一種基于單片機(jī)的智能燒水器

德州學(xué)院 張應(yīng)新 王志坤 張?chǎng)?姜巖偉 李磊

一種基于單片機(jī)的智能燒水器

德州學(xué)院 張應(yīng)新 王志坤 張?chǎng)?姜巖偉 李磊

這項(xiàng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)基于單片機(jī)控制的智能燒水器，主要是為了解決現(xiàn)在市場(chǎng)上燒水器存在的沒(méi)有斷電系統(tǒng)和燒不開(kāi)水的問(wèn)題。這項(xiàng)設(shè)計(jì)的核心是溫度傳感器和向單片機(jī)傳遞信號(hào)，單片機(jī)控制蜂鳴器、定時(shí)器和GSM模塊發(fā)出報(bào)警或保溫等一系列動(dòng)作。

燒水器；單片機(jī)；智能家居

1 研究目的

現(xiàn)在市場(chǎng)上的幾種燒水器，大都存在一些弊端。比如水燒開(kāi)時(shí)不會(huì)自動(dòng)斷電，浪費(fèi)電能；或者當(dāng)水燒開(kāi)時(shí)，燒水器會(huì)立刻斷電，而健康的燒水方法是當(dāng)水燒開(kāi)后再沸騰2～3分鐘。為解決上述問(wèn)題，我們給燒水器加上一套單片機(jī)控制系統(tǒng)和外圍電路,使其可以燒出健康的水，定時(shí)保溫，不產(chǎn)生水堿，使用戶(hù)喝上健康的水。并且其結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)合理，維護(hù)方便，便于批量化生產(chǎn)。

2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于燒水器的研究?jī)H限節(jié)省電力方面，也就是使水燒開(kāi)后立即斷電。但是這樣燒的水卻不健康。國(guó)外對(duì)于燒水器的研究也只是對(duì)于外觀的改造，并沒(méi)有在智能化上作出改進(jìn)。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 結(jié)構(gòu)部分

本裝置包括：普通燒水器、單片機(jī)、定時(shí)器、蜂鳴器、電熱絲、GSM模塊。蜂鳴器安裝在燒水器的上部，溫度傳感器安裝在壺嘴處，定時(shí)器、單片機(jī)、電熱絲位于同一水平位置，GSM模塊安裝在水壺外側(cè)。圖1為本設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖

3.2 電路設(shè)計(jì)

電源線(xiàn)與各元件均連接，對(duì)各元件集中供電；電熱絲與單片機(jī)之間有導(dǎo)線(xiàn)連接，單片機(jī)控制其溫度，從而控制狀態(tài)為加熱或者保溫；溫度傳感器通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與單片機(jī)連接，單片機(jī)控制其感應(yīng)水溫；定時(shí)器通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與單片機(jī)連接，單片機(jī)控制其決定加熱與保溫狀態(tài)的時(shí)間；蜂鳴器和GSM模塊均與單片機(jī)用導(dǎo)線(xiàn)相連，單片機(jī)控制其發(fā)出警報(bào)。

3.3 工作方式

本設(shè)計(jì)的思路是電熱絲對(duì)水進(jìn)行加熱。當(dāng)溫度感應(yīng)器感應(yīng)到水加熱到100℃時(shí)，向單片機(jī)發(fā)送信號(hào)。單片機(jī)控制定時(shí)器啟動(dòng)，定時(shí)時(shí)間為2～3分鐘。定時(shí)器達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，單片機(jī)控制蜂鳴器震動(dòng)發(fā)出警報(bào)，提醒人來(lái)斷電。若有人來(lái)斷電則一個(gè)工作流程結(jié)束；若超過(guò)1分鐘沒(méi)有人來(lái)斷電，則單片機(jī)控制電熱絲降溫到55℃，對(duì)水進(jìn)行保溫。同時(shí)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)定時(shí)器再次定時(shí)，定時(shí)時(shí)間為30分鐘。若30分鐘后依然沒(méi)有人來(lái)斷電，則單片機(jī)控制GSM模塊發(fā)出警報(bào)，提醒人來(lái)斷電，同時(shí)電熱絲不再工作。這樣既節(jié)省了電能，又減少了水堿的產(chǎn)生，保護(hù)了用戶(hù)的用水健康。

4 總結(jié)

相比于市面上傳統(tǒng)的燒水器而言，本設(shè)計(jì)所需的元器件價(jià)格低廉，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于批量化生產(chǎn)；且操作簡(jiǎn)單，能夠保障用戶(hù)的安全。論及本設(shè)計(jì)的不足之處，在于本設(shè)計(jì)模式單一，沒(méi)有太周全地考慮到老年人用戶(hù)和兒童的安全，所以只限于成年人使用。

張應(yīng)新，男，1998年出生，山東省德州市武城縣人，本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化。