CN201021171Y

CN201021171Y - 车用智能饮水机

Info

Publication number: CN201021171Y
Application number: CNU2007200315878U
Authority: CN
Inventors: 季新杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2017-04-20

Abstract

本实用新型是一种汽车上专用的智能饮水机。它包括一个加热容器、储水容器和智能控制器，在加热容器和储水容器之间设有水泵，在加热容器中设有电加热器、温度开关或温度传感器和磁浮开关，在储水容器中设有磁浮开关。它采用单片机作为本车用饮水机的控制核心，实现了自动加热、自动加水、出水量控制等控制功能，它还可对路面状况进行分析，具有模糊推理判断能力，防止了水泵的误启动；它还可进行过压和欠压时的声、光报警和具有自我保护功能。本饮水机的加水、加热的电源与控制电路电源相互独立，提高了它的安全和可靠性。因此，本实用新型具有智能化程度高、安全、可靠性高、使用方便的特点。

Description

车用智能饮水机

所属技术领域

本实用新型涉及一种饮水机，具体地说，它是一种汽车上专用的智能饮水机。

背景技术

在已有技术中，中国专利公布一些车载饮水机，如专利号ZL00237071、ZL02208559、ZL02274621、ZL03252166，这些专利主要是在饮水机机械结构方面的改进，而对饮水机控制方面的改进却涉及很少。普通的饮水机的控制电路比较简单，主要实现的是水温传感加热和加热与保温显示的功能。车用饮水机由于其特殊的使用环境，所要求的智能化程度要比普通饮水机高，比如：需要控制一次饮水的出水量、需要在汽车颠簸情况下对水位传感进行模糊判断，需要比普通饮水机更多的安全和防误操作措施等。但现有车载饮水机在智能化控制方面做得不够，使车用饮水机在实际使用中的可靠性、方便性和安全性等方面都显得欠缺。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对已有车载饮水机智能化程度较低的问题，提供一种智能化程度高的车用智能饮水机。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

它具有一个加热容器和储水容器，所述加热容器的进水口与储水容器的出水口通过水管连通，并在水管上设有水泵，其特殊之处是在所述的加热容器中设有电加热器、温度开关或温度传感器和磁浮开关，在储水容器中设有磁浮开关，它还具有一个智能控制器，该智能控制器包括一个将车用电源转换成本饮水机所用电源的电源转换电路和一个单片机，所述的水温传感开关、磁浮开关均接在该单片机的数字信号输入端口，所述的水温传感器接在一个电压跟随器的输入端，该电压跟随压的输出端接单片机的模拟信号输入端，在单片机的数据输出端口至少接有电加热器的继电器开关电路、水泵的继电器开关电路，LED指示器、蜂鸣器。

本实用新型进一步的改进方案如下：

在所述单片机的输入端还接有一个车载电源的过压欠压检测电路，该过压欠压检测电路由一个电阻分压器和一个由运算放大器接成的电压跟随器组成，所述电阻分压器的两端接车载电源的正、负极，其分压输出端与所述电压跟随器的正输入端相接。

所述的电源转换电路由两个12V电源转换电路和一个5V电源转换电路构成，在该两个12V电源转换电路的车载电源正输入端串接一个肖特基二极管，所述的5V电源转换电路接在一个12V电源转换电路的输出端；所述的12V电源转换电路至少由一个三端稳压器、并接在该三端稳压器输入端的低频滤波电容、接在其输出端的一个高频滤波电容和一个低频滤波电容构成；所述的5V电源转换电路由一个三端稳压器、接在其输出端的一个高频滤波电容和一个低频滤波电容构成。

通过上述技术方案可以看出，本实用新型采用了单片机作为本车用饮水机的控制核心，不仅实现了自动加热、自动加水、出水量控制、运行和故障显示等全自动控制功能，它还可对路面状况进行分析，对于局部、短时和非规律的水位振荡具有模糊推理判断能力，防止了水泵的误启动；同时，它还可实时检测车载电源电压，具有过压和欠压时的声、光报警；为了进一步确保饮水机控制的可靠性，本饮水机的加水、加热的电源与控制电路的电源相互独立，使饮水机的工作可靠性大大提高；同时，它在电源电路中还采用了肖特基二极管，可防止电源反接对控制器造成损坏，同时还兼有一定的过流保护作用。因此，本实用新型具有智能化程度高、安全、可靠性高、使用方便的特点。

附图说明

图1、本实用新型的整体结构示意图。

图2、智能控制器的电源转换电路图。

图3、智能控制器的电路原理图。

具体实施方式

参见图1，它具有一个加热容器1和储水容器2，所述加热容器的进水口与储水容器的出水口通过水管连通，在水管上设有水泵3，在加热容器1中设有电加热管4、温度开关5和磁浮开关6，在储水容器中设有磁浮开关7，它还具有一个智能控制器8，该智能控制器将根据所采集的温度开关和磁浮开关的信号完成自动加热和自动加水等的控制。

参见图2，本饮水机需要12V电源和5V电源，其中12V电源为水泵、加热管和控制电路中驱动电路的供电，5V电源为控制电路中的集成电路供电，为了将水泵、加热管的供电电源与控制器中的供电电源分开，本电源转换电路由两个12V电源转换电路9、10组成，这两个转换电路结构相同，以转换电路9为例，它具有一个三端稳压器U1，在该三端稳压器的输入端(1、2脚)并接有一个低频滤波电容C3和一个单向保护二极管D4，在其输出端(3、2脚)并接有一个高频滤波电容C5和一个低频滤波电容C6，并在三端稳压器的输入和输出端(1、3脚)跨接一个单向保护二极管D2，该转换电路9为水泵和加热管供电，所述的12V电源转换电路10为控制电路中的驱动电路等供电，所述的5V电源转换电路11接在12V电源转换电路10的输出端，它也具有一个三端稳压器U3，在该三端稳压器U3的输入端(1、2脚)接有一个单向保护二极管D9，在其输出端(3、2脚)接有一个高频滤波电容C8和一个低频滤波电容C10，并在三端稳压器的输入输出端(1、3脚)跨接一个单向保护二极管D10。所述的车载电源24V(或36V或48V)通过一个肖特基二极管D7接入本电源电路，用于防止电源反接对控制器造成损坏。

参见图1、3，本控制器具有一个单片机U5，用于核心控制，本例在单片机的RB1～RB5端口接有温度开关K4、K5、选择开关K6和磁浮开关K7、K8，其中温度开关K4为65℃温度开关、K5为85℃温度开关，选择开关K6可以选择这两个加热温度，磁浮开关K7是加热容器1内的磁浮开关6，磁浮开关K8是储水容器2内的磁浮开关7。本控制器可以采用2～3个温度开关来实现2～3个加热温度的选择，也可以采用温度传感器，进行一个温度范围内任意加热温度的选择。本例在单片机模拟信号输入端RA0端接有一个温度传感器的接口电路12，该接口电路12是一个由运算放大器U4B接成的温度采样放大电路，该温度采样放大电路接成一个电压跟随器，在该电压跟随器的正输入端接入一个由温度传感器RS1和精密电阻RS2构成的分压器；当水温发生变化时，温度传感器RS1的电阻值发生变化，分压器输出电压相应变化，电压跟随器将该采样电压放大后送入单片机，单片机可根据用户设置的温度进行加热控制。本控制器还设置了一个电源电压检测电路13，该检测电路也是由一个电阻分压器R3、R4和一个电压跟随器U4A连接构成，所述电阻分压器R3、R4的两端接车载电源+24V的正、负极，其分压输出端与所述电压跟随器的正输入端相接；当车载电源变化时，分压器的输出电压随之变化，该电压信号通过电压跟随器放大后送入单片机，单片机可以根据实测值与电源电压上、下额定值的比较结果而给出声、光报警指示。在单片机的RC0～RC7数据输出端口接有一个八路驱动集成电路U7，该集成电路U7的输出端OUT1接有一个烘烤箱的继电器开关电路14，所述的烘烤箱为可选件，U7的OUT2端接有一个加热管的继电器开关电路15，U7的OUT3端接有一个水泵的继电器开关电路16，U7的OUT4端接有一个蜂鸣器U6，U7的OUT5端接有一个保温指示灯LED4，U7的OUT6端接有一个缺水指示灯LED5，U7的OUT7端接有一个上电指示灯LED6，U7端接有一个欠压指示灯LED7。

本智能控制器的工作过程是：使用前，需在储水容器中加入足量的水，然后利用选择开关K6对加热温度进行选择，假设选择65℃。接通电源后，单片机开始工作，它先检测温度开关K4、磁浮开关K7、K8的状态和电压检测电路13的电压，这时，单片机可检测到磁浮开关K7为断开状态，则启动水泵向加热容器内加水，经过一段延时后，水被加满，单片机关闭水泵，启动加热器管工作，当加热容器内的水温达到65℃时，单片机关闭加热管。然后单片机随时对温度开关K4、磁浮开关K7、K8的状态和电压检测电路13的电压信号进行采集，其中对磁浮开关短时的、非规律的信号进行模糊处理，提取长时的和规律的信号作为磁浮开关的信号。当加热容器1出水时，其水位下降，磁浮子6随之下降，磁浮开关K7断开，单片机检测到该断开信号后延时3分钟，在延时期间内，可连续出水150cc，提供四人饮水的出水量，延时时间到时，单片机给出开启水泵的信号(即U7的OUT3输出低电平)，使水泵的继电器开关电路16动作，水泵工作，水泵指示灯LED3亮，经过设定的加水延时时间，单片机关闭水泵，然后启动加热管工作，则加热管的继电器开关电路15工作，加热指示灯LED2亮；当加热达到65℃时，温度开关K4断开，则单片机关闭加热管，同时，启动保温指示灯LED4亮；如果出水量小时，水位没有下降到磁浮开关动作的水位，则单片机不启动水泵和加热管。当储水容器2中的水位到达缺水水位时，磁浮开关K8断开，单片机将启动缺水指示灯LED5和蜂鸣器U6工作，进行声光报警；当单片机检测到车用电源欠压时，单片机将启动欠压指示灯LED7工作亮。总之，本饮水机在使用时，仅需在储水容器中注入足量的水，若接通总电源，控制器就会自动泵水、加热，自动进行温度检测、水位检测、路面状况分析和各种状态提示(电源接通提示、泵水提示、加热提示、保温提示、缺水提示、欠压合过压提示)等操作。

本饮水机采用单片机控制系统，其功能设置灵活、方便，它可以预留一些必备的接口电路，根据用户需要进行临时改装。

Claims

1.一种车用智能饮水机，它具有一个加热容器(1)和储水容器(2)，所述加热容器的进水口与储水容器的出水口通过水管连通，并在水管上设有水泵(3)，其特征是：在所述的加热容器(1)中设有电加热器(4)、温度开关(5)或温度传感器和磁浮开关(6)，在储水容器中设有磁浮开关(7)，它还具有一个智能控制器(8)，该智能控制器包括一个将车用电源转换成本饮水机所用电源的电源转换电路和一个单片机(U5)，所述的水温传感开关(K4、K5)、磁浮开关(K7、K8)均接在该单片机(U5)的数字信号输入端口，所述的水温传感器(RS1)接在一个电压跟随器(U4B)的输入端，该电压跟随压的输出端接单片机的模拟信号输入端，在单片机(U5)的数据输出端口至少接有电加热器的继电器开关电路(15)、水泵的继电器开关电路(16)，LED指示器(LED1～LED7)、蜂鸣器(U6)。

2.根据权利要求1所述的车用智能饮水机，其特征是：在所述单片机(U5)的输入端还接有一个车载电源的过压欠压检测电路(13)，该过压欠压检测电路由一个电阻分压器(R3、R4)和一个由运算放大器(U4A)接成的电压跟随器组成，所述电阻分压器的两端接车载电源的正、负极，其分压输出端与所述电压跟随器的正输入端相接。

3.根据权利要求1或2所述的车用智能饮水机，其特征是：所述的电源转换电路由两个12V电源转换电路(9、10)和一个5V电源转换电路(11)构成，在该两个12V电源转换电路的车载电源正输入端串接一个肖特基二极管(D7)，所述的5V电源转换电路(11)接在一个12V电源转换电路(10)的输出端；所述的12V电源转换电路至少由一个三端稳压器(U1)、并接在该三端稳压器输入端的低频滤波电容(C3)、接在其输出端的一个高频滤波电容(C5)和一个低频滤波电容构成(C6)；所述的5V电源转换电路由一个三端稳压器(U3)、接在其输出端的一个高频滤波电容(C8)和一个低频滤波电容(C10)构成。