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CN106343883A - 一种电动泡茶器 - Google Patents

一种电动泡茶器 Download PDF

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CN106343883A
CN106343883A CN201610891708.XA CN201610891708A CN106343883A CN 106343883 A CN106343883 A CN 106343883A CN 201610891708 A CN201610891708 A CN 201610891708A CN 106343883 A CN106343883 A CN 106343883A
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李锺慎
范伟
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Abstract

本发明公开了一种电动泡茶器，包括泡茶罐和泡茶器本体，泡茶器本体顶部开有第一孔，侧面开有第二孔，内部设置有电磁阀、供电电源、光敏电阻采样电路、电磁阀控制驱动电路和单片机；泡茶罐的下部通过第一孔插入泡茶器本体内部；泡茶罐的下部通过电磁阀连接到一连接管道的入水口，连接管道的出水口经第二孔伸出；光敏电阻采样电路设置在透明材质内侧，当外界光照射时，光敏电阻采样电路中的光敏电阻没有被遮挡，单片机控制电磁阀阀门关闭；当有不透明的茶杯放置到连接管道的出水口的下方时，光敏电阻受到遮挡，单片机控制电磁阀阀门打开。本发明的电动泡茶器能精确地控制泡茶时间，有效地提高茶水口感。

Description

一种电动泡茶器
技术领域
本发明涉及测量控制技术领域，特别涉及一种电动泡茶器。
背景技术
我国是一个茶文化文明古国，大多数人都有喝茶的习惯，而泡茶器是喝茶者不可缺少的器具。泡茶需要一定的功夫，每种茶叶的最佳泡茶时间都不一样，且泡茶时间的长短对茶水品质，口感的影响非常大。目前已有的泡茶器多是机械式，只能实现简单的开关作用，泡茶的时间和次数需要靠喝茶者的记忆来掌握和操作，这对于那些没有经验或者忙碌者来说，无法泡口感较好的茶水。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种电动泡茶器，通过单片机设置每道泡茶流程的浸泡时间和浸泡次数，通过光敏电阻采样电路控制单片机启动计时，通过单片机控制电磁阀阀门的闭合，从而使泡茶器以精确的时间泡茶，有效提高茶水口感。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电动泡茶器，包括用于放置开水和茶叶的泡茶罐和泡茶器本体，所述泡茶罐包括连通的上部和下部，且上部大，下部小，上部和下部均开口；所述泡茶罐的下部设置有用于隔档茶叶的不锈钢过滤网；所述泡茶器本体顶部开有第一孔，侧面开有第二孔，内部设置有电磁阀、光敏电阻采样电路、电磁阀控制驱动电路和单片机；所述单片机与所述光敏电阻采样电路和所述电磁阀控制驱动电路分别连接；所述泡茶罐的下部通过所述第一孔插入所述泡茶器本体内部；所述泡茶罐的下部通过所述电磁阀连接到一连接管道的入水口，所述连接管道的出水口经所述第二孔伸出；所述光敏电阻采样电路设置在透明材质内侧，当外界光照射时，所述光敏电阻采样电路中的光敏电阻没有被遮挡，光敏电阻采样电路无信号输出到所述单片机，所述电磁阀的阀门闭合；当有不透明的茶杯放置到所述连接管道的出水口的下方时，光敏电阻受到遮挡，光敏电阻采样电路输出信号到所述单片机，预设的定时时间到后，所述单片机控制所述电磁阀的阀门打开，茶水从所述连接管道的出水口流出。
一实施例之中，所述泡茶器本体的内部还设置有供电电源，所述供电电源与所述单片机、所述光敏电阻采样电路及所述电磁阀控制驱动电路分别连接。
一实施例之中，泡茶器本体的外表面设置有LCD显示屏，所述LCD显示屏与所述单片机连接用于实时显示泡茶次数；所述供电电源与所述LCD显示屏连接用于提供电源。
一实施例之中，所述电磁阀控制驱动电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一二极管D1和电磁阀；所述第二电阻R2的一端与所述单片机连接，另一端与所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一三极管Q1的集电极与所述第一电阻R1的一端连接，其发射极与所述供电电源连接；所述第一电阻R1的另一端与所述第二三极管Q2的基极连接；所述第一二极管D1和所述电磁阀并联于所述第二三极管Q2的集电极和供电电源之间；所述第二三极管Q2的集电极与所述第一二极管D1的阳极连接，其发射极接地。
一实施例之中，光敏电阻采样电路包括：第四可调电阻R4、第五电阻R5、第六光敏电阻R6、第七电阻R7和运算放大器U1；所述运算放大器U1的反向输入端1与所述第四可调电阻R4的动片端2连接；所述运算放大器U1的正向输入端2连接于所述第五电阻R5和所述第七电阻R7之间；所述运算放大器U1的输出端5与所述单片机连接；所述第四可调电阻R4和第六光敏电阻R6串联于所述供电电源和地之间；所述第五电阻R5和第七电阻R7串联于所述供电电源和地之间；所述运算放大器U1的第3端与所述供电电源连接；所述运算放大器U1的第4端接地。
一实施例之中，所述电磁阀为两位两通电磁阀。
一实施例之中，所述泡茶罐的下部不全部插入所述泡茶器本体。
一实施例之中，所述第一三极管Q1为PNP型，所述第二三极管Q2为NPN型。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1、本发明通过泡茶器中的单片机设置每道泡茶流程的浸泡时间和浸泡次数，通过光敏电阻采样电路控制单片机启动计时，通过单片机控制电磁阀阀门的闭合，从而使泡茶器以精确的时间泡茶，有效提高茶水口感；
2、本发明通过LCD显示屏显示泡茶次数，便于合理控制泡茶次数，及时更换茶叶；
3、本发明通过在泡茶罐的下部设置不锈钢过滤网，当电磁阀阀门打开时，可以隔档茶叶随连接管道流出，能更好地过滤茶汤，提高茶汤品质。
4、本发明使用的电磁阀选用亚德客的24V系列两位两通电磁阀，此种电磁阀功率较小，无需大的驱动电路，节省能源。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种电动泡茶器不局限于实施例。
附图说明
图1为本发明的电动泡茶器的结构示意图；
图2为本发明的电动泡茶器的单片机主控电路示意图；
图3为本发明的电动泡茶器的光敏电阻采样电路示意图；
图4为本发明的电动泡茶器的电磁阀控制驱动电路示意图；
图5为本发明的电动泡茶器的LCD显示电路示意图。
附图标记：1、电磁阀，2、泡茶器本体，3、供电电源，4、泡茶罐，5、不锈钢过滤网，6、LCD显示屏，7、连接管道，8、光敏电阻采样电路，9、单片节，21、第一孔，22、第二孔，41、上部，42、下部。
具体实施方式
如图1所示，一种电动泡茶器，包括用于放置开水和茶叶的泡茶罐4和泡茶器本体2，所述泡茶罐4包括连通的上部41和下部42，且上部41大，下部42小，上部41和下部42均开口，所述泡茶罐的下部42设置有用于隔档茶叶的不锈钢过滤网5；所述泡茶器本体2顶部开有第一孔21，侧面开有第二孔22，内部设置有电磁阀1、供电电源3、光敏电阻采样电路8、电磁阀控制驱动电路和单片机9；所述泡茶罐4的下部42通过所述第一孔21插入所述泡茶器本体2内部；所述泡茶罐4的下部42通过所述电磁阀1连接到一连接管道7的入水口，所述连接管道7的出水口经所述第二孔22伸出；所述单片机9与所述供电电源3、所述光敏电阻采样电路8及所述电磁阀控制驱动电路分别连接；所述供电电源3与所述光敏电阻采样电路8及所述电磁阀控制驱动电路分别连接；所述光敏电阻采样电路8设置在透明材质内侧，当外界光照射时，所述光敏电阻采样电路8中的光敏电阻没有被遮挡，光敏电阻采样电路8无信号输出到所述单片机9，所述电磁阀1的阀门闭合；当有不透明的茶杯放置到所述连接管道7的出水口的下方时，光敏电阻受到遮挡，光敏电阻采样电路8输出信号到所述单片机9，预设的定时时间到后，所述单片机9控制所述电磁阀控制驱动电路驱动所述电磁阀1的阀门打开，茶水从所述连接管道7的出水口流入到所述茶杯。
进一步的，所述泡茶罐4的下部42不全部插入所述泡茶器本体2，所述不锈钢过滤网设置在所述泡茶罐4的下部42未插入所述泡茶器本体2的部分。
具体的，泡茶罐4的主要作用是泡茶，上部41可供放入茶叶与沸水，下部42与连接管道7配合；中部内置不锈钢过滤网，用于隔离茶叶，便于茶汤流出，能更好地过滤茶汤，提高茶汤品质。
电磁阀1选用亚德客的24V系列两位两通电磁阀，此种电磁阀功率较小，无需大的驱动电路，节省能源，且完全满足使用需要。电磁阀1配合单片机9的延时功能使用。如通过延时功能保证洗茶时间为5秒，第一泡浸泡时间为36秒，第二泡浸泡时间为12秒，第三泡浸泡时间为24秒，第四泡浸泡时间为36秒，往后几泡浸泡时间均为36秒，可连续冲6-7泡。此外针对不同茶叶类型，用户可自行设置泡茶的浸泡时间。
光敏电阻采样电路8的作用是在泡茶过程中，将不透明的杯子放置到所述连接管道7的出水口的下方时，光敏电阻采样电路8输出信号作为单片机9的输入信号，单片机9开始计时，实现延时功能，且内部寄存器内容加一。寄存器数目信号输出至LCD显示屏6实时显示泡茶次数，以便合理控制泡茶次数，及时更换茶叶。
单片机9的主要功能是保证数据信号的处理与发送，控制泡茶工序。本实施例中，采用AT89S8252系列单片机。
如图2所示，单片机的VCC端与所述供电电源相连接；单片机的P0端与所述光敏电阻采样电路8的输出信号相连接；单片机的P2端与所述电磁阀控制驱动电路的输入端相连接；单片机的P1端与所述LCD显示屏6相连接；单片机的RST端与复位电路相连接；单片机的XTAL1和XTAL2端与时钟电路连接。具体的，本实施例中的复位是由按键复位方式产生的。按键复位方式是由电阻分压实现的。按键下压时，电阻上的分压会使RST端产生高电平，按键抬起时产生低电平。只要按键动作产生的复位脉冲宽度大于复位时间即可保证复位的发生。单片微型计算机执行指令的过程可以分为取指令、分析指令和执行指令三个步骤，每个步骤又由许多微操作组成，这些微操作必须在一个统一的时钟控制下才能按照正确的顺序执行。单片微型计算机的时钟信号可以由两种方式产生，即内部时钟方式和外部时钟方式。本实施例中单片机的时钟信号是由单片机内部振荡电路实现的，通过单片微型计算机XTAL1和XTAL2引脚外接定时元件。定时元件一般用晶体振荡器的电容组成的并联振荡回路，电容C1和C2一般取30pF左右，主要作用是帮助振荡器起振，晶体的振荡频率范围在1.2MHz至13MHz之间。
进一步的，如图3所示，所述光敏电阻采样电路8包括：第四可调电阻R4、第五电阻R5、第六光敏电阻R6、第七电阻R7和运算放大器U1；所述运算放大器U1的反向输入端1与所述第四可调电阻R4的动片端2连接；所述运算放大器U1的正向输入端2连接于所述第五电阻R5和所述第七电阻R7之间；所述运算放大器U1的输出端5与所述单片机9连接；所述第四可调电阻R4和第六光敏电阻R6串联于所述供电电源3和地之间；所述第五电阻R5和第七电阻R7串联于所述供电电源3和地之间；所述运算放大器U1的第3端与所述供电电源3连接；所述运算放大器U1的第4端接地。
具体的，所述光敏电阻采样电路8主要利用运算放大器U1的信号比较功能实现。运算放大器U1有五个外接端口。分别为电压端口3、接地端口4、反向输入端1、同向输入端2、输出端5。光敏电阻R6在没有被遮挡情况下，电阻值与电路中其它三个电阻值相同，均为10K欧姆。由于电路电阻分压作用，导致反向输入端1和同向输入端2输入信号相同，运算放大器此时没有输出信号。当光敏电阻R6受到遮挡，阻值发生变化，导致反向输入端1和同向输入端2输入信号不同，运算放大器U1比较两端口信号，并对两者差值进行放大输出。
进一步的，如图4所示，所述电磁阀控制驱动电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一PNP三极管Q1、第二NPN三极管Q2、第一二极管D1和电磁阀1；所述第二电阻R2的一端与所述单片机9连接，另一端与所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一三极管Q1的集电极与所述第一电阻R1的一端连接，其发射极与所述供电电源3连接；所述第一电阻R1的另一端与所述第二三极管Q2的基极连接；所述第一二极管D1和所述电磁阀1并联于所述第二三极管Q2的集电极和供电电源3之间；所述第二三极管Q2的集电极与所述第一二极管D1的阳极连接，其发射极接地。
具体的，单片机端口本身的驱动能力有限，其中P0口输出驱动能力最强，在输出高电平时，可提供800uA的电流；输出低电平(0.45V)时，吸电流能达到3.2mA。而P1、P2、P3可提供的驱动电流只有P0的一半。所以任何一个端口想要获得较大的驱动能力，只能用低电平输出。在单片微型计算机测控电路中，根据驱动电流和驱动功率的要求，可以分别采用三态门或OC门驱动电路、小功率晶体管驱动电路、达林顿驱动电路等。本实施例中采用简化的OC门驱动电路，以便获得更低的功耗。驱动电路主要由两级的三极管放大电路组成，电磁阀接在第二级三极管放大电路的集电极。控制信号由单片微型计算机的P2口输出，经过三极管Q1和Q2将输入的微弱电流信号放大输出。与电磁阀并联的二极管主要作用是消除电磁阀开关过程中产生的电路噪音，以达到稳定控制的目的
进一步的，如图5所示，采用LCD显示屏显示泡茶次数。液晶显示屏通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，比相同显示面积的传统显示器要轻便得多，功耗也低很多。本实施例中，LCD显示屏采用标准的16引脚接接口，其中：
VCC:接5V电源正极；
GND：电源地；
RS：寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器；
EN：使能端，由高电平变位低电平时读/写操作有效；
D0至D7：双向数据端；
R/W：读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作；
VO：液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高(通过一个10k欧姆电位器可以调整到恰当值)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动泡茶器，包括泡茶罐(4)和泡茶器本体(2)，所述泡茶罐(4)包括连通的上部(41)和下部(42)，且上部(41)大，下部(42)小，上部(41)和下部(42)均开口，所述泡茶罐的下部(42)设置有用于隔档茶叶的不锈钢过滤网(5)；其特征在于，所述泡茶器本体(2)顶部开有第一孔(21)，侧面开有第二孔(22)，内部设置有电磁阀(1)、光敏电阻采样电路(8)、电磁阀控制驱动电路和单片机(9)；所述单片机(9)与所述光敏电阻采样电路(8)和所述电磁阀控制驱动电路分别连接；所述泡茶罐(4)的下部(42)通过所述第一孔(21)插入所述泡茶器本体(2)内部；所述泡茶罐(4)的下部(42)通过所述电磁阀(1)连接到连接管道(7)的入水口，所述连接管道(7)的出水口经所述第二孔(22)伸出；所述光敏电阻采样电路(8)设置在透明材质内侧，当外界光照射时，所述光敏电阻采样电路(8)中的光敏电阻没有被遮挡，光敏电阻采样电路(8)无信号输出到所述单片机(9)，所述电磁阀(1)的阀门闭合；当有不透明的茶杯放置到所述连接管道(7)的出水口的下方时，光敏电阻受到遮挡，光敏电阻采样电路(8)输出信号到所述单片机(9)，预设的定时时间到后，所述单片机(9)控制所述电磁阀(1)的阀门打开，茶水从所述连接管道(7)的出水口流出。
2.根据权利要求1所述的电动泡茶器，其特征在于，所述泡茶器本体(2)的内部还设置有供电电源(3)，所述供电电源(3)与所述单片机(9)、所述光敏电阻采样电路(8)及所述电磁阀控制驱动电路分别连接。
3.根据权利要求2所述的电动泡茶器，其特征在于，泡茶器本体(2)的外表面设置有LCD显示屏(6)，所述LCD显示屏(6)与所述单片机(9)连接用于实时显示泡茶次数；所述供电电源(3)与所述LCD显示屏(6)连接用于提供电源。
4.根据权利要求2所述的电动泡茶器，其特征在于，所述电磁阀控制驱动电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一二极管D1和电磁阀(1)；所述第二电阻R2的一端与所述单片机(9)连接，另一端与所述第一三极管Q1的基极连接；所述第一三极管Q1的集电极与所述第一电阻R1的一端连接，其发射极与所述供电电源(3)连接；所述第一电阻R1的另一端与所述第二三极管Q2的基极连接；所述第一二极管D1和所述电磁阀(1)并联于所述第二三极管Q2的集电极和供电电源(3)之间；所述第二三极管Q2的集电极与所述第一二极管D1的阳极连接，其发射极接地。
5.根据权利要求2所述的电动泡茶器，其特征在于，所述光敏电阻采样电路(8)包括：第四可调电阻R4、第五电阻R5、第六光敏电阻R6、第七电阻R7和运算放大器U1；所述运算放大器U1的反向输入端1与所述第四可调电阻R4的动片端2连接；所述运算放大器U1的正向输入端2连接于所述第五电阻R5和所述第七电阻R7之间；所述运算放大器U1的输出端5与所述单片机(9)连接；所述第四可调电阻R4和第六光敏电阻R6串联于所述供电电源(3)和地之间；所述第五电阻R5和第七电阻R7串联于所述供电电源(3)和地之间；所述运算放大器U1的第3端与所述供电电源(3)连接；所述运算放大器U1的第4端接地。
6.根据权利要求1所述的电动泡茶器，其特征在于，所述电磁阀(1)为两位两通电磁阀。
7.根据权利要求1所述的电动泡茶器，其特征在于，所述泡茶罐(4)的下部(42)不全部插入所述泡茶器本体(2)。
8.根据权利要求4所述的电动泡茶器，其特征在于，所述第一三极管Q1为PNP型，所述第二三极管Q2为NPN型。
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