智能饮水机控制系统设计方案

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1、智能饮水机控制系统设计方案第1章绪论随着电子技术的发展，各种电子产品逐步渗透到生活的各个角落。21世纪，电子产品将有更为迅猛的发展，它在国民经济发展中占有越来越重要的地位。可以想象，当今世界，脱离了电子产品将是一个黑暗与枯燥的世界。运用电子设计理论，充分结合生活实际，我们设计了该智能饮水机控制系统。1.1智能饮水机的慨述安全，健康，便捷的话题随时都是社会关注的焦点，随着人们日常生活水平的提高，方便而又具有现代生活气息的饮水机早已走入寻常百姓家，并在两三年内迅速赢得了市场。据不完全统计，全国大中城市约有80％以上的家庭拥有饮水机。饮水机已经不再是摆设品或奢侈品，而成为家

2、庭的必需品，在忙碌的都市生活中人们对饮水追求的是用得便捷与喝得健康，因此饮水机也不断的朝着智能化，人性化得方向发展。随着智能饮水机种类的日益增多，各种饮水机因机型不同，功能和用途也不尽相同，不同层次的消费者对饮水机的看法不同，这就需要设计者们根据实际情况来设计出使用于不同场合的职能饮水机，来给消费者带来方便。面对消费者新的需求，众多设计者通过技术改良在产品的外观造型、附加功能等方面大做文章，希望以此来迎得消费者的青睐。然而，无论款式如何新颖，炒作多么超前，传统饮水机始终没有解决消费者真正关心的“安全、便捷，健康”问题，这也成了限制整个设计者们进一步突破的天花板。在此背

3、景下，智能化的饮水机一经上市就引起了广泛的关注，并迅速受到消费者的青睐。相比传统的饮水机，智能饮水机在保证水质的新鲜，健康、用水的便捷，安全方面具有先天的优势：智能的饮水机都采用独特的芯片来控制整个饮水机系统，彻底切除了传统饮水机笨重与麻烦，改变了传统饮水机制取水的模式，20既当水杯放上饮水机时水就自动流出，既快捷、方便又安全；不仅如此，按普通三口之家计算，使用智能饮水机，一天的耗电量仅为0.4度，整机的耗电量比传统饮水机的节省50%。1.2设计的目的与意义随着科技的不断发展，人们的生活水平的不断提高，对技术产品的越来越多的使用，人们对产品的智能化、自动化要求也越来越

4、高。为了满足人们饮水时的方便，本课题设计出了一款智能饮水机。本着人性化化设计、安全，健康，便捷的原则，利用红外识别的科学技术原理，实现自动注水功能，解决了人们在忙碌生活着取水的不便。也给21世纪科技发展的浪潮带来了新的活力，也为电子产品智能饮水机的发展迈出了新的步伐。1.3设计要求及内容1．设计要求采用直流稳压，红外传感器，555定时器原理设计并制作一个自动识别水杯并注水的电路，主要技术指标要求：（1）电源电压5V；（2）555定时器定时时间18s；（3）555暂稳态时驱动继电器控制电磁阀工作。2．设计内容主要设计一个水杯自动识别并注水的电路，其设计内容主要包括一下几

5、个部分：（1）方案论证及系统框图；（2）单元电路设计；（5）电路安装、调试。20第2章系统方案论证2.1电源电路集成稳压桥式全波整流负载滤波变压器交流电源1．方案一图2-1方案一框图该方案的设计流程方框图如上所示，交流电经过降压，整流，滤波可以得到比较平滑的直流电，但由于交流电网输入电压的被动和电路负载的变化使直流电压不稳定，故在本直流电源中增加集成稳压电路以确保设备的正常工作。半桥整流交流电源降压电容分立稳压滤波负载2．方案二图2-2方案二框图AC220V电源电压，经降压电容，半桥整流，及滤波电容滤波和稳压二极管稳压后，取得+5的直流电来供负载使用。两种方案比较，在

6、功能方面都能实现对负载的供电，方案一主要通过变压器的降压及整流滤波来实现直流电的输出，该方案的稳定性高，实用性大。方案二通过二极管的降压及整流滤波来实现虽然元器件少但不易实现，故直流电源部分采用方案一。2.2水杯识别及信号处理电路1．方案一此水杯识别电路非常简单，采用TCRT5000作为信号识别元件，当水杯放到传感器上时为传感器提供反射条件，使红外线传感器输出高电平，高电平信号送到微分电20555单稳态延时下降沿脉冲信号图2-3方案一框图路经过微分和反相作用为555定时器提供一下降沿脉冲。该方案结构简单所用元器件较少，并且稳定性高。红外移动传感器微分非门2．方案二图2

7、-4方案二框图该电路采用灵敏度极高的红外移动传感器来对水杯进行识别，当水杯接近传感器时，微分电路得到+5V的电压信号，经过微分电路的微分和非门的作用，为555定时器提供一个下降沿脉冲，此电路所用元件价格昂贵，成本高。两种方案都能实现对水杯的自动识别和信号处理，方案一采用红外遮挡式传感器，元件独立，安装方便并且稳定性较高，方案二采用红外移动传感器，灵敏度很高但价格昂贵，经比较水杯识别及信号处理电路采用方案一。2.3定时电路红外遮挡传感器三极管反相微分1．方案一图2-5方案一框图20当下降沿脉冲到来时，给555单稳态电路提供一输入信号，从而启动555定时