張琳玉+周建甫+韋金玲

摘 要：隨著中國現(xiàn)代化的建設(shè)，自駕游已經(jīng)是中國民眾較為普遍的一種旅游方式。該項目就是迎合現(xiàn)代社會自駕游的旅游方式孕育而出基于80C51單片機的產(chǎn)品。該產(chǎn)品主要功能就是為車主和旅游乘客提供一個可以智能調(diào)節(jié)水溫的洗菜，淋浴工具。當物品靠近時自動出水，在溫度傳感器的作用下自動的調(diào)節(jié)適合人體的水溫，本項目的特色在于小巧便于攜帶，有普及大眾的可能。技術(shù)簡單便于維護和硬件的更新，只要對單片機溫度感應模塊有初步的了解即可以為產(chǎn)品維護。本項目的創(chuàng)新點在于巧妙地應用了感應水龍頭的設(shè)計思想，在此思想上得以創(chuàng)新，感應水龍頭會出水但它并不會根據(jù)環(huán)境的改變而做出調(diào)節(jié)水溫的響應。

關(guān)鍵詞：C51單片機，溫度傳感器

（西北民族大學電氣工程學院本科生雙E項目資助，項目編號：20161813）

前言

隨著中國綜合國力的不斷增強，人民生活質(zhì)量的不斷提高，越來越多的人選擇自駕游作為自己的一種旅游方式，每個人可以根據(jù)自己的喜好制定屬于自己的旅游方案。但是每個人的愛車的級別不同，相應的自駕游體驗也大相徑庭但都有一個公共的問題那就是無法合理找到并且加熱生民之源“水”來解決我們的一些日常生活問題。有時到達目的地的時候發(fā)現(xiàn)沒有適合自己的水源，野炊時無法找到合適干凈的水來清理新鮮的食材、在野外玩耍一天無法找到合適的地點、水溫淋浴。這使自駕游的樂趣大打折扣，所以本項目旨在改善這種情況。如果每臺車都裝配了本項目，將大大提升顧客對自駕游的興趣，他是廚房里的暖手小水槽也是衛(wèi)生間里可以幫你去除一天疲憊的淋浴器。

當前中國市場每年銷售出去的汽車數(shù)以千萬為單位，但并不是每臺車都裝配有便捷人們旅游應用的設(shè)備，在德國家家戶戶都有一套符合自己車型的旅游硬件套裝，隨著中國車輛市場的不斷擴大，新能源，混動汽車的加入，因為有了電的供應，使顧客旅游更加方便，國內(nèi)汽車業(yè)的大亨比亞迪就是很好的先例。電在19世紀改變了人們的生活，現(xiàn)在又在慢慢的改變我們的生活模式。讓我們的生活無處不變得更加便捷。

基于E18-D80NK紅外模塊識別開關(guān)的設(shè)計

E18-D80NK是一種集成發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，發(fā)射光經(jīng)過調(diào)制后發(fā)出，接收頭對反射光進行解調(diào)輸出，有效的避免了可見光的干擾，其原理圖如圖1所示[1]

本項目中將使用兩塊E18-D80NK紅外模塊，通過兩塊模塊的使用來確認是否有物體進入飲水區(qū)，兩個模塊同排放置目的在于對同一個物體檢測兩次，第一塊模塊預檢測物體當檢測到障礙物時才會啟動第二個模塊進行檢測，若物體長時間觸發(fā)兩個紅外模塊系統(tǒng)將完成的工作是持續(xù)供水，在兩個模塊都未檢測到物體時，或有一個未檢測到物體時在延遲20秒后將斷水，以節(jié)約水資源。

基于80C51單片機控制系統(tǒng)

80C51單片機是本項目的主要核心芯片，51芯片結(jié)構(gòu)簡單便于操作，對于初學者便于學習、領(lǐng)悟、維護。通過51芯片收集紅外模塊的信息，分析DHT11傳回的模擬值，通過電壓來控制水泵的轉(zhuǎn)速來控制每個水泵的抽水能力以此來調(diào)節(jié)水溫的目的，并將信息匯總傳回給12864液晶顯示屏，用戶可以通過12864液晶屏讀取出水位的多少、電池的剩余電量等當前回水泵大體信息。

通過紅外模塊來檢測是否有物體通過，并且實時反饋給單片機，兩個紅外模塊相互協(xié)調(diào)工作，當檢測到物體時反饋給單片機，單片機隨即啟動水泵工作，通過DHT11來確定室外溫度，通過自己的算法給已設(shè)定好的預期值進行比較。若室外溫度高于設(shè)定好的炎熱區(qū)值將提高D1泵（冷水泵）的轉(zhuǎn)速，制動D2泵。通過兩個水泵之間轉(zhuǎn)速的差異來調(diào)節(jié)水溫。同時單片機將處理流量計反饋的模擬信號，來記錄使用水量，當使用水量過多時將觸發(fā)蜂鳴器，來提醒客戶水量不足及時補水。最后單片機將把收集到的所有信息發(fā)送給12864液晶顯示屏。用戶可以通過12864顯示屏和系統(tǒng)工作指示燈來判斷系統(tǒng)工作是否正常，及時采取必要的措施進行維護。

本項目根據(jù)人們的生活習慣初步設(shè)有三個溫度區(qū)分別為：炎熱區(qū)（30℃+）、舒適區(qū)（22℃～30℃）、寒冷區(qū)（22℃以下），通過溫區(qū)的設(shè)定便于單片機根據(jù)DHT11反饋的值進行比較判斷當前室外環(huán)境，在后期的不斷完善中將不斷細化溫度區(qū)。

基于L298N電機驅(qū)動水泵系統(tǒng)

如圖2所示H橋式電機驅(qū)動電路包括4個晶體管和一個電機。要使電機運轉(zhuǎn)，必須導通對角線上的一對三極管。根據(jù)不同三極管對的導通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉(zhuǎn)向。例如：如圖所示，當Q1管和Q4管導通時，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過電機，在經(jīng)過Q4回到電源負極，該電流將驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動[2]

L298N電機驅(qū)動模塊接收到單片機的指令，驅(qū)動D1或D2泵進行工作，通過調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)每一個水泵的抽水能力，通過抽取水量的多少來調(diào)節(jié)釋放出去的水溫度。在綜合水池中安裝有水溫傳感器，當水溫過高時將向單片機發(fā)出中斷請求啟動D1泵，反之亦然。

結(jié)語

本文通過E18-D80NK紅外模塊，80C51單片機，L298N電機驅(qū)動模塊三者結(jié)合設(shè)計的車載智能回水泵系統(tǒng)，并在實踐中上得到實現(xiàn)，驗證了設(shè)計的有效性。本設(shè)計思路簡單，硬件搭建較易，在現(xiàn)有技術(shù)得以簡單的創(chuàng)新完善。使大眾的生活變得更加簡單，讓匆匆忙忙趕路的人省下更多的時間來享受旅行。本項目在硬件和軟件方面還需要很大的改進，細化溫區(qū)的劃分，讓每一個溫度都有合適的水溫。在外形上減小占用空間，充分利用機器的內(nèi)部空間，使其更加小巧便于攜帶安裝。

參考文獻：

[1] zuojo 百度文庫 E18-D80NK紅外避障傳感器說明書

[2] 道客巴巴網(wǎng) L298N電機驅(qū)動模塊

作者簡介：

第一作者：張琳玉，男，漢族，吉林通化人，西北民族大學電氣工程學院本科生在讀生，此項目由西北民族大學電氣工程學院雙e項目資助。

其他組員：周建甫，韋金玲