飲水機智能反饋控制系統(tǒng)
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作者：張海音
本文在傳統(tǒng)飲水機直接接到220 V交流電源上，只能通過人為打開／關(guān)閉電源開關(guān)進(jìn)行飲水機控制操作的基礎(chǔ)之上，研究一款飲水機智能反饋控制系統(tǒng)，以單片機為控制核心，以微型電流互感器電路為加熱反饋回路，繼電器電路為執(zhí)行機構(gòu)。本系統(tǒng)具有節(jié)能、使用方便、控制智能的優(yōu)點，解決了飲水機反復(fù)加熱形成千沸水危害人體健康的問題，還可消除飲水機無控制反復(fù)加熱致使水燒干引發(fā)火災(zāi)的隱患。
1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
為實現(xiàn)上述目的，本系統(tǒng)由控制模塊、電源開關(guān)、直流穩(wěn)壓電源、繼電器和微型電流互感器等部分組成，硬件電路框圖如圖1所示。其中控制模塊由單片機電路、鍵盤輸入電路、串行存儲器、實時時鐘電路、繼電器驅(qū)動電路、加熱反饋電路、實時時鐘電路和LCD顯示電路組成，具有控制參數(shù)的設(shè)置、保存、顯示，電流信號的采集和處理，控制指令的傳輸和執(zhí)行等功能。
電源開關(guān)可設(shè)置智能控制器的兩種狀態(tài)：OFF狀態(tài)、ON狀態(tài)。當(dāng)為OFF狀態(tài)時，飲水機直接連接到220 V交流電路上，不受智能控制器控制。當(dāng)為ON狀態(tài)時，控制系統(tǒng)連接到220 V交流電路上，飲水機連接到控制系統(tǒng)上，可根據(jù)用戶設(shè)定的模式對飲水機進(jìn)行智能控制。
本系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵是采用加熱反饋回路，如圖2所示。加熱反饋電路是將電流互感器輸出信號經(jīng)整流橋進(jìn)行交流轉(zhuǎn)直流變換，再經(jīng)過LM393構(gòu)成的雙比較電路輸出兩個信號接單片機的P3.2、P3.3，作為單片機的兩個外部中斷源。單片機再通過發(fā)生中斷的時間和兩次中斷的間隔可以判斷出飲水機什么時間加熱，加熱多長時間等信息，進(jìn)而實現(xiàn)對飲水機工作狀態(tài)的智能控制。
繼電器電路為飲水機控制功能的執(zhí)行器，如圖3所示，根據(jù)控制模塊傳輸?shù)男盘柨刂骑嬎畽C通斷電。繼電器驅(qū)動電路通過單片機P3.0引腳輸出高低電平控制NPN型晶體三極管8050的通斷來驅(qū)動繼電器的開合。當(dāng)繼電器閉合時飲水機通電，斷開時飲水機斷電。
2軟件設(shè)計
軟件流程如圖4所示，圖中三角代表上下鍵，拐彎箭頭代表確認(rèn)鍵，左指箭頭代表返回鍵，主菜單的雙向箭頭代表用上下鍵進(jìn)行選擇。本系統(tǒng)有家庭模式和辦公室模式可選，不同模式下加熱時間點不同，用戶還可以根據(jù)需要進(jìn)行手動調(diào)整，一天中每種模式下默認(rèn)加熱點都有6個，可實現(xiàn)定時加熱。本系統(tǒng)有電子日歷功能，可設(shè)置和顯示時間、日期、定時和工作模式等詳細(xì)信息，實現(xiàn)定時關(guān)機、定時開機等功能。
3結(jié)論
本文介紹一款基于單片機的飲水機智能控制系統(tǒng)，其技術(shù)創(chuàng)新點是以微型電流互感器為加熱反饋回路，不需要改變飲水機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，就可將飲水機什么時間加熱，加熱多長時間等信息，反饋給單片機，進(jìn)而實現(xiàn)對飲水機工作狀態(tài)的智能控制。該系統(tǒng)跟飲水機現(xiàn)有的控制系統(tǒng)相比具有節(jié)能健康、控制更加智能、功能更齊全等優(yōu)點。本系統(tǒng)設(shè)計稍作修改即可用于其他電器控制中，具有一定的商業(yè)應(yīng)用前景。
4摘要：
介紹一款適用于飲水機的智能反饋控制系統(tǒng)，以單片機為控制核心，以微型電流互感器電路為加熱反饋回路，繼電器電路為執(zhí)行機構(gòu)。介紹了其硬件設(shè)計技術(shù)核心和軟件設(shè)計流程圖。該系統(tǒng)具有節(jié)能、使用方便、控制智能的優(yōu)點，解決了飲水機反復(fù)加熱形成千沸水危害人體健康的問題。
