本發明涉及一種家用電器領域，特別涉及一種基于單片機控制的健康式飲水機。

背景技術：

隨著社會不斷地進步與發展，人們對于健康的生活方式的追求越來越明顯，對于家用電器的要求越來越高，隨著時間的推移，傳統式的飲水機性能肯定會滿足不了使用者的健康要求而逐漸被淘汰。現有市場的傳統式飲水機的熱水是被反復進行加熱，形成千沸水，浪費了能源，且加熱水箱容易形成水垢而導致飲水機使用壽命降低以及水質降低，同時傳統式飲水機的熱水和冷水沒有分離，是混合進行加熱，延長了加熱時間以及容易形成不開水，并且傳統式飲水機不能夠保證熱水的供應量，需要進行等待，浪費了時間，設計不夠人性化，滿足不了現有社會快節奏的生活，也不能夠保證加熱過的水當晚全部飲用完，容易形成過夜水，不能夠保證飲用水的新鮮度。水是生命的源泉，是人們必不可少，上述所述的千沸水、不開水以及過夜水根據科學報道，千沸水容易導致胃腸功能失調，機體缺氧，嚴重者會昏迷驚厥，甚至死亡，不開水使得患膀胱癌與直腸癌的幾率顯著地提高，過夜水和開水過夜最易細菌生長繁殖，使亞硝酸鹽含量因隔夜而上升，容易導致致病發生。基于上述問題提出一種基于單片機控制的健康式飲水機。

技術實現要素：

本發明的目的是在不增加太多的生產成本下，在現有市場傳統式飲水機的基礎上重新設計結構以及內部控制電路來克服現有市場傳統式飲水機的熱水反復加熱形成千沸水和冷熱水沒有分離而導致熱水達不到其沸點形成不開水以及熱水不能當天飲用完畢而導致熱水殘留形成過夜水等缺點，提供一種基于單片機控制的健康式飲水機。與現有市場的傳統式飲水機相比，增置了多個液位傳感器、溫度傳感器、保溫水箱、熱水按鈕開關、冷水按鈕開關、泄水按鈕開關、多道電磁閥以及單片機控制電路。基于單片機控制技術，利用多個所述液位傳感器和所述溫度傳感器檢測信號以及控制所述熱水按鈕開關、所述冷水按鈕開關和所述泄水按鈕開關的啟閉，通過所述單片機的程序來控制相對應的所述電磁閥的啟閉，現實加熱、冷水和熱水完全分離以及始終提供足夠熱水供應量的功能，有效地避免了熱水重復加熱形成千沸水以及減少了水垢的形成而降低飲水機的使用壽命和水質，同時也能夠有效地避免了冷水和熱水混合加熱而導致熱水加熱不到其沸點（不開水）和延長了加熱時間等問題。本發明可以通過所述泄水按鈕開關控制其對應的所述電磁閥開啟，能夠泄出保溫水箱里的熱水，并且能夠保證加熱水箱停止進水以及加熱，有效地避免了形成過夜水和有效地保證了飲用水的新鮮度，同時因為設有所述熱水按鈕開關和所述冷水按鈕開關，有效地防止了水資源因所述熱水和冷水開關損壞而導致水資源浪費以及熱水燙傷使用者等問題的出現。本發明有利于人類健康，提高了加熱效率，節省了使用者時間，節約能源與資源，符合國家節能環保綠色發展新理念，具有很好的實用價值和巨大的推廣價值。

為了實現上述目的，本發明提供了基于單片機控制的健康式飲水機，所述基于單片機控制的健康式飲水機包括盛水桶、飲水機體、水桶托架、導水柱、水箱、第一道電磁閥、第二道電磁閥、加熱水箱、排氣管、上液位傳感器、下液位傳感器、溫度傳感器、第三道電磁閥、保溫水箱、液位傳感器、第四道電磁閥、水管、熱水開關、冷水開關、熱水按鈕開關、冷水按鈕開關、泄水按鈕開關、控制電路、變壓器、整流橋、電容、穩壓管、接地線、5V高電平線、電阻、單片機、GND接地引腳、5V高電平引腳、三極管、繼電器、加熱器；所述基于單片機控制的健康式飲水機由結構和控制電路所組成。

可選的，所述基于單片機控制的健康式飲水機的所述結構包括盛水桶、飲水機體、水桶托架、導水柱、水箱、第一道電磁閥、第二道電磁閥、加熱水箱、排氣管、上液位傳感器、下液位傳感器、溫度傳感器、第三道電磁閥、保溫水箱、液位傳感器、第四道電磁閥、水管、熱水開關、冷水開關、熱水按鈕開關、冷水按鈕開關、泄水按鈕開關；所述熱水按鈕開關、所述冷水按鈕開關和所述泄水按鈕開關安裝于所述飲水機體的外殼體上，所述水桶托架設置于所述飲水機體上，承載所述盛水桶，所述水箱設置于所述水桶托架下方，通過所述導水柱與所述盛水桶相連通，所述水箱通過所述水管和所述第一道電磁閥與所述加熱水箱相連通，同時通過所述水管和所述第二道電磁閥與所述冷水開關相連接。

可選的，所述加熱水箱上設置有所述排氣管、所述上液位傳感器、所述下液位傳感器以及所述溫度傳感器，并且所述加熱水箱通過水管和所述第三道電磁閥與所述保溫水箱相連通。所述保溫水箱上設置有所述液位傳感器，其下方通過所述水管與所述第四道電磁閥與所述熱水開關相連接。

可選的，所述基于單片機控制的健康式飲水機的所述控制電路包括變壓器、整流橋、電容、穩壓管、接地線、5V高電平線、電阻、單片機、三極管、繼電器、加熱器、上液位傳感器、下液位傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、熱水按鈕開關、冷水按鈕開關、泄水按鈕開關、第一道電磁閥、第二道電磁閥、第三道電磁閥以及第四道電磁閥等電器元件；所述變壓器通過導線與所述整流橋相應的兩端相連接，所述整流橋的另外兩端通過導線與所述電容相應的兩端相連接，所述電容通過導線與所述穩壓管相應的兩端相連接，所述穩壓管的相應兩端與所述電容的兩端相連接，所述電容的兩端引出所述接地線和所述5V高電平線，構成穩壓電路，所述接地線和所述5V高電平線與外接USB接頭的相應兩根導線相連接，通過外接USB的接頭插入所述單片機的USB插孔中將穩壓電路與單片機相連接。

可選的，所述溫度傳感器、所述上液位傳感器、所述下液位傳感器以及所述液位傳感器的兩個端子均通過導線與所述單片機的所述GND接地引腳和所述5V高電平引腳對應相連接，其另一端子均通過導線與所述單片機的四個不同信號引腳對應相連接，所述熱水按鈕開關、所述冷水按鈕開關和所述泄水按鈕開關的一端與所述單片機的所述5V高電平引腳相連接，所述熱水按鈕開關、所述冷水按鈕開關和所述泄水按鈕開關均與三個所述電阻并聯，所引出的導線與所述單片機三個不同的信號引腳對應連接，并聯的三個所述電阻的一端通過導線與所述單片機的所述GND接地引腳相連接。

可選的，所述單片機的五個不同的信號引腳通過導線與五個所述三極管的基極相連接，五個所述三極管的發射極均通過導線與所述單片機的所述GND接地引腳相連接，五個所述三極管的集電極通過導線與五個所述繼電器相應的端子相連接，五個所述繼電器相應的一個端子通過導線均與所述單片機的所述5V高電平引腳相連接，五個所述繼電器相應的兩個端子通過導線分別與所述加熱器、所述第一道電磁閥、所述第二道電磁閥、所述第三道電磁閥以及所述第四道電磁閥對應連接。

本發明基于單片機控制的健康式飲水機的有益效果在于：本發明基于單片機控制技術，利用多個所述液位傳感器和所述溫度傳感器檢測信號以及控制所述熱水按鈕開關、所述冷水按鈕開關以及所述泄水按鈕開關啟閉，通過所述單片機的程序來控制相對應的所述電磁閥的啟閉，現實加熱、冷水和熱水完全分離以及始終提供足夠熱水供應量的功能，現實加熱、冷水和熱水完全分離以及始終提供足夠熱水供應量的功能，有效地避免了熱水重復加熱形成千沸水以及減少了水垢的形成而降低飲水機的使用壽命和水質，同時也能夠有效地避免了冷水和熱水混合加熱而導致熱水加熱不到其沸點（不開水）和延長了加熱時間等問題。本發明可以通過所述泄水按鈕開關控制其對應的所述電磁閥開啟，能夠有效地泄出保溫水箱里的熱水，并且能夠保證加熱水箱停止進水以及加熱，有效地避免了形成過夜水和有效地保證了飲用水的新鮮度，同時因為設有所述熱水按鈕開關和所述冷水按鈕開關，有效地防止了水資源因所述熱水開關和所述冷水開關的損壞而導致水資源浪費以及熱水燙傷使用者等問題的出現。本發明有利于人類健康，提高了加熱效率，節省了使用者時間，節約能源與資源，符合國家節能環保綠色發展新理念，具有很好的實用價值和巨大的推廣價值。

附圖說明

圖1為本發明基于單片機控制的健康式飲水機結構示意圖。

圖2為本發明基于單片機控制的健康式飲水機體結構示意圖。

圖3為本發明基于單片機控制的健康式飲水機三維立體圖。

圖4為本發明基于單片機控制的健康式飲水機的控制電路圖。

圖5為本發明Arduino單片機外觀圖。

標注說明：1、盛水桶；2、飲水機體；21、水桶托架；22、導水柱；23、水箱；231、第一道電磁閥；232、第二道電磁閥；24、加熱水箱；241、排氣管；242、上液位傳感器；243、下液位傳感器；244、溫度傳感器；245、第三道電磁閥；25、保溫水箱；251、液位傳感器；252、第四道電磁閥；26、水管；27、熱水開關；28、冷水開關；29、熱水按鈕開關；210、冷水按鈕開關；211、泄水按鈕開關；3、控制電路；31、變壓器；32、整流橋；33、電容；34穩壓管；35、接地線；36、5V高電平線；37、電阻；38、單片機；381、GND接地引腳；382、5V高電平引腳；39、三極管；310、繼電器；311、加熱器。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。

本發明為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于單片機控制的健康式飲水機，結合圖1至圖5，對本實施例進行詳細闡述。

所述基于單片機控制的健康式飲水機：包括盛水桶、飲水機體、水桶托架、導水柱、水箱、第一道電磁閥、第二道電磁閥、加熱水箱、排氣管、上液位傳感器、下液位傳感器、溫度傳感器、第三道電磁閥、保溫水箱、液位傳感器、第四道電磁閥、水管、熱水開關、冷水開關、熱水按鈕開關、冷水按鈕開關、泄水按鈕開關、控制電路、變壓器、整流橋、電容、穩壓管、接地線、5V高電平線、電阻、單片機、GND接地引腳、5V高電平引腳、三極管、繼電器、加熱器。

所述基于單片機控制的健康式飲水機結構：包括盛水桶1和飲水機體2，所述飲水機體2用于承載所述盛水桶1的功能部件。所述飲水機體2：包括水桶托架21、導水柱22、水箱23、加熱水箱24、保溫水箱25、水管26、熱水開關27、冷水開關28、熱水按鈕開關29以及冷水按鈕開關210、泄水按鈕開關211等零部件組成；所述水桶托架21設置在所述飲水機體2上，并用于承載所述盛水桶1。所述水箱23設置在所述水桶托架21下方，通過所述導水柱22與所述盛水桶1相連通，并且所述水箱下方設置第一道電磁閥231和第二道電磁閥232。具有排氣管241的所述加熱水箱24通過所述第一道電磁閥231和所述水管26與所述水箱23相聯通，并且在所述加熱水箱24上設置上液位傳感器242、下液位傳感器243以及溫度傳感器244，同時在所述加熱水箱24下方設有第三道電磁閥245。所述保溫水箱25通過所述第三道電磁閥245和所述水管26與所述加熱水箱24相連通，并且所述保溫水箱25上設置有液位傳感器251，其下方設有第四道電磁閥252。所述熱水開關27通過所述第四道電磁閥252和所述水管26相連通，所述冷水開關28通過所述第二道電磁閥232和所述水管26與所述水箱23相聯系，上述連接關系如圖二所示。所述熱水按鈕開關29、所述冷水按鈕開關210和所述泄水按鈕開關21安裝在所述飲水機體2的外殼體上，如圖三所示。所述第二道電磁閥232和所述第四道電磁閥252設置的目的是防止所述熱水開關29和所述冷水開關210損壞而導致人員傷害或者資源的浪費。

所述基于單片機控制的健康式飲水機的所述控制電路3，包括：變壓器31(220-5V)、整流橋32、電容33、穩壓管34、接地線35、5V高電平線36、電阻37、單片機38、三極管39、繼電器310、加熱器311、第一道電磁閥231、第二道電磁閥232、第三道電磁閥245、第四道電磁閥252、上液位傳感器242、溫度傳感器244、下液位傳感器243、液位傳感器251、熱水按鈕開關29、冷水按鈕開關210、泄水按鈕開關211等電器元件組成；所述變壓器31與所述整流橋32兩端子相連接，所述整流橋32的另外兩端子與所述電容33相連接，所述電容33的正極與所述穩壓管34的信號輸入端子相連接，所述電容33的負極與所述穩壓管34的GND接地端相連接，所述穩壓管34的信號輸出端子與所述電容33的正極相連接，所述穩壓管34的GND接地端子與所述電容33的負極相連接。所述電容33的正極與所述5V高電平線36相連接，所述電容33的負極與所述接地線35相連接，所述5V高電平線36和所述接地線35與外接USB的高電平線和接地線對應連接，即構成了穩壓電路，如圖四所示。通過USB接頭插入所述單片機38的USB接口，使得上述穩壓電路（220V交流轉換成5V直流）與所述單片機38相連通，提供所述單片機38的5V電源。

所述溫度傳感器244的三個端子分別與所述單片機38的所述5V高電平引腳382、所述GND接地引腳381以及所述單片機38的A2信號引腳相連接。所述上液位傳感器242的三個端子分別與所述單片機38的所述5V高電平引腳382、所述GND接地引腳381以及所述單片機38的A3信號引腳相連接。所述下液位傳感器243的三個端子分別與所述單片機38的所述5V高電平引腳382、所述GND接地引腳381以及所述單片機38的A4信號引腳相連接。所述液位傳感器251的三個端子分別與所述單片機38的所述5V高電平引腳382、所述GND接地引腳381以及所述單片機38的A5信號引腳相連接。所述熱水按鈕開關29一端與所述單片機38的所述5V高電平引腳382連接，另一端與所述電阻37并聯，且與所述單片機38的A6信號引腳相連接，所述電阻37的另一端與所述GND接地引腳381相連接。所述冷水按鈕開關210一端與所述單片機38的所述5V高電平引腳382連接，另一端與所述電阻37并聯，且與所述單片機38的A7信號引腳相連接，所述電阻37的另一端與所述GND接地引腳381相連接。所述泄水按鈕開關211一端與所述單片機38的所述5V高電平引腳382連接，另一端與所述電阻37并聯，且與所述單片機38的A1信號引腳相連接，所述電阻37的另一端與所述GND接地引腳381相連接連接，方式如圖四所示。

所述單片機38的信號引腳D5、D6、D7、D8和D9都通過導線與五個所述電阻37的一端相連接，五個所述電阻37的另一端均與五個所述三極管39的基極相連接，五個所述三極管39的發射極均與所述單片機38的所述GND接地引腳381相連接，五個所述三極管39的集電極均與五個所述繼電器310的一端相連接，五個所述繼電器310的一端與所述單片機38的所述5V高電平引腳382相連接，五個所述繼電器310的另外兩端分別與所示加熱器311、所述第一道電磁閥231、所述第二道電磁閥232、所述第三道電磁閥245以及所述第四道電磁閥252相連接，所述加熱器311設置于所述加熱水箱24內部，上述電路連接即構成了核心控制電路，連接方式如圖四所示。

本發明基于單片機控制的健康式飲水機需要提前將實現所述功能的程序導入所述單片機38，在初始狀態時，所述第一道電磁閥231、所述第二道電磁閥232、所述第三道電磁閥245以及所述第四道電磁閥252的電磁閥開關均處于斷開狀態，也就是機械閥門均處于閉合狀態。當使用者需要使用本發明基于單片機控制的健康式飲水機時，首先需要接通電源以及打開電源開關，導入的程序控制所述單片機38的D6信號引腳輸出高電平,通過所述電阻37、所述三極管39以及所述繼電器310使得所述第一道電磁閥231的電磁開關閉合，機械閥門打開，使得所述水箱23的飲用水進入所述加熱水箱24，當所述加熱水箱24的所述上液位傳感器242沒有檢測到信號時，所述第一道電磁閥231的機械閥門一直處于打開狀態，直到飲用水達到所述上液位傳感器242所檢測的高度時，說明所述加熱水箱24的飲用水已灌滿，此時所述上液位傳感器242檢測到信號從A3信號引腳輸入低電平，通過導入的程序控制所述第一道電磁閥231的電磁開關斷開，機械閥門閉合，有效地將冷熱水完全分離，提高了加熱速度，避免了冷熱水混合加熱形成不開水，同時控制所述單片機38的D5信號引腳輸出高電平，通過所述電阻37、所述三極管39以及所述繼電器310驅使所述加熱器311給所述加熱水箱24的飲用水進行加熱。

當加熱溫度未到達所述溫度傳感器244所設定的溫度（假設大于或等于100攝氏度）時，所述加熱器311繼續加熱。當達到所檢測溫度時，所述溫度傳感器244檢測到信號，從A2信號引腳輸入低電平，通過導入的程序控制所述單片機38的D5信號引腳輸出低電平，所述加熱器311停止加熱，同時控制所述單片機38的D8信號引腳輸出高電平，通過所述電阻37、所述三極管39以及所述繼電器310使得所述第三道電磁閥245的電磁開關閉合，機械閥門打開，即將所加熱到沸點溫度的水導入所述保溫水箱25。當所述下液位傳感器243檢測到信號，從A4信號引腳輸入低電平，通過導入程序控制所述第三道電磁閥245和所述加熱器311保持前一個狀態，說明所述加熱水箱24里的熱水沒有完全流入所述保溫水箱25，直到所述下液位傳感器243沒有檢測到信號，通過導入的程序控制所述第三道電磁閥245的電磁開關斷開，機械閥門閉合，說明熱水全部進入所述保溫水箱25，有效地避免了熱水重復加熱形成千沸水。

當所述保溫水箱25的所述液位傳感器251未檢測到信號時，所述第一道電磁閥231的電磁開關閉合，機械閥門打開，冷水再次從所述水箱23進入所述加熱水箱24，重復上述操作，直到所述保溫水箱25的熱水量到達所述液位傳感器251所檢測的高度時，從所述單片機38的A5信號引腳輸入低電平，通過導入的程序控制所有的電磁閥均處于初始狀態（機械閥門關閉）。

當使用者需要使用熱水時，按下所述熱水按鈕開關29，所述單片機38的A6信號引腳輸入低電平，通過導入程序控制所述單片機38的D9信號引腳輸出高電平，通過所述電阻37、所述三極管39以及所述繼電器310使得所述第四道電磁閥252的電磁開關閉合，機械閥門打開，再打開所述熱水開關27，即可將所述保溫水箱25的熱水導出，所取熱水量足夠時，先關閉所述熱水按鈕開關29，使得所述第四道電磁閥252處于初始狀態（機械閥門關閉），再關閉所述熱水開關27，即可完成取熱水功能。如果需要的熱水量不能使所述保溫水箱25的所述液位傳感器251失去信號，所述開關均處于初始狀態，不進行加熱和補充熱水，反之，所述保溫水箱25的所述液位傳感器251沒有檢測到信號時，通過導入的程序控制其進行再次加熱補充所述保溫水箱25的熱水量。本發明能夠有效地保證了熱水的供應量，有效地避免了等待的時間，更加人性化。

當使用者需要使用冷水時，按下所述冷水按鈕開關210，所述單片機38的A7信號引腳輸入低電平，通過導入程序控制所述單片機38的D7信號引腳輸出高電平，通過所述電阻37、所述三極管39以及所述繼電器310使得所述第二道電磁閥232的電磁開關閉合，機械閥門打開，再打開所述冷水開關28，即可將所述水箱23的冷水導出，所取冷水量足夠時，先關閉所述冷水按鈕開關210，使得所述第二道電磁閥232處于初始狀態（機械閥門關閉），再關閉所述所述冷水開關28，即可完成取冷水功能。

當不需要保持足夠的熱水量（晚上或者下班之前）時，按下所述泄水按鈕開關211，所述單片機38的A1信號引腳輸入低電平，通過導入程序控制單片機38的D5、D6、D7、D8的信號引腳輸出低電平，所述加熱器311、所述第一道電磁閥231、所述第二道電磁閥232以及所述第三道電磁閥245均處于初始狀態（機械閥門關閉），不管所述液位傳感器251是否失去信號，始終不進行加熱和補充熱水，同時所述單片機38的D9信號引腳輸出高電平，通過所述電阻37、所述三極管39以及所述繼電器310使得所述第四道電磁閥252的電磁開關閉合，機械閥門打開，即可在不使用飲水機之前將所述保溫水箱25的熱水使用完畢，有效地避免了飲用水殘留堆積形成過夜水，有效地保證了飲用水的新鮮度。

本發明基于單片機控制的健康式飲水機在不增加太多的成本的情況下，能夠有效地避免了熱水重復進行加熱形成千沸水以及水垢產生而降低飲水機的使用壽命，同時冷熱水完全分離進行加熱，有效地避免了不開水的形成，通過單片機控制，有效地保證了熱水的供應量，節省了等待時間，同時有效地避免了飲用水的殘留堆積形成過夜水，有效地保證了飲用水的新鮮度。本發明的所述熱水按鈕開關和所述冷水按鈕開關的設置，能夠有效地防止所述熱水開關和冷水開關損壞而操作使用者燙傷或者水資源的浪費，整個操作簡單、使用便捷、節約能源，符合國家節能環保綠色發展的新理念，具有很好的實用價值和巨大的推廣價值。

本領域的普通技術人員可以理解，上述各實施方式是實現本發明的具體實施例，而在實際應用中，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和范圍。