專利名稱：帶水電導率檢測的飲水機電腦控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飲水機的控制器，尤其是涉及一種帶水電導率檢測的飲水機電腦控制器。
背景技術(shù)：
一般的凈水的飲水機只是單純的加裝幾段濾芯，以此來保證水的純凈度。但是，以下兩種情況下就不能夠保證水的純凈度(1)、使用顆?；钚蕴孔鳛樽詈蠹墳V芯時候，在該濾芯新的時候，由于粉塵的作用使的水質(zhì)下將；(2)、任何材質(zhì)的濾芯都是有使用壽命的，在壽命結(jié)束后，經(jīng)過其凈化的水也不能夠保證純凈度。
目前所有這些同類產(chǎn)品中都存在以下缺點1、沒有對凈化后的水進行電導率檢測，無法判斷水質(zhì)的好壞，所以也不能夠及時提醒用戶對相應的部件進行檢修；2、沒有對水進行控制，不管水質(zhì)的好壞都進入用戶的飲水桶內(nèi)；3、如果長期的水質(zhì)不合格都不會發(fā)出警告顯示，和切斷進入飲水桶的水路，排放廢水功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種帶水電導率檢測的飲水機電腦控制器，通過檢測判斷水的電導率來控制飲水機，確保飲水機中水質(zhì)的質(zhì)量。
本發(fā)明的目的可通過以下的技術(shù)措施來實現(xiàn)包括單片機、溫度檢測電路、按鍵輸入電路、聲音提示電路、顯示電路、負載輸出控制電路及整流濾波電源電路，上述各功能電路與單片機上相應的功能接口連接；其特征在于還包括水電導率檢測電路，電導率檢測電路由兩個水電阻探測電極、分壓電阻R29和運算放大器IC8A組成，其中一個探測電極接入由單片機產(chǎn)生的瞬間脈沖信號，另一個探測電極一路經(jīng)分壓電阻R29接地，一路連接運算放大器IC8A的同相輸入端；運算放大器IC8A的輸出端連接單片機的信號采樣腳；當進水時，由單片機產(chǎn)生一個瞬間脈沖信號給水通電，兩探測電極之間為等效的水電阻，該水電阻與接地的分壓電阻R29形成回路，獲得水導電率采樣信號，該信號經(jīng)運算放大器IC8A放大后輸入單片機處理并作出相應的控制，若進水的水導電率合格，則控制飲水機進行加熱、制冷；若進水的水導電率不合格，則控制飲水機通過廢水管排出；若在一段時間都是不合格，就發(fā)出聲光報警。
所述水電導率檢測電路中連接有直流低通RC濾波器，該濾波器由電阻R30、電阻R31、電阻R32、電阻R33及電容C20、電容C21組成，電阻R30、電阻R31串接在探測電極與運放IC8A的同相輸入端之間，電阻R32、電阻R33串接在運放IC8A的輸出端與地之間，其中電阻R32、電阻R33的串接點連接運放IC8A的反相輸入端；電容C20一端連接運放IC8A的輸出端，其另一端連接電阻R30、電阻R31的串接點，電容C21一端連接運放IC8A的同相輸入端，其另一端接地；使運放IC8A輸出的采樣信號電平波動很小，以提高對水電阻的采樣的準確率。
本發(fā)明包括濾芯流量檢測電路，該電路有分壓電阻R28和流量計L串接而成，分壓電阻R28和流量計L的串接點連接單片機的流量信號采樣腳，分壓電阻R28接入直流工作電壓，流量計L一端接地；通過對流量的檢測，實現(xiàn)對濾芯壽命的監(jiān)控，當濾芯壽命結(jié)束時會發(fā)出聲音和顯示報警，提醒及時更換濾芯，防止水電導率的升高。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點1、采用電導率檢測電路，與單片機的控制流程相結(jié)合；在每次進水的時候都能夠?qū)崟r的檢測水質(zhì)，自行判斷水質(zhì)的好壞，并且根據(jù)水質(zhì)的好壞來對后續(xù)的控制流程進行調(diào)整，即如果水質(zhì)良好，就讓好水直接進入用戶飲水桶；如果水質(zhì)不符合安全標準，就把不符合要求的水作為廢水直接排放，然后延時一分鐘后，水質(zhì)仍然不符合要求，就發(fā)出聲光報警，提示用戶檢修濾芯和更換水源。2、采用了流量檢測電路，與單片機的控制流程相結(jié)合；在每次進水時候能夠?qū)崟r的檢測水的流量，然后把每次的流量累加記憶，同時也顯示每個濾芯剩余壽命，直至任何一個濾芯壽命結(jié)束，發(fā)出聲光報警，提醒用戶更換濾芯，防止水電導率的升高。


圖1為本發(fā)明的原理框圖；圖2為本發(fā)明具體實施例的電路原理圖；圖3為上述實施例的電源及輸出控制執(zhí)行部分的電路原理圖；圖4為本發(fā)明的具體控制流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明主要的硬件部份包括單片機、溫度檢測電路、水電導率檢測電路、濾芯流量檢測電路、按鍵輸入電路、聲音提示電路、顯示電路、輸出加熱功率和壓縮機制冷控制電路，各種水閥開關(guān)電路，整流濾波電源電路。
上述各電路分裝在兩塊線路板上，第一塊是電源板，第二塊是控制板，用接插座和排線電纜將它們連接?？刂瓢迳现饕袉纹瑱C、溫度檢測電路、水電導率檢測電路、濾芯流量檢測電路、按鍵輸入電路、聲音提示電路、顯示電路和部分的整流濾波電源電路。主要負責用戶界面如按鍵、顯示和聲音，以及控制邏輯和輸入的采集量進行處理，對溫度進行計算，并根據(jù)結(jié)果控制輸出信號；電源板上的主要是輸出加熱功率和壓縮機制冷控制電路，各種水閥開關(guān)電路，部分的整流濾波電源電路。
如圖2所示，按鍵輸入電路，主要由電阻R34、電阻R17～R23、二極管D6～D12、開關(guān)S1～S3、按鍵S4～S7、電容C11和觸發(fā)器IC5連接而成。觸發(fā)器IC5的2、8腳(即A1、A2引線)分別接單片機IC1的20、19腳(即A1、A2引線)；引線A5接單片機IC1的5腳。
單片機采用型號為mcu92281的芯片，顯示電路為連接在單片機上的液晶LCD。
溫度檢測電路，主要由電阻R26、R27，電容C13～C16，溫度傳感器COOLSENSOR1和HOT SENSOR2組成。其中冷熱傳感器的輸出引線A11、A12分別接單片機IC1的10、9腳。
聲音提示電路主要由電阻R15、R16，三極管Q3和蜂鳴器SPEAKER組成。其中聲音提示電路的輸入引線A6接單片機IC1的6腳。
濾芯流量檢測電路，該電路有分壓電阻R28和流量計L串接而成，分壓電阻R28和流量計L的串接點引線A13連接單片機的流量信號采樣端8腳，分壓電阻R28接入直流工作電壓，流量計L一端接地；通過對流量的檢測，結(jié)合存儲在單片機外接EEPROM數(shù)據(jù)存儲器IC4的濾芯參數(shù)，實現(xiàn)對濾芯壽命的監(jiān)控，當濾芯壽命結(jié)束時會發(fā)出聲音和顯示報警，提醒及時更換濾芯，防止水電導率的升高。
電導率檢測電路由兩個水電阻探測電極、分壓電阻R29、運算放大器IC8A和直流低通RC濾波器組成，其中一個探測電極接入由單片機產(chǎn)生的瞬間脈沖信號，另一個探測電極一路經(jīng)分壓電阻R29接地，一路連接運算放大器IC8A的同相輸入端；運算放大器IC8A的輸出端連接單片機的信號采樣腳20；該濾波器由電阻R30、電阻R31、電阻R32、電阻R33及電容C20、電容C21組成，電阻R30、電阻R31串接在探測電極與運放IC8A的同相輸入端之間，電阻R32、電阻R33串接在運放IC8A的輸出端與地之間，其中電阻R32、電阻R33的串接點連接運放IC8A的反相輸入端；電容C20一端連接運放IC8A的輸出端，其另一端連接電阻R30、電阻R31的串接點，電容C21一端連接運放IC8A的同相輸入端，其另一端接地。
在每次進水過程中，在水電導率檢測前，先由單片機通過引線A1和A2發(fā)送一系列信號到型號為74HC164的觸發(fā)器IC5的6腳，產(chǎn)生一個5V的瞬間信號，經(jīng)引線A8上傳到探測電極對水瞬時通電，通過水電阻water resistance和電阻R29到地線形成回路，再把水電阻water resistance和電阻R29的分壓信號經(jīng)過運放IC8A放大后輸入單片機的信號采樣腳20。由于對水是瞬時通電，通過直流低通的RC濾波器，可保證進入單片機的信號電平波動很小，以提高對水電阻的采樣的準確率。
如圖3所示，整流濾波電源電路主要由保險管FUSE、電容C1、壓敏電阻ZNR1、濾波器LBQ、變壓器TS、二極管D1～D5、電容C2～C7、穩(wěn)壓芯片IC2、IC3組成。由AC_L和AC_N端接交流220V，穩(wěn)壓芯片IC2和IC3的3腳接直流12V，穩(wěn)壓芯片IC2和IC3的2腳接地，穩(wěn)壓芯片IC2和IC3的1腳為5V直流輸出。穩(wěn)壓芯片IC3的直流5V供應聲音提示電路和輸出控制電路的背光源驅(qū)動電路部分使用，而穩(wěn)壓芯片IC2的直流5V供其他部分的電路使用。
輸出控制電路主要由電容C23～C31和電容C33，電阻R7～R14、三極管Q4，背光源BGY，觸發(fā)器IC6，驅(qū)動芯片IC7，二極管D13，繼電器H1～H8，壓敏電阻ZNR2～ZNR4組成。連接引線A7、A3和A4分別接單片機中的A7、A3和A4，繼電器H1控制的負載是制冷壓縮機，繼電器H2控制的負載是加熱管，繼電器H3控制的負載是反沖洗閥，繼電器H4控制的負載是防燙閥，繼電器H5控制的負載是分水閥，繼電器H6控制的負載是增壓泵，繼電器H7控制的負載是廢水閥，繼電器H8控制的負載是進水閥。觸發(fā)器IC6的13腳接三極管Q4的基極控制背光源的開關(guān)。
如圖4所示，控制流程如下在上電后，首先，初始化MCU；從EEPROM中讀取相應主MCU的RAM數(shù)據(jù)區(qū)，判斷是不是本控制器的EEPROM芯片，如果不是就格式化EEPROM，更新為預設值，如果就是本控制器的EEPROM，就取出有效的數(shù)據(jù)。其次，判斷是否需要進行反沖洗操作流程、沖洗濾芯15分鐘操作流程或者濾芯壽命結(jié)束報警流程，如果不需要，就進入主程序。否則進入相應的處理程序；在主程序中首先，對按鍵進行處理，對顯示進行處理，對提示音進行處理，其次，判斷是不是需要進水流程，如果需要進水，就進入進水控制程序在進水過程控制程序里，首先，打開進水閥、增壓泵和分水閥開始進水，當進水位到達下水位時，開始進行一分鐘的計時，時間沒到而上水位到或者上水位沒到而時間到都會停止進水(關(guān)閉進水閥、增壓泵和分水閥)；進水時流量檢測和電導率檢測都在同時進行，如果流量檢測到某個濾芯壽命結(jié)束，馬上停止進水(關(guān)閉進水閥、增壓泵和分水閥)，同時發(fā)出聲光報警，當用戶更新了濾芯后可以繼續(xù)進行進水過程，如果電導率檢測到水質(zhì)有問題，會馬上關(guān)閉分水閥，打開廢水閥，一分鐘后情況仍然這樣的話，發(fā)出聲光報警，如果一切正常，則在正常的條件下上水位有水后(即水滿)停止進水(關(guān)閉進水閥、增壓泵和分水閥)；其次，在下水位有水后，就可以根據(jù)用戶選擇加熱和制冷的情況，來進入相應的加熱和制冷的控制程序。最后，在這些過程中，控制程序?qū)崟r監(jiān)測采集數(shù)據(jù)，滿足保護條件的，及時提供對機器的完善保護。
水的電導率檢測流程控制在每次進水的時候，馬上就會進行實時的電導率檢測，檢測到的電導率與標準的電導率值進行對比，當不符合標準要求時候，立即關(guān)閉分水閥，不讓有問題的水進入用戶的飲水桶內(nèi)，不污染現(xiàn)有的好水，同時打開廢水閥，把問題水立即排出。同時開始一分鐘的計時，當在一分鐘后水質(zhì)仍然是沒有好轉(zhuǎn)，則開始聲光報警。
權(quán)利要求
1.一種帶水電導率檢測的飲水機電腦控制器，包括單片機、溫度檢測電路、按鍵輸入電路、聲音提示電路、顯示電路、負載輸出控制電路及整流濾波電源電路，上述各功能電路與單片機上相應的功能接口連接；其特征在于還包括水電導率檢測電路，該水電導率檢測電路由兩個水電阻探測電極、分壓電阻R29和運算放大器IC8A組成，其中一個探測電極接入由單片機產(chǎn)生的瞬間脈沖信號，另一個探測電極一路經(jīng)分壓電阻R29接地，一路連接運算放大器IC8A的同相輸入端；運算放大器IC8A的輸出端連接單片機的信號采樣腳；當進水時，由單片機產(chǎn)生一個瞬間脈沖信號給水通電，兩探測電極之間為等效的水電阻，該水電阻與接地的分壓電阻R29形成回路，獲得水導電率采樣信號，該信號經(jīng)運算放大器IC8A放大后輸入單片機處理并作出相應的控制，若進水的水導電率合格，則控制飲水機進行加熱、制冷的飲水溫度控制；若進水的水導電率不合格，則控制飲水機通過廢水管排出；若在一段時間都是不合格，就顯示報警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水電導率檢測的飲水機電腦控制器，其特征在于所述水電導率檢測電路中連接有直流低通RC濾波器，該濾波器由電阻R30、電阻R31、電阻R32、電阻R33及電容C20、電容C21組成，電阻R30、電阻R31串接在探測電極與運放IC8A的同相輸入端之間，電阻R32、電阻R33串接在運放IC8A的輸出端與地之間，其中電阻R32、電阻R33的串接點連接運放IC8A的反相輸入端；電容C20一端連接運放IC8A的輸出端，其另一端連接電阻R30、電阻R31的串接點，電容C21一端連接運放IC8A的同相輸入端，其另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶水電導率檢測的飲水機電腦控制器，其特征在于包括濾芯流量檢測電路，該電路有分壓電阻R28和流量計L串接而成，分壓電阻R28和流量計L的串接點連接單片機的流量信號采樣腳，分壓電阻R28接入直流工作電壓，流量計L一端接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶水電導率檢測的飲水機電腦控制器，包括單片機、溫度檢測電路、按鍵輸入電路、聲音提示電路、顯示電路、負載輸出控制電路及整流濾波電源電路，上述各功能電路與單片機上相應的功能接口連接；還包括水電導率檢測電路，電導率檢測電路由兩個水電阻探測電極、分壓電阻和運算放大器組成，其中一個探測電極接入由單片機產(chǎn)生的瞬間脈沖信號，另一個探測電極一路經(jīng)分壓電阻接地，一路連接運算放大器的同相輸入端；運算放大器的輸出端連接單片機的信號采樣腳。本發(fā)明通過檢測判斷水的電導率來控制飲水機，確保飲水機中水質(zhì)的質(zhì)量。
文檔編號G05B15/02GK1540463SQ20031011198
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者李宇, 陳惠標, 劉秀紅, 劉春蘭, 李 宇 申請人:廣州威納電子科技有限公司