智能饮水机 PPT课件

智能饮水机 IMA第二分队队长李维队员林春全李泸文陈锐楷陈文奕广东工业大学材料与能源学院广州市邮编510006 节能竞赛 简介 一 研制背景及意义二 设计方案三 重要模块简介1 人体红外模块2 Wifi模块3 光敏模块4 时钟模块5 继电器模块四 创新点及应用前景分析 节能竞赛 研制背景及意义 饮水机是采用瓶装水或自来水经净水器净化作为水源 利用电能对其进行加热 一年四季提供常温水或热水的饮水电器 它作为一个相对独立的家用电器 基本满足了人们日常的饮水 泡茶 冲咖即食食品以及调制冷饮的各种需要 伴随着人民生活水平的提高和桶装水的消费热潮 在国内快速发展10多年 已广泛应用于家庭 办公室 学生宿舍等 我国饮水机保有量近亿台 为人们的健康饮水起到了重要作用 节能竞赛 目前饮水机仍有许多不足之处 尤其其高耗能问题 以学生宿舍为例 饮水机正常工作时 平均每小时加热4次 加热时间约6分钟每小时 由于大部分学生的忽视 饮水机昼夜工作 以平均每天20小时计 加热时间达到120分钟 这远远超过了学生对热水的需求 频繁的加热造成了电能的浪费 按正常工作16小时和普通饮水机功率600W计 每台每天会浪费0 96度电 以每度0 68元算 即浪费了0 6528元 还有学生上课或节假日回家 宿舍处于无人状态时 若饮水机没有关机仍然正常工作 也会造成多余的加热耗电浪费 实际的耗电还要多 这不仅仅是经济损失 更是巨大的能源浪费 传统的循环加热模式 更会引起所谓 千滚水 直接危害人体的健康 针对这一现况 为实现节能环保的号召 同时结合物联网的时代潮流 IMA第二分队推出智能饮水机项目 这具有可观的应用前景 节能竞赛 节能竞赛 设计方案 本系统以stm8s105s4单片机为核心 辅以人体红外感应模块 光敏控制模块 WIFI模块 继电器 饮水机等 实现了一个可以自主控制又可以由手机控制的智能饮水机节能系统 有效的灵活控制饮水机加热 作为新一代的8位单片机 相对于51单片机 STM8的高性能表现非常出色 1 高性能 低价格的超高性能性价比STM8的一大特色 2 低功耗 STM8系列工作电压范围为2 95V 5 5V 同时还有专门的低功耗系列STM8L 3 抗干扰能力强 可靠性高 STM8具有看门狗 独立看门狗 窗口看门狗 反码寄存器 非法操作码等多种错误检查机制 以及良好的EMC 电磁兼容 特性 确保程序的正常运行 节能竞赛 STM8单片机原理图 节能竞赛 设计实现功能 1 能够感应人体发出的红外线 控制开关2 能用手机定时开关 并随时无线控制3 能够感应外界光线的亮暗 控制开关 节能竞赛 主要元器件简介 1 人体红外模块感应模块完整版HC SR501人体感应模块通过人体红外感应模块检测室内是否有人在活动 若有人在场 则饮水机保持工作状态 当人离开室内半个小时后 饮水机自动切断电源 停止加热 检测到有人又可开机 节能竞赛 工作原理及简介 HC SR50是基于红外线技术的自动控制模块 采用德国原装进口LHI778探头设计 灵敏度高 可靠性强 超低电压工作模式 广泛应用于各类自动感应电器设备 尤其是干电池供电的自动控制产品 感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间 在此期间模块 会间隔地输出0 3次 一分钟后进入待机状态 感应模块采用双元探头 探头的窗口为长方形 双元 A元B元 位于较长方向的两端 当人体从左到右或从右到左走过时 红外光谱到达双元的时间 距离有差值 差值越大 感应越灵敏 节能竞赛 电路图 节能竞赛 主要元器件简介 1 ESP8266串口WIFI无线模块WIFI收发无线模块用户自行设置早上晚上开机时间 可通过手机实现远程控制加热 节能竞赛 工作原理及简介 ESP8266是一款超低功耗的UART WiFi透传模块 拥有业内极富竞争力的封装尺寸和超低能耗技术 专为移动设备和物联网应用设计 可将用户的物理设备连接到Wi Fi无线网络上 进行互联网或局域网通信 实现联网功能 超低能耗 适合电池供电应用3 3V单电源供电贴片封装底贴工艺半孔贴片工艺超小体积封装 只有10 10毫米 节能竞赛 节能竞赛 主要元器件简介 1 新款光敏传感器模块光线检测光敏电阻模块光敏模块 节能竞赛 工作原理及简介 1 光敏电阻模块对环境光线最敏感 一般用来检测周围环境的光线的亮度 触发单片机或继电器模块等 2 模块在环境光线亮度达不到设定阈值时 DO端输出高电平 当外界环境光线亮度超过设定阈值时 DO端输出低电平 3 DO输出端可以与单片机直接相连 通过单片机来检测高低电平 由此来检测环境的光线亮度改变 4 DO输出端可以直接驱动继电器模块 由此可以组成一个光控开关 节能竞赛 电路图 节能竞赛 主要元器件简介 ds1302实时时钟模块DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片 内含有一个实时时钟 日历和31字节静态RAM 通过简单的串行接口与单片机进行通信 实时时钟 日历电路提供秒 分 时 日 周 月 年的信息 每月的天数和闰年的天数可自动调整 时钟操作可通过AM PM指示决定采用24或12小时格式 DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信 仅需用到三个口线 1 RST复位 2 I O数据线 3 SCLK串行时钟 时钟 RAM的读 写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信 DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mW 节能竞赛 实物图 节能竞赛 电路图 节能竞赛 主要元器件简介 1路继电器模块本模块5V继电器 高电平触发1 本模块符合国际安全标准 控制区域与负载区域有隔离槽 2 具有电源和继电器动作指示 吸合亮 断开不亮 3 信号输入端有信号时 公共端与常开端会导通 4 可以用作单片机开发板模块 可以用作家电控制 5 控制直流或者交流信号 可以控制220V交流负载 6 有一个常开和一个常闭触点 节能竞赛 创新点及应用前景分析 本系统设计具有通用性 适用于不同类型家庭电器 且容易对目前已经投入使用的饮水机进行改造 本系统通过手机操作和控制简便 有人性化的人机交互界面 容易使用它 各部分电路简单实用 稳定可靠 成本低廉 不会过多增加饮水机生产成本