源VDD、第一電阻Rl的一端、第五電容C5的一端相連接,第一電阻Rl的另一端與排針的第二引腳相連接，第五電容C5的另一端接地；單片機(jī)的第五引腳、第六引腳分別與排針的第三引腳、第五引腳相連接；單片機(jī)的第七引腳與第三電阻R3的一端、按鍵模塊中按鍵開關(guān)S2的第一引腳、排針的第四引腳相連接，第三電阻R3的另一端與5V電源VDD相連接；單片機(jī)的第八引腳與紅外感應(yīng)模塊中第十三電阻R13的一端相連接；單片機(jī)的第九引腳與第二電阻R2的一端相連接，第二電阻R2的另一端與發(fā)光二極管D5的負(fù)極相連接，發(fā)光二極管D5的正極與5V電源VDD相連接；第十引腳與光感模塊中第五電阻R5的一端相連接；排針的第一引腳接地。
5.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于光感模塊包括第四光敏電阻R4和第五電阻R5 ;第四光敏電阻R4的一端接5V電源VDD,另一端輸出光感信號(hào)LIGHT SENSE的同時(shí)與第五電阻R5的一端相連接，第五電阻R5的另一端接地。
6.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于紅外感應(yīng)模塊包括PIR紅外探頭、紅外熱釋電處理芯片、第六電解電容C6、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第^^一電容CU、第十二電容C12、第十三電容C13、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、第i^一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15 ;PIR紅外探頭的D腳與5V電源VDD、紅外熱釋電處理芯片的第十一引腳、第十一電阻Rll的一端、紅外熱釋電處理芯片的第八引腳、紅外熱釋電處理芯片的第一引腳、第十三電容C13的一端相連接，第十一電阻Rll的另一端與紅外熱釋電處理芯片的第九引腳相連接；PIR紅外探頭的S腳與紅外熱釋電處理芯片的第十四引腳、第九電容C9的一端、第九電阻R9的一端相連接；PIR紅外探頭的G腳與第九電容C9的另一端、第九電阻R9的另一端、第十電容ClO的一端、第十二電阻R12的一端、第i 電容Cll的一端、第十二電容C12的一端、紅外熱釋電處理芯片的第七引腳、第十三電容C13的另一端相連接，同時(shí)接地；紅外熱釋電處理芯片的第二引腳與第十三電阻R13的另一端相連接；紅外熱釋電處理芯片的第三引腳與第十四電阻R14的一端相連接，第十四電阻R14的另一端與第十一電容Cll的另一端、紅外熱釋電處理芯片的第四引腳相連接；紅外熱釋電處理芯片的第六引腳與第十五電阻R15的一端相連接，第十五電阻R15的另一端與第十二電容C12的另一端、紅外熱釋電處理芯片的第五引腳相連接；紅外熱釋電處理芯片的第十引腳與第十二電阻R12的另一端相連接；紅外熱釋電處理芯片的第十二引腳與第七電阻R7的一端、第七電容C7的一端相連接,第七電阻R7的另一端、第七電容C7的另一端同時(shí)與第六電阻R6的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十三引腳相連接；第六電阻R6的另一端與第六電解電容C6的正極相連接,第六電解電容C6的負(fù)極與第八電阻R8的一端、第八電容CS的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十六引腳相連接；第八電阻R8的另一端、第八電容CS的另一端同時(shí)與第十電阻RlO的一端、紅外熱釋電處理芯片的第十五引腳相連接，第十電阻RlO的另一端與第十電容ClO的另一端相連接。
7.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于電流檢測(cè)模塊包含電流互感器transformer、運(yùn)算放大器、第六穩(wěn)壓二極管D6、第七二極管D7、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第二 i^一電阻R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第十四電容C14、第十五電解電容C15、第十六電容C16 ;電流互感器transformer的兩端與第十六電阻R16的兩端相連接,運(yùn)算放大器的第一引腳與第十九電阻R19的一端、第七二極管D7的正極相連接；運(yùn)算放大器的第四引腳與第十四電容C14的一端、5V電源VDD相連接；運(yùn)算放大器的第二引腳與第六穩(wěn)壓二極管D6的負(fù)極、第十七電阻R17的一端、第十八電阻R18的一端相連接，第十七電阻R17的另一端與第十六電阻R16的一.端相連接，第十八電阻R18的另一端與第七二極管D7的負(fù)極、第二十電阻R20的一端相連接；運(yùn)算放大器的第三引腳與第十六電阻R16的另一端、第六穩(wěn)壓二極管D6的正極、運(yùn)算放大器的第十一引腳、第十九電阻R19的另一端、第十四電容C14的另一端、第二^ 電阻R21的一端、第十五電解電容C15的負(fù)極、第十六電容C16的一端、第二十三電阻R23的另一端相連接，同時(shí)接地；運(yùn)算放大器的第十二引腳與第二十電阻R20的另一端相連接；運(yùn)算放大器的第十三引腳與第二十一電阻R21的另一端、第二十二電阻R22的一端相連接；運(yùn)算放大器的第十四引腳與第十五電解電容C15的正極、第十六電容C16的另一端、第二十二電阻R22的另一端、第二十三電阻R23的一端相連接，同時(shí)輸出信號(hào)⑶RRENT SENSE ;運(yùn)算放大器的其他引腳懸空。
8.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于繼電器控制模塊包括第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第一三極管、第八普通二極管D8、繼電器Kl ;第二十四電阻R24的另一端與第一三極管的基極、第二十五電阻R25的一端相連接，第一三極管的發(fā)射極、第二十五電阻R25的另一端接地；第一三極管的集電極與第八普通二極管D8的正極、繼電器Kl的第三引腳相連接，第八普通二極管D8的負(fù)極、繼電器Kl的第四引腳接12V電源；繼電器Kl的第一引腳接插座輸出端口 LI，繼電器Kl的第二引腳接火線接口 L。
9.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于按鍵模塊包括按鍵S2 ;按鍵S2的I腳輸出信號(hào)KEY，3腳接地，其他引腳懸空。
10.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的飲水機(jī)智能記憶插座，其特征在于三端穩(wěn)壓管型號(hào)為78L05 ;單片機(jī)型號(hào)為PPD78F9202 ;紅外熱釋電處理芯片的型號(hào)為BISS0001 ；運(yùn)算放大器型號(hào)為LM324 ;繼電器型號(hào)為SRD-12VDC-SL-C ;第一三極管型號(hào)為Q9013 ;第一電阻Rl阻值為10Ω、第二電阻R2阻值為330Ω、第三電阻R3阻值為100K Ω、第四電阻R4為光敏電阻，型號(hào)為GL55-16、第五電阻R5阻值為30ΚΩ、第六電阻R6阻值為IOK Ω、第七電阻R7阻值為2ΜΩ、第八電阻R8阻值為IMΩ、第九電阻R9阻值為47ΚΩ、第十電阻RlO阻值為47ΚΩ、第^^一電阻Rll阻值為1ΜΩ、第十二電阻R12阻值為1ΜΩ、第十三電阻R13阻值為IK Ω、第十四電阻R14阻值為200 Ω、第十五電阻R15阻值為120K Ω、第十六電阻R16阻值為120Ω、第十七電阻R17阻值為10ΚΩ、第十八電阻R18阻值為IOK Ω、第十九電阻R19阻值為100ΚΩ、第二十電阻R20阻值為101(0、第二^^一電阻R21阻值為IOK Ω、第二十二電阻R22阻值為90K Ω、第二十三電阻R23阻值為50K Ω、第二十四電阻R24阻值為4.7K Ω、第二十五電阻R25阻值為4.7ΚΩ ;第一電解電容Cl大小為3.3mF、第二電容C2大小為0.33PF、第三電解電容C3大小為3.3mF、第四電容C4大小為0.1PF、第五電容C5大小為0.1PF、第六電解電容C6大小為lOPF、第七電容C7大小為0.0lPF、第八電容C8大小為0.0lPF、第九電容C9大小為0.0lPF、第十電容ClO大小為47PF、第^^一電容Cll大小為0.lPF、第十二電容C12大小為0.1PF、第十三電容C13大小為0.1PF、第十四電容C14大小為0.1PF、第十五電解電容C15大小為220μΡ、第十六電容C16大小為0.33nF ;第一普通二極管Dl的型號(hào)為D1N4001、第二普通二極管D2的型號(hào)為D1N4001、第三普通二極管D3的型號(hào)為D1N4001、第四普通二極管D4的型號(hào)為D1N4001、第五二極管D5為發(fā)光二極管、第六二極管D6為穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓值為6.3V、第七普通二極管D`7的型號(hào)為D1N4001。
【文檔編號(hào)】H01R13/70GK103427247SQ201310310055
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】王維東, 孫曉奇, 俞蒙蒙, 余先波, 張賽賽, 毛玨, 魏來恩, 王程浩 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)