自動(dòng)斷電式飲水機(jī)設(shè)計(jì)

摘 要：經(jīng)過多年的發(fā)展，飲水機(jī)在我國(guó)已成為家庭、辦公場(chǎng)所不可或缺的電器，目前我國(guó)飲水機(jī)擁有量已超過1.2億臺(tái)，國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)潛力巨大。然而傳統(tǒng)有膽飲水機(jī)卻存在反復(fù)加熱，留有水垢，熱膽的不銹鋼材質(zhì)產(chǎn)生硝酸鹽，高耗能，噪音和干燒的問題。本文節(jié)能智能飲水機(jī)利用其自動(dòng)定時(shí)設(shè)計(jì)和電路智能控制，利用接水掃描感應(yīng)后開始計(jì)時(shí)，再次接水會(huì)重新計(jì)時(shí)，累計(jì)超過設(shè)定值后自動(dòng)斷電，從而解決上述問題。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)斷電;計(jì)時(shí)器;定時(shí)節(jié)能;程序存儲(chǔ)器

1 設(shè)計(jì)背景

（1）項(xiàng)目概述?！白詣?dòng)斷電式”飲水機(jī)是對(duì)普通飲水機(jī)進(jìn)行了改裝，由于普通家用飲水機(jī)存在諸多弊病，其內(nèi)膽中的水反復(fù)燒開，“千滾水”中產(chǎn)生的亞硝酸鹽對(duì)人體有極大的致癌風(fēng)險(xiǎn)，因此我們對(duì)傳統(tǒng)飲水機(jī)加以改進(jìn)，使其在用戶接水后1個(gè)小時(shí)自動(dòng)斷電，從而不進(jìn)行反復(fù)加熱，同時(shí)在無人的情況下，可以自動(dòng)斷電以節(jié)約電能和防止反復(fù)加熱，極大地方便了使用者。

（2）項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景及意義。普通的家用飲水機(jī)打開加熱電源后，不管房間內(nèi)有沒有人，或者不論是白天還是夜晚都一直處于加熱、保溫狀態(tài)，普通飲水機(jī)在給人們提供飲用水的同時(shí)存在著水還沒有放干或放不干的余水反復(fù)燒開，導(dǎo)致有毒物質(zhì)大量沉積危害人體健康。為此，出現(xiàn)了不少改進(jìn)或改革型產(chǎn)品。如溫度延時(shí)式飲水機(jī)，其特點(diǎn)是：水被燒開后，若內(nèi)膽里的水沒有放干則利用溫度延時(shí)幾個(gè)小時(shí)不進(jìn)水，不燒水。這種飲水機(jī)沒有完全擺脫反復(fù)燒的現(xiàn)象，且受地理，季節(jié)等環(huán)境影響，控制不可靠;無熱膽飲水機(jī)，據(jù)了解，這種產(chǎn)品因加熱膽極?。ǚQ無熱膽）功率極大（1500 W以上），它不能節(jié)能降耗。這種飲水機(jī)安全、衛(wèi)生達(dá)不到要求，使用不方便。

經(jīng)過調(diào)查分析，我們對(duì)飲水機(jī)的節(jié)能進(jìn)行了估算：一臺(tái)飲水機(jī)，每年待機(jī)耗能約300度，用戶每年為此要支付144元的電費(fèi);以目前全國(guó)飲水機(jī)4000萬臺(tái)左右的保有量計(jì)算，僅此一項(xiàng)，每年的用電能耗就達(dá)120億度，電費(fèi)支出則高達(dá)58億元。據(jù)調(diào)查，目前有71.52%居民家中正在使用飲水機(jī)，可見飲水機(jī)的應(yīng)用非常廣泛。采用“自動(dòng)斷電式”飲水機(jī)，全國(guó)每年將節(jié)約120億度電。

2 硬件設(shè)計(jì)

（1）單片機(jī)外部存儲(chǔ)器系統(tǒng)擴(kuò)展圖。外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展：8098單片機(jī)僅有256個(gè)字節(jié)的片內(nèi)RAM，不可能存放程序，也難以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。因此要為8098單片機(jī)系統(tǒng)配置相應(yīng)的片外存儲(chǔ)器，即數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器。

（2）系統(tǒng)工作原理。本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的功能及操作要點(diǎn)在下面做一說明 。

用戶可以通過鍵盤或程序來選擇是否選用光控環(huán)節(jié)。以下先就光控環(huán)節(jié)的原理及應(yīng)用作一介紹光控環(huán)節(jié)由于采用了數(shù)字型測(cè)光器件，它可以直接將光的亮度直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字。這就使系統(tǒng)少了一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，減少了系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，節(jié)約了系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的數(shù)值做出反應(yīng)，給出開關(guān)燈的指令。

系統(tǒng)可通過鍵盤來預(yù)先設(shè)置限定時(shí)間的開關(guān)燈及軟啟動(dòng)和軟關(guān)閉。這些都可通過鍵盤來設(shè)置。在設(shè)定系統(tǒng)的開關(guān)燈和軟啟動(dòng)軟關(guān)閉時(shí)間時(shí)，有關(guān)的數(shù)據(jù)會(huì)通過LCD板顯示出來。用戶可根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)很容易看出系統(tǒng)工作在什么狀態(tài)。

（3）系統(tǒng)內(nèi)外引線實(shí)現(xiàn)圖。控制電路原理圖如圖1。

P1.0與按鍵相連，當(dāng)按下飲水機(jī)開關(guān)接水時(shí)，即按下了圖中的開關(guān)，P1.0變?yōu)榈碗娖?，此時(shí)，通過單片機(jī)程序，延時(shí)設(shè)定時(shí)間后， P2.0口由低電平變?yōu)楦唠娖剑虘B(tài)繼電器斷開，飲水機(jī)斷電。

（4）定時(shí)節(jié)能的實(shí)現(xiàn)。根據(jù)調(diào)查，確定最佳的延時(shí)時(shí)間，當(dāng)最后一次接水后，超過這個(gè)設(shè)定的時(shí)間還沒有人繼續(xù)接水，系統(tǒng)默認(rèn)為無人接水狀態(tài)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)斷電，如在晚上睡覺的時(shí)候，沒有關(guān)閉飲水機(jī)的電源，飲水機(jī)會(huì)自動(dòng)斷電，以減少晚上反復(fù)加熱對(duì)電能的浪費(fèi)，如果在設(shè)定時(shí)間之內(nèi)有人繼續(xù)接水，系統(tǒng)則重新開始計(jì)時(shí)，以保證不影響正常的飲水。以此達(dá)到節(jié)能的目的。

3 軟件總框圖

單片機(jī)控制延時(shí)時(shí)間以及對(duì)按鍵的檢測(cè)，其軟件流程框圖如圖2。

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作者簡(jiǎn)介：羅昊（1990-），男，湖北襄陽人，本科，初級(jí)，研究方向：液壓與氣壓傳動(dòng)。