【技术实现步骤摘要】
本技术属于智能饮水设备，具体涉及为一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统以及注水器。
技术介绍
1、传统的饮水机通常只具备简单的预设控制功能，例如每次按下按钮后只能放出定量的水。然而，这种预设功能往往无法满足用户的个性化需求，而且在实际使用过程中，用户往往需要借助其他辅助设备或措施来实现安全出水，这无疑增加了使用成本和不便。此外，传统的饮水机在交互性和便利性方面也存在诸多不足，例如无法实现自动取水、远程无线控制等功能，使得用户在使用过程中需要频繁地人工操作，降低了用户体验。
2、在智能家居领域，虽然国外在智能饮水机的研究方面相对成熟，但研究方向主要侧重于提升水质和水温控制等方面，而在使用便利性方面的研究相对较少。相比之下，国内的智能家居发展虽然起步较晚，但发展迅速，正在逐步进入完善与普及阶段。作为智能家居系统的一个重要组成部分，智能饮水机的发展也必将迎来新的机遇和挑战。
3、目前，国内广泛使用的饮水机普遍存在功能单一、使用不便等问题。用户在使用传统饮水机时，通常需要人工控制取水，这不仅给用户的生活带来不便，而且在接热水时还存在一定的危险性。此外，现有的饮水机互联性差，无法实现远程监控和管理，使得用户无法及时了解饮水机的工作状态。这些问题都制约了饮水机的智能化发展，无法满足现代人对智能家居的需求。
4、综上所述，现有的饮水机在使用便利性存在诸多不足，无法满足现代人对智能家居的需求。因此，如何开发一种基于压力检测的水杯自动注水器，实现饮水机的智能化和自动化，对于提升用户体验、降低使用成本以及推动
技术实现思路
1、针对
技术介绍
中传统智能饮水机在人工控制取水过程中存在的问题，本技术提供了一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统以及注水器。
2、为达到上述目的，本技术采用了以下技术方案：一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，包括有微控制器以及与其通信相连的电容触摸屏，且两者之间实现数据传输及交互，水泵通过驱动器模块与微控制器的信号输出端电连接，所述驱动器模块由12v电源供电并执行所述微控制器发送出的注水指令控制水泵的启停，实现自动注水；所述微控制器的信号输入端与压力检测电路模块相连接，电压转化模块将12v电源转化成5v分别为微控制器、压力检测电路模块供电，电容触摸屏通过微控制器提供3.3v电压，所述微控制器通过判断压力检测电路模块的上传的实测压力值与预设压力值向驱动器模块发送注水指令，所述压力检测电路模块包括压力传感器与ad转化器，所述压力传感器包括惠斯通电桥与应变片，且两者封装在一起，所述惠斯通电桥为由菱形连接的r1、r2、r3和r4四个电阻器组成测量电路，所述ad转化器为hx711ad转换器芯片的双通道ad转换模块，测量电路中的a点与hx711ad转换器芯片的avdd引脚相连接，为测量电路供电，测量电路中的a点通过电容c2接地，测量电路中的b点接地，用于过滤掉电路中产生杂波，测量电路中的c点和d电分别通过电阻r6、r5与hx711ad转换器芯片的inpa引脚、inna引脚相连接，在所述测量电路中的c点和d之间跨接有电容c1，用于滤除输出信号中存在的杂波，所述hx711ad转换器芯片与微控制器的信号输入端相连接，当受测压力作用在压力传感器上时，应变片的位移会使惠斯通电桥产生的微小电压模拟信号，ad转化器将电压模拟信号转化成电压数字信号上传至微控制器中进行处理，用于微控制器判读并发送注水指令。
3、作为上述技术方案的进一步补充说明，所述微控制器采用mx6ull单片机，所述电压转化模块为7805稳压芯片，所述7805稳压芯片的gnd引脚为电源接地，7805稳压芯片的vin引脚连接12v输入电压，7805稳压芯片的vout引脚连接5v输出电压分别连接mx6ull单片机的vcc引脚、hx711ad转换器芯片的vsup引脚，所述mx6ull单片机的uatr-rx引脚、uatr-tx引脚以及vdd引脚分别连接hx711ad转换器芯片的pd_sck引脚、dout引脚、dvdd引脚。
4、作为上述技术方案的进一步补充说明，在所述hx711ad转换器芯片的vsup引脚与dvdd引脚之间连接有磁珠电感l，电容c3的一端接地，且其另一端接入在hx711ad转换器芯片的dvdd引脚上，所述磁珠电感l与电容c3构成一个低通滤波器，隔离数模和数字电源，用于降低高频噪声的影响。
5、作为上述技术方案的进一步补充说明，所述电容触摸屏选用ft5x06，mx6ull单片机的vdd_3v3引脚与电容触摸屏的vcc引脚相连接，为ft5x06提供3.3v电压，ft5x06的gnd引脚接地，ft5x06的sda引脚与mx6ull单片机的i2c1_sda引脚相连接，用于在芯片之间进行数据传输，实现触摸功能的交互性；ft5x06的scl引脚与mx6ull单片机的i2c1_scl相连接，用于确保触摸屏和处理器之间的数据传输按照正确的时序进行，以保证通信的稳定性和可靠性。
6、作为上述技术方案的进一步补充说明，所述驱动器模块为l298n电机驱动器，l298n电机驱动器的vcc引脚外接12v电源为其供电，l298n电机驱动器的in1与in2输入引脚分别与mx6ull单片机的gpio_io01和gpio_io02引脚相连接，用于接收微控制器传输的数字信息，l298n芯片根据接收到的数字信息进行反应，控制电机的启停；mx6ull的gpio_io03引脚连接到l298n电机驱动器的ena引脚，用于控制电机的启停，确保mx6ull的gpio引脚输出高电平时电机启动，输出低电平时电机停止，l298n电机驱动器的sensa引脚、sensb引脚、gnd引脚均接地，l298n电机驱动器的out1引脚与out2引脚分别连接水泵的正负极。
7、一种自动注水器，采用技术方案中基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，其主要包括有饮水机壳体以及设置在其上的前盖板，在所述饮水机壳体上分别设置有托盘、出水导杆，在出水导杆上设置有水嘴，所述水嘴通过软管与水泵的出水口相连接，所述水泵的进水口通过软管与水桶相连接，所述水桶放置在饮水机壳体内，所述微控制器、压力检测电路模块、驱动器模块、水泵以及电压转化模块分别安装在饮水机壳体内，且压力传感器位于托盘的正下方，所述电容触摸屏安装在出水导杆上。
8、进一步，在所述出水导杆上设置电源开关，用于控制供电电路的通断。
9、进一步，在所述饮水机壳体内设置有隔板，所述隔板用于将饮水机壳体的内部空间隔绝成水桶放置区与纸杯放置区。
10、与现有传统智能饮水机相比，本技术具有以下优点：
11、1.本技术所设计的压力检测电路模块包括压力传感器与ad转化器，其中压力传感器包括惠斯通电桥与应变片，且两者封装在一起，惠斯通电桥为由菱形连接的r1、r2、r3和r4四个电阻器组成测量电路，采用惠斯通电桥原理对压力进行检测。这种压力检测电路模块设计利用了惠斯通电桥对微小电阻变化的敏感性，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，包括有微控制器（1）以及与其通信相连的电容触摸屏（2），且两者之间实现数据传输及交互，水泵（5）通过驱动器模块（4）与微控制器（1）的信号输出端电连接，所述驱动器模块（4）由12v电源供电并执行所述微控制器（1）发送出的注水指令控制水泵（5）的启停，实现自动注水，其特征在于：所述微控制器（1）的信号输入端与压力检测电路模块（3）相连接，电压转化模块（6）将12v电源转化成5v分别为微控制器（1）、压力检测电路模块（3）供电,电容触摸屏（2）通过微控制器（1）提供3.3v电压，所述微控制器（1）通过判断压力检测电路模块（3）的上传的实测压力值与预设压力值向驱动器模块（4）发送注水指令，所述压力检测电路模块（3）包括压力传感器与AD转化器，所述压力传感器包括惠斯通电桥与应变片，且两者封装在一起，所述惠斯通电桥为由菱形连接的R1、R2、R3和R4四个电阻器组成测量电路，所述AD转化器为HX711AD转换器芯片的双通道AD转换模块，测量电路中的A点与HX711AD转换器芯片的AVDD引脚相连接，为测量电路供电，测量电路中的A点通过电容C2接地
2.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，其特征在于：所述微控制器（1）采用MX6ULL单片机，所述电压转化模块（6）为7805稳压芯片，7805稳压芯片的GND引脚为电源接地，7805稳压芯片的VIN引脚连接12v输入电压，7805稳压芯片的VOUT引脚连接5v输出电压分别连接MX6ULL单片机的VCC引脚、HX711AD转换器芯片的VSUP引脚，所述MX6ULL单片机的UATR-RX引脚、UATR-TX引脚以及VDD引脚分别连接HX711AD转换器芯片的PD_SCK引脚、DOUT引脚、DVDD引脚。
3.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，其特征在于：在所述HX711AD转换器芯片的VSUP引脚与DVDD引脚之间连接有磁珠电感L，电容C3的一端接地，且其另一端接入在HX711AD转换器芯片的DVDD引脚上，所述磁珠电感L与电容C3构成一个低通滤波器，隔离数模和数字电源，用于降低高频噪声的影响。
4.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，其特征在于：所述电容触摸屏（2）选用FT5x06，MX6ULL单片机的VDD_3V3引脚与电容触摸屏的VCC引脚相连接，为FT5x06提供3.3V电压，FT5x06的GND引脚接地，FT5x06的SDA引脚与MX6ULL单片机的I2C1_SDA引脚相连接，用于在芯片之间进行数据传输，实现触摸功能的交互性；FT5x06的SCL引脚与MX6ULL单片机的I2C1_SCL相连接，用于确保触摸屏和处理器之间的数据传输按照正确的时序进行，以保证通信的稳定性和可靠性。
5.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，其特征在于：所述驱动器模块（4）为L298N电机驱动器，L298N电机驱动器的VCC引脚外接12v电源为其供电，L298N电机驱动器的IN1与IN2输入引脚分别与MX6ULL单片机的GPIO_IO01和GPIO_IO02引脚相连接，用于接收微控制器（1）传输的数字信息，L298N芯片根据接收到的数字信息进行反应，控制电机的启停；MX6ULL的GPIO_IO03引脚连接到L298N电机驱动器的ENA引脚，用于控制电机的启停，确保MX6ULL的GPIO引脚输出高电平时电机启动，输出低电平时电机停止，L298N电机驱动器的SENSA引脚、SENSB引脚、GND引脚均接地，L298N电机驱动器的OUT1引脚与OUT2引脚分别连接水泵（5）的正负极。
6.一种自动注水器，包括有饮水机壳体（7）以及设置在其上的前盖板（8），在所述饮水机壳体（7）上分别设置有托盘（9）、出水导杆（10），在出水导杆（10）上设置有水嘴（11），所述水嘴（11）通过软管与水泵（5）的出水口相连接，所述水泵（5）的进水口通过软管与水桶（12）相连接，其特征在于：采用权利要求1至5中任一项所述的一种基于惠斯通电桥设...
【技术特征摘要】
1.一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，包括有微控制器（1）以及与其通信相连的电容触摸屏（2），且两者之间实现数据传输及交互，水泵（5）通过驱动器模块（4）与微控制器（1）的信号输出端电连接，所述驱动器模块（4）由12v电源供电并执行所述微控制器（1）发送出的注水指令控制水泵（5）的启停，实现自动注水，其特征在于：所述微控制器（1）的信号输入端与压力检测电路模块（3）相连接，电压转化模块（6）将12v电源转化成5v分别为微控制器（1）、压力检测电路模块（3）供电,电容触摸屏（2）通过微控制器（1）提供3.3v电压，所述微控制器（1）通过判断压力检测电路模块（3）的上传的实测压力值与预设压力值向驱动器模块（4）发送注水指令，所述压力检测电路模块（3）包括压力传感器与ad转化器，所述压力传感器包括惠斯通电桥与应变片，且两者封装在一起，所述惠斯通电桥为由菱形连接的r1、r2、r3和r4四个电阻器组成测量电路，所述ad转化器为hx711ad转换器芯片的双通道ad转换模块，测量电路中的a点与hx711ad转换器芯片的avdd引脚相连接，为测量电路供电，测量电路中的a点通过电容c2接地，测量电路中的b点接地，用于过滤掉电路中产生杂波，测量电路中的c点和d电分别通过电阻r6、r5与hx711ad转换器芯片的inpa引脚、inna引脚相连接，在所述测量电路中的c点和d之间跨接有电容c1，用于滤除输出信号中存在的杂波，所述hx711ad转换器芯片与微控制器（1）的信号输入端相连接，当受测压力作用在压力传感器上时，应变片的位移会使惠斯通电桥产生的微小电压模拟信号，ad转化器将电压模拟信号转化成电压数字信号上传至微控制器（1）中进行处理，用于微控制器（1）判读并发送注水指令。
2.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，其特征在于：所述微控制器（1）采用mx6ull单片机，所述电压转化模块（6）为7805稳压芯片，7805稳压芯片的gnd引脚为电源接地，7805稳压芯片的vin引脚连接12v输入电压，7805稳压芯片的vout引脚连接5v输出电压分别连接mx6ull单片机的vcc引脚、hx711ad转换器芯片的vsup引脚，所述mx6ull单片机的uatr-rx引脚、uatr-tx引脚以及vdd引脚分别连接hx711ad转换器芯片的pd_sck引脚、dout引脚、dvdd引脚。
3.根据权利要求1所述的一种基于惠斯通电桥设计的自动注水控制系统，其特征在于：在所述hx711ad转换器芯片的vsup引脚与dvdd引脚之间连接有磁珠电感l，电容c3的一端接地，且其另一端接入在hx711ad转换器芯片的dvdd引脚上，所述磁珠电感l与电容c3...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦亭，王鹏，孙哲禹，张泽含，李君震，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：新型
国别省市：
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