一種飲料調(diào)溫機(jī)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種飲料調(diào)溫機(jī)及其控制方法，包括用于對(duì)飲料進(jìn)行調(diào)溫的液體制冷加熱單元和對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)用熱量進(jìn)行冷卻的冷卻單元；所述液體制冷加熱單元包括互相連接的儲(chǔ)水槽、第二水冷頭、微型潛水泵，所述冷卻單元包括互相連接的水冷泵、散熱水排和第一水冷頭，所述第一水冷頭與第二水冷頭之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷片，散熱水排下部設(shè)置有風(fēng)扇，風(fēng)扇下部為控制電路，控制電路包括單片機(jī)和與單片機(jī)電連接的按鍵電路、H橋電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路、溫度傳感器和OLED顯示模塊。使用時(shí)，啟動(dòng)制熱/制冷功能，H橋通過(guò)正向/反向電流，實(shí)現(xiàn)制熱/制冷工序。本發(fā)明功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單，散熱良好，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性好，可實(shí)現(xiàn)飲料的自動(dòng)調(diào)溫，設(shè)計(jì)人性化。
【專利說(shuō)明】
一種飲料調(diào)溫機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及飲料機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種飲料調(diào)溫機(jī)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活水準(zhǔn)的日益提高，在家庭、辦公室及其它公共場(chǎng)所被廣泛使用的普通純凈水飲水機(jī)已不能滿足人們更高的要求，而且隨著生活節(jié)奏日益加快，時(shí)間對(duì)于人來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的，沖調(diào)飲料的時(shí)候會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間，而且沖調(diào)飲料時(shí)溫度不是很好控制，容易造成太燙或者太冷，浪費(fèi)了人們很多時(shí)間，所以設(shè)計(jì)一種可以控制溫度的飲料機(jī)，就成為了一個(gè)急需解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種飲料調(diào)溫機(jī)及其控制方法，可以有效解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:包括用于對(duì)飲料進(jìn)行調(diào)溫的液體制冷加熱單元和對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)用熱量進(jìn)行冷卻的冷卻單元;所述液體制冷加熱單元包括儲(chǔ)水槽、第二水冷頭、微型潛水栗，所述儲(chǔ)水槽上部通過(guò)管道與第二水冷頭一端連接，所述第二水冷頭另一端通過(guò)管道與微型潛水栗一端連接，所述微型潛水栗另一端與儲(chǔ)水槽連接使得需要制冷加熱的液體返回到儲(chǔ)水槽中；所述冷卻單元包括水冷栗、散熱水排和第一水冷頭，所述水冷栗輸出口通過(guò)管道與散熱水排輸入口連接，所述散熱水排輸出口通過(guò)管道與第一水冷頭輸入口連接，所述第一水冷頭輸出口通過(guò)管道與水冷栗輸入口連接;所述第一水冷頭與第二水冷頭之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷片;所述散熱水排下部設(shè)置有風(fēng)扇，所述風(fēng)扇下部為控制電路，所述控制電路包括單片機(jī)和與單片機(jī)電連接的按鍵電路、H橋電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，所述單片機(jī)還與溫度傳感器與OLED顯示模塊電連接。
[0005]上述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器設(shè)置在儲(chǔ)水槽上。
[0006]上述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述OLED顯示模塊設(shè)置在散熱水排上。
[0007]上述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器、OLED顯示模塊、按鍵電路、H橋電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)均與電源電路電連接。
[0008]上述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述儲(chǔ)水槽上通過(guò)管道連接有放水口。
[0009]上述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述單片機(jī)為STC90C58RD+芯片。
[0010]上述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器為DS18B20。
[0011 ]上述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路為基于大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF540的驅(qū)動(dòng)電路。
[0012]—種飲料調(diào)溫機(jī)控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0013]S1、進(jìn)入主界面，等待按鍵選擇功能；
[0014]S2、啟動(dòng)制冷和制熱功能，以及冷熱選擇設(shè)置功能；
[0015]S3、若選擇制熱功能，H橋通過(guò)正向電流，水冷風(fēng)扇啟動(dòng)，循環(huán)栗啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制熱工序;
[0016]S4、若選擇制冷功能，H橋通過(guò)反向電流，水冷風(fēng)扇啟動(dòng)，循環(huán)栗啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制冷工序;
[0017]S5、步驟S3和S4的進(jìn)行制熱或者制冷工序后，判斷液體是否達(dá)到所需溫度，若未達(dá)到繼續(xù)步驟S3和S4工序，若達(dá)到則停止所有負(fù)載工作。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]本發(fā)明功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)單，散熱良好，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性好，制熱制冷效果好，可實(shí)現(xiàn)飲料的自動(dòng)調(diào)溫，設(shè)計(jì)人性化，便于推廣使用。
[0020]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的前視結(jié)構(gòu)示意圖。?0022]圖2是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明的后視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明的控制電路原理框圖。
[0025]圖5是本發(fā)明的控制方法流程圖。
[0026]圖6是本發(fā)明的單片機(jī)及其外圍電路原理圖。
[0027]圖7是本發(fā)明的負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路原理圖。
[0028]圖8是本發(fā)明的H橋電路原理圖。
[0029]圖9是本發(fā)明的電源電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1-5所示，一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:包括用于對(duì)飲料進(jìn)行調(diào)溫的液體制冷加熱單元和對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)用熱量進(jìn)行冷卻的冷卻單元;所述液體制冷加熱單元包括儲(chǔ)水槽5、第二水冷頭32、微型潛水栗10，所述儲(chǔ)水槽5上部通過(guò)管道與第二水冷頭32—端連接，所述第二水冷頭32另一端通過(guò)管道與微型潛水栗10—端連接，所述微型潛水栗10另一端與儲(chǔ)水槽5連接使得需要制冷加熱的液體返回到儲(chǔ)水槽5中；所述冷卻單元包括水冷栗9、散熱水排2和第一水冷頭31，所述水冷栗9輸出口通過(guò)管道與散熱水排2輸入口連接，所述散熱水排2輸出口通過(guò)管道與第一水冷頭31輸入口連接，所述第一水冷頭31輸出口通過(guò)管道與水冷栗9輸入口連接;所述第一水冷頭31與第二水冷頭32之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷片4;所述散熱水排2下部設(shè)置有風(fēng)扇I，所述風(fēng)扇I下部為控制電路，所述控制電路包括單片機(jī)15和與單片機(jī)15電連接的按鍵電路12、Η橋電路13、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路14，所述單片機(jī)15還與溫度傳感器7與OLED顯示模塊8電連接。
[0031 ]本實(shí)施例中，所述溫度傳感器7設(shè)置在儲(chǔ)水槽5上。
[0032]本實(shí)施例中，所述OLED顯示模塊8設(shè)置在散熱水排2上。
[0033]本實(shí)施例中，所述溫度傳感器7、0LED顯示模塊8、按鍵電路12、H橋電路13、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路14、單片機(jī)15均與電源電路11電連接。
[0034]本實(shí)施例中，所述儲(chǔ)水槽5上通過(guò)管道連接有放水口6。
[0035]本實(shí)施例中，所述單片機(jī)15為STC90C58RD+芯片，所述溫度傳感器7為DS18B20。如圖6所示，主控制器采用STC90C58RD+，此款型號(hào)是兼容51內(nèi)核的增強(qiáng)版單片機(jī)，元件封裝采用貼片式LQFP-44，大幅度減小在電路板中占用面積。Yl與其周圍電路構(gòu)成單片機(jī)時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)9腳為復(fù)位引腳，由CS與R28組成了 RC上點(diǎn)復(fù)位電路，按下RST后，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。P9為單片機(jī)系統(tǒng)的程序下載接口，SI可以將單片機(jī)電源與外部電源隔離，避免下載程序時(shí)電腦USB過(guò)載導(dǎo)致藍(lán)屏。溫度傳感器使用DS18B20，該器件具有精度高，體積小，硬件電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，可使用單總線協(xié)議操作。人機(jī)交互部分使用OLED顯示，按鍵在不同頁(yè)面的功能在屏幕右方顯示，操作簡(jiǎn)單，響應(yīng)速度快。另外，還有6個(gè)LED組成了程序指示燈，用于指示當(dāng)前程序運(yùn)行進(jìn)度信息，方便調(diào)試程序。
[0036]本實(shí)施例中，所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路14為基于大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF540的驅(qū)動(dòng)電路。如圖7所示，為負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路原理圖。由于該裝置工作電流大，瞬時(shí)沖擊電流大，所造成的干擾也就強(qiáng)，負(fù)載驅(qū)動(dòng)部分使用了光耦隔離電信號(hào)，間接的將信號(hào)隔離開(kāi)，由于單片機(jī)上電復(fù)位瞬間1為高電平狀態(tài)，如果不采取措施保護(hù)，負(fù)載啟動(dòng)瞬間會(huì)將電源損壞。所以該電路使用Q2起到信號(hào)倒相的作用，同時(shí)可以起到驅(qū)動(dòng)VT2的作用，保證VT2完全導(dǎo)通。電路中一共有5組類似的驅(qū)動(dòng)電路，工作電流大，所以電路板部分走線使用了開(kāi)窗不蓋油的工藝，焊接時(shí)可以加厚銅箔，增大載流截面積，可使大電流通過(guò)。
[0037]如圖8所示，為H橋電路原理圖。IRF5210與IRF3710組成了對(duì)管結(jié)構(gòu)，SWl與SW2的信號(hào)相同時(shí)，負(fù)載無(wú)電流通過(guò)。SWI與SW2信號(hào)相反時(shí)，即可改變電流方向。當(dāng)電流正向流過(guò)制冷片時(shí)，A面制冷，B面制熱。相反，當(dāng)電流反向流過(guò)制冷片時(shí)，A面制熱，B面制冷。該電路負(fù)載電流大，發(fā)熱大，需要粗導(dǎo)線以及大面積散熱片，所以該電路沒(méi)有集成在主電路板上，而是單獨(dú)接出，安裝于水冷散熱器下。
[0038]如圖9所示，整機(jī)主電源使用了360W的開(kāi)關(guān)電源，運(yùn)行穩(wěn)定且能量轉(zhuǎn)換效率高，輸出3組12V直流電可供使用。電路板上集成了一塊穩(wěn)壓電路，將12V穩(wěn)壓到5V，供單片機(jī)電源部分使用。12V從P6處接入后，經(jīng)過(guò)C3與Cl濾波后，進(jìn)入U(xiǎn)1，電壓從12V降至5V，再經(jīng)過(guò)C4與C2抗干擾，LEDl為電源指示燈。PlO接口為板載風(fēng)扇的電源。
[0039]本發(fā)明的工作原理是:
[0040]本發(fā)明可概括地包括對(duì)飲料進(jìn)行調(diào)溫的液體制冷加熱單元和對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)用熱量進(jìn)行冷卻的冷卻單元。
[0041]液體制冷加熱單元包括儲(chǔ)水槽5、第二水冷頭32、微型潛水栗10，儲(chǔ)水槽5用于儲(chǔ)存倒入的液體，第二水冷頭32使需要制冷加熱的液體在其中不停循環(huán)吸收需要的能量，微型潛水栗10用于給需要調(diào)節(jié)溫度的液體循環(huán)時(shí)提供動(dòng)力，可使儲(chǔ)水槽5中的液體進(jìn)入第二水冷頭32，實(shí)現(xiàn)液體依次流過(guò)儲(chǔ)水槽5、第二水冷頭32、微型潛水栗10、儲(chǔ)水槽5的循環(huán)，達(dá)到調(diào)溫目的。
[0042]冷卻單元包括水冷栗9、散熱水排2和第一水冷頭31，散熱水排2冷卻液循環(huán)時(shí)經(jīng)過(guò)其中，加大冷卻液與外界的接觸面積，第一水冷頭31冷卻液在其中循環(huán)吸收半導(dǎo)體制冷片4工作時(shí)另一面產(chǎn)生的無(wú)用能量，水冷栗9用于循環(huán)冷卻液，實(shí)現(xiàn)冷卻液在水冷栗9、散熱水排2和第一水冷頭31之間循環(huán)流動(dòng)，最終散熱的目的。
[0043]第一水冷頭31與第二水冷頭32之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷片4，半導(dǎo)體制冷片4產(chǎn)生使液體加熱或制冷的能量。
[0044]另外，包括風(fēng)扇I用于給散熱水排2和控制電路進(jìn)行散熱，放水口6用于泄放儲(chǔ)水槽5中的液體，溫度傳感器7實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液體溫度，OLED顯示模塊8實(shí)時(shí)顯示液體溫度及相關(guān)控制
?目息O
[0045]本發(fā)明的控制方法為:
[0046]S1、進(jìn)入主界面，等待按鍵選擇功能；
[0047]S2、啟動(dòng)制冷和制熱功能，以及冷熱選擇設(shè)置功能；
[0048]S3、若選擇制熱功能，H橋通過(guò)正向電流，水冷風(fēng)扇啟動(dòng)，循環(huán)栗啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制熱工序;
[0049]S4、若選擇制冷功能，H橋通過(guò)反向電流，水冷風(fēng)扇啟動(dòng)，循環(huán)栗啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制冷工序;
[0050]S5、步驟S3和S4的進(jìn)行制熱或者制冷工序后，判斷液體是否達(dá)到所需溫度，若未達(dá)到繼續(xù)步驟S3和S4工序，若達(dá)到則停止所有負(fù)載工作。
[0051]本發(fā)明的飲料調(diào)溫機(jī)電路部分采用了全自主設(shè)計(jì)的專用電路板，在直徑90mm內(nèi)實(shí)現(xiàn)了M⑶控制大功率負(fù)載的功能，MCU使用宏晶公司生產(chǎn)的STC90C58RD+芯片，該芯片價(jià)格低廉且功能強(qiáng)大，運(yùn)行穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。負(fù)載控制部分使用了大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF540，其特點(diǎn)是導(dǎo)通內(nèi)阻小，通過(guò)大電流時(shí)發(fā)熱量低。電路板上方安裝了一個(gè)直流風(fēng)扇，可有效地將電路板產(chǎn)生的熱量扇去，保證了電路能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
[0052]制冷片部分采用了類似驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)所使用的H橋電路，該電路由2對(duì)PMOS與NMOS管組成，輸入兩個(gè)相反的信號(hào)可改變2對(duì)管的導(dǎo)通順序，從而起到改變電流方向的作用。H橋上方巧妙的使用來(lái)自水冷風(fēng)扇吹出的風(fēng)使其散熱，風(fēng)力強(qiáng)勁，很大程度上解決了 MOS管發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題。
[0053]使用者操作部分使用了OLED與按鍵交互的形式，操作簡(jiǎn)單。通過(guò)安裝在蓄水罐內(nèi)的溫度探頭可顯示實(shí)時(shí)水溫信息，并且可以設(shè)置上限下限溫度值。按鍵操作時(shí)有蜂鳴提示音，當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定溫度后同樣會(huì)有蜂鳴提示。
[0054]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:包括用于對(duì)飲料進(jìn)行調(diào)溫的液體制冷加熱單元和對(duì)設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)用熱量進(jìn)行冷卻的冷卻單元;所述液體制冷加熱單元包括儲(chǔ)水槽(5)、第二水冷頭(32)、微型潛水栗(10)，所述儲(chǔ)水槽(5)上部通過(guò)管道與第二水冷頭(32) —端連接，所述第二水冷頭(32)另一端通過(guò)管道與微型潛水栗(10) —端連接，所述微型潛水栗(10)另一端與儲(chǔ)水槽(5)連接使得需要制冷加熱的液體返回到儲(chǔ)水槽(5)中；所述冷卻單元包括水冷栗(9)、散熱水排(2)和第一水冷頭(31)，所述水冷栗(9)輸出口通過(guò)管道與散熱水排(2)輸入口連接，所述散熱水排(2)輸出口通過(guò)管道與第一水冷頭(31)輸入口連接，所述第一水冷頭(31)輸出口通過(guò)管道與水冷栗(9)輸入口連接;所述第一水冷頭(31)與第二水冷頭(32)之間設(shè)置半導(dǎo)體制冷片(4);所述散熱水排(2)下部設(shè)置有風(fēng)扇(1)，所述風(fēng)扇(1)下部為控制電路，所述控制電路包括單片機(jī)(15)和與單片機(jī)(15)電連接的按鍵電路(12 )、H橋電路(13)、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路(14)，所述單片機(jī)(15)還與溫度傳感器(7)與OLED顯示模塊(8)電連接。2.如權(quán)利要求1所述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器(7)設(shè)置在儲(chǔ)水槽(5)上。3.如權(quán)利要求1所述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述OLED顯示模塊(8)設(shè)置在散熱水排(2)上。4.如權(quán)利要求1所述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器(7)、0LED顯示模塊(8)、按鍵電路(12)、H橋電路(13)、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路(14)、單片機(jī)(15)均與電源電路(11)電連接。5.如權(quán)利要求1所述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述儲(chǔ)水槽(5)上通過(guò)管道連接有放水口(6)。6.如權(quán)利要求1所述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述單片機(jī)(15)為STC90C58RD+芯片。7.如權(quán)利要求1所述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器(7)為DS18B20。8.如權(quán)利要求1所述的一種飲料調(diào)溫機(jī)，其特征在于:所述負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路(14)為基于大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF540的驅(qū)動(dòng)電路。9.一種飲料調(diào)溫機(jī)控制方法，其特征在于，包括以下步驟: S1、進(jìn)入主界面，等待按鍵選擇功能； S2、啟動(dòng)制冷和制熱功能，以及冷熱選擇設(shè)置功能； S3、若選擇制熱功能，H橋通過(guò)正向電流，水冷風(fēng)扇啟動(dòng)，循環(huán)栗啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制熱工序； S4、若選擇制冷功能，H橋通過(guò)反向電流，水冷風(fēng)扇啟動(dòng)，循環(huán)栗啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)制冷工序； S5、步驟S3和S4的進(jìn)行制熱或者制冷工序后，判斷液體是否達(dá)到所需溫度，若未達(dá)到繼續(xù)步驟S3和S4工序，若達(dá)到則停止所有負(fù)載工作。
【文檔編號(hào)】A47J31/44GK105942855SQ201610474457
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】朱炎, 賈凌峰, 倪夢(mèng)雨, 王明, 黨麗峰, 施琴, 左文艷
【申請(qǐng)人】鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校