空中的水龙头

2024-10-07

空中的水龙头（精选5篇）

空中的水龙头篇1

水龙头是水的“指挥家”,是人们生活中必不可少的用水设备。现有的双联式水龙头可同时接冷热两根管道,其水温调节的方法是手动调整阀门的机械位置,控制冷热水管道的出水比例,其调节复杂,且调节过程中浪费的水量多。即使调好的水温也会受到水压变化的影响,降低了使用的舒适性[1]。甚至出现水温突变,烫伤身体的极端情况。单片机作为一种智能化的控制器已经广泛应用于各种家用电器中,为用户提供更优质的服务[2]。本文主要介绍了采用单片机控制的方法,实现水龙头的出水温度的精确调节,避免用水浪费,是基于单片机的水龙头智能化改造。

1 设计方案及工作原理

系统设计方案及工作原理如图1所示。热水和冷水分别流入后在0中混合,实现温度中和。当混水温度达到设定值后,开启3供水。当水温未达设定值时,开启4将混水腔0中的水排出至加热装置(如燃气热水器)的入水口,以循环利用,减少不必要的浪费。

1,2进水口由电动调节碟阀[3]控制,3,4出水口由电动快速切断蝶阀[12]控制。在热水进入口1、冷水进入口2和混水腔0中设置DS18B20温度监测点,根据采集到的现场温度由单片机驱动电动执行机构控制电动调节阀的开度[4,5,6,7],从而控制1,2的进水量,以及快速开启或切断3,4的出水。

2 硬件电路设计

水龙头控制是以宏晶科技的STC12C5A08PWM单片机为核心,检测DS18B20采集的现场温度信号,分析后做出相应控制处理。用水温度的设定和显示分别由键盘输入和数码管显示。冷、热水进入口水量的调节由单片机输出通过继电器驱动调节阀实现,采用脉宽调制(PWM)变频技术智能调控水流大小,实现精确配比。系统设计框图如图2所示。

2.1 单片机控制模块

采用STC12C5A08PWM单片机实现,它是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍[8]。内部集成MAX810专用复位电路,看门狗,两路PWM,片内有8 KB FLASH ROM,1 280 B RAM,支持ISP。

2.2 温度传感器模块

采用DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器DS18B20测量水温,可直接输出9~12位(二进制)温度读数,便于单片机处理。DS18B20测量温度范围为-55~+125 ℃,在-10~+85 ℃范围内,精度为±0.5 ℃。可在750 ms(最小值)内把温度转换成12位二进制数字值,温度采集具有准确性和及时性。DS18B20采用单总线的数据传输方式,多个DS18B20可挂接在一条总线上,实现多点温度测量,轻松组建传感网络[9,10,11]。该系统中分别检测热水进入口温度T1,冷水进入口温度T2和水龙头出水口温度T3。

2.3 显示模块

该系统设计了两位八段数码管,由单片机I/O口直接驱动,采用动态显示方法,显示用户设定的温度值。

2.4 键盘模块

本系统需要三个按键,采用三键独立式键盘,直接接单片机I/O口,采用软件去抖。三个按键分别实现的功能如表1所示。

2.5 水流控制模块

如图1所示,热水和冷水进入口1,2采用电动调节蝶阀,单片机通过控制调节蝶阀的开度来控制进水量的大小。使用单片机内部2路PWM逻辑产生高频PWM信号,通过电动执行机构驱动电动调节蝶阀,从而减轻了软件的工作,提高了软件的效率。水龙头出水口3和循环水出水口4采用电动快速切断蝶阀,在单片机的控制下实现快速开关水。

3 软件设计

本控制系统是以单片机为中心的控制系统,单片机结合一定的外围电路完成系统数据输入、温度采集、输出控制信号以及实时显示等功能,它是一个完整的智能控制系统。图3为系统程序流程图,表明了整个过程的控制思想。

根据温度对电动蝶阀的控制算法为:首先将系统设定温度T与冷水温度T2和热水温度T1比较,分为以下三种情况:

第一种:若T-T2>T1-T,将冷水进入口蝶阀全开,热水进入口蝶阀开一半;

第二种:若T-T2<T1-T,将热水进入口蝶阀全开,冷水进入口蝶阀开一半;

第三种:若T-T2=T1-T,将热水进入口蝶阀全开,冷水进入口蝶阀也全开;

系统水龙头出水口温度T3随系统工作时间逐渐升高,当T3<T时,开循环水电控蝶阀,且稳定不变后,第一种情况下,将热水蝶阀开3/4;第二种情况将冷水蝶阀开为1/4;第三种情况将冷水蝶阀开为3/4。采用逐步次逼近的方法,直到T3=T时,关循环水电控蝶阀,开水龙头电控蝶阀。

4 结语

该系统提出了一种利用单片机、温度传感器、蝶阀以及其他控制电路实现水龙头出水恒温控制的方法,解决了传统手动调温的不便,避免了在调温过程中的用水浪费。方便用户使用,实现用水温度的精确设定以及恒温用水。具有较高的实用价值。

参考文献

[1]董奇志.恒温控制装置在水龙头中的应用及工作原理[J].电机电器技术,2002(3):17-18.

[2]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[3]贝尔自动化仪表技术有限公司.电动蝶阀系列器件手册[Z].http://www.bellaut.com.

[4]张庆思,王克成,李福云.电动执行机构传递函数的研究[J].自动化仪表,2007,28(4):67-69.

[5]白洪光,曲思民,吕海晶,等.电动调节阀的步进式控制[J].山东冶金,2008,30(5):54-59.

[6]孟武胜,李亮.基于AT89C52单片机的步进电机控制系统设计[J].微电机,2007,40(3):64-66.

[7]鹿守杭,任中全.基于MCS-51单片机的步进电机控制[J].仪器仪表用户,2007,14(2):80-81.

[8]宏晶科技.STC12C5A60AD系列单片机器件手册[Z].ht-tp://www.MCU-Memery.com.2008.

[9]李钢,赵彦峰.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20原理及应用[J].现代电子技术,2005,28(21):77-79.

[10]马云峰.单片机与数字温度传感器DS18B20的接口设计[J].计算机测量与控制,2007,10(4):278-280.

[11]王运志,郭水旺,高超.单总线数字式恒温控制装置的设计[J].天中学刊,2008,10(23):52-53.

[12]林景栋,刘苗苗.基于模糊推理算法的燃气热水器恒温控制系统[J].重庆大学学报:自然科学版,2007,30(5):79-82.

空中的水龙头篇2

水龙,水龙史药房 ,水龙的意思,水龙赏析 -诗词大全

水龙

作者：史药房朝代：元体裁：词韵萧远。主人出侍人弹琵琶侑觞，酒未终，上马径去，恍然蓝桥湓浦之遇也，赋水龙吟以记其事，呈子方一笑等闲过了清明，草痕深一庭新翠。光风信息，牡丹初褪，茶*犹未。燕语清圆，梅英松润，困人天气。笑文园倦客，诗才减尽，犹□有，伤春意。别有留春去里。小房栊、玉英双倚。天香浮动，朱衣乍试，铅华尽洗。一曲琵琶，轻拢挑拨，未觞先醉。又匆匆上马，蓝桥路隔，漫增凝睇。

沙漠里的水龙头篇3

身为一个从小接受体制内教育，后来又去国外读书的人，我深知国内所谓的“体制内教育”存在怎样的问题。但与此同时，我也无比清楚地知道，此中的种种困境，并非一句“改革”或“逃离”那么简单。

这也是为什么我们身边总能看到太多太多焦虑家长的原因。他们有人斥重金抢购学区房；有人带着孩子学奥数、学英语，在每一个周末辗转于各种课外班；有人将孩子送入国际学校、甚至小小年纪直接出国；还有人则选择了在家上学、私塾、读经等小众的“特色教育”……

家长们总是费尽心思希望能为孩子提供最好的东西。面对日趋固化的社会阶层、沉重的生活压力、不平等的教育资源，中产家长们的“教育焦虑”难以避免：与社会上层相比，他们的孩子输不起；和社会底层相比，他们有太多东西不能放弃。

事实上，我无意“为体制内教育辩护”，但我也确实觉得，在现阶段让诸多国人口诛笔伐的体制内教育，虽然有很多欠缺，但对大多数人而言真没那么糟糕（当然，我是指大学之前的基础教育）。大众教育的性质决定了它必然与少数个体的诉求存在矛盾，但很多本质的东西仍有相通之处：知识的教育、学习习惯的养成、孩子身心的平衡发展……

要缓解有关教育的焦虑，我们需要一个更多元的教育体制，一个相对公平、更有效率的社会环境。而坚硬的体制与社会现实之外，比某条特定的、通往成功的路径更重要的，是人对自己、对他人、对世界的认识。

曾有这么一个小故事：某个国家召开一个国际会议，来宾中包括一些来自沙漠地区的人。他们住在会议中心里，最感兴趣的不是开会而是卫生间里的水龙头。水龙头一拧，水“哗啦”就流出来了。他们觉得这好神奇啊，平日在沙漠里为了找水，他们常常要找上几天几夜。因此，会议结束后，他们就买了一些水龙头带回去了。

可是，在沙漠里，这样的水龙头能拧出水吗？

封面反馈

@段子姐：焦虑其实是中产的必然属性，因为想上，也因为不想下，炒房的炒股的都是这个阶层居多，对教育格外焦虑，因为也就这事儿焦虑下还能有结果，能掌控住。

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读者来信

低龄出国留学好与不好，的确因人而异。对于那些独立、胆大的孩子，早出去，有利于更好地融合当地的文化；而对于那些内向、胆怯、被过于保护的孩子，可能是煎熬。（龚佩娟）

休刊启事

适逢国庆假期，本刊2016年10月10日休刊一期。祝广大读者假期愉快。

基于单片机的电控水龙头设计篇4

51系列单片机的I/O脚的设置和使用非常简单, 既可做输入脚也可以做输出脚;当该脚作输入脚使用时, 只用将该脚设置为高电平。反之则为高电平或低电平均可。当它低电平时, 吸入电流可达20m A, 有一定的驱动能力;为高电平时, 输出电流仅数十μA甚至更小, 几乎没有驱动能力。因此为了达到水龙头电控的效果, 在51单片机的基础上设计可以控制步进电机启动停止、正转、反转以及加速减速的电路, 从而达到由用户自动控制水位高度的目的。

2 设计原理及方案

2.1 设计原理

步进电机是一个可以将电脉冲信号转变为角位移或者线位移的开环控制元件。在非超载情况下, 电机的转速、停止的位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 并且不受负载变化的影响, 即每给电机加一个脉冲信号, 电机就会转过一个步距角。因这一线性关系的存在, 再加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得用步进电机来控制速度、位置等控制领域变的非常的简单。

磁簧开关的工作原理很简单, 两片端点处重叠的可磁化的簧片密封于一玻璃管中, 两簧片呈交迭状且间隔有一小段空隙, 这两片簧片上的触点上镀有层很硬的金属, 通常都是铑和钌, 玻璃管中装填有高纯度的惰性气体, 部份干簧开关为了提升其高压性能, 更会把内部做成真空状态。簧片的作用相当与一个磁通导体。在尚未操作时, 两片簧片并未接触;在通过永久磁铁或电磁线圈产生的磁场时, 外加的磁场使两片簧片端点位置附近产生不同的极性, 当磁力超过簧片本身的弹力时, 这两片簧片会吸合导通电路;当磁场减弱或消失后 , 干簧片由于本身的弹性而释放, 触面就会分开从而打开电路。

2.2 设计方案

设计步进电机控制器电路, 将软件与硬件相结合, 实现以下功能:通过按键定义控制电机运转圈数;当电机停止运转时, 通过按键控制进水阀的开通;通过按键控制电机的运转快慢;通过按键控制电机的正反转;当水位达到指定高度时, 磁簧开关自动控制进水阀的关闭;步进电机的输出端通过传送带连接磁簧开关, 由传送带控制开关的高度。图1和图2是在实验前设计的基于AT89C51单片机的步进电机控制及驱动系统图与步进电机控制电路与磁簧开关系统图。

3 设计实现

根据上述确定的方案及各元器件的功能原理, 步进电机控制及驱动系统的电路设计, 如图3。

由图3可知, 先是通过左下角的十六按键对水位设定高度 (电机运转设定值) , 然后启动电机, 将磁簧开关运转到指定位置, 进水阀打开, 当水位到达指定位置, 磁簧开关上浮中断电路, 进水阀关断。

控制模块:采用AT89C51单片机作为系统控制的核心, 脉冲信号由单片机产生, 一般脉冲信号的占空比为0.3-0.4左右, 电机转速越高, 占空比则越大。信号分配实际上就是按照某一种控制方式 (根据需要进行选定) 所规定的顺序发送脉冲序列, 达到控制步进电机方向的目的。

根据要求, 所设计的步进电机八拍通电顺序为A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。

步进电机的方向控制方法是:用单片机输出接口的每一位控制一根相绕组。本设计中, 用P3.0, P3.1, P3.2, P3.3分别接至步进电机的A, B, C, D四相绕组。

驱动模块直接采用ULN2003芯片。ULN2003是高耐压、大电流、内部由七个硅NPN达林顿管组成的驱动芯片, 经常在以下电路中使用, 作为:显示驱动、继电器驱动、照明灯驱动、电磁阀驱动、伺服电机、步进电机驱动等电路中。由单片机产生的脉冲序列和方向控制信号从P3.0 ~ P3.3口输出, 直接送入ULN2003芯片进行功率放大, 达到步进电机所需的驱动电流和电压, 以此驱动步进电机工作。

显示模块采用六位LED七段共阴数码管进行动态显示。由AT89C51单片机产生的段选信号从P0输出, 经过1K左右的上拉排阻驱动数码管显示, 位选信号从P2口输出直接送数码管显示。采用数码管动态显示方式, 硬件电路简单、编程简便、显示信息清晰。

人机交互模块采用独立式按键, 中断工作方式。总共设置了15个按键, 其中四个控制按键分别执行对步进电机的启动 / 停止、正转 / 反转、加速、减速四种控制功能, 由单片机的P3.4 ~ P3.7口输入。四个按键不可同时按下, 当其中一个按下时控制电机的某一种状态。按键0 ~ 9完成预置步进电机所转圈数的功能, 剩余一个按键实现清零的功能, 由单片机的P1口输入。采用独立式按键, 原理易懂, 软件编序简单。步进电机部分, 该设计中所用到的步进电机为四相六线步进电机。

4 结语

笔者研究基于单片机的电控水龙头的设计, 通过控制步进电机运转的圈数从而来达到用户自定义水位的要求。本设计的核心部分为在C51的基础上设计电路来控制磁簧开关的位置, 利用单片机编程实现了对步进电机的控制。由单片机产生的信号经ULN2003A芯片进行功率放大, 驱动步进电机工作, 同时由数码管同步显示预置数和所转圈数, 由相应的按键实现预置圈数、控制、清零功能。

在系统设计过程中, 力求整体设计的简便性, 选择了磁簧开关和C51单片机来实现, 整个系统有结构简单、可靠性高、实用性强、人机接口简单方便、性价比高等特点。

参考文献