■江蘇省興化市板橋初級中學(xué) 傅澄朋 朱惟青 孫可為 費 越

用飲水機接水時水易溢出，若是熱水還可能造成燙傷。在高速路服務(wù)區(qū)接熱水時，人們習(xí)慣將水杯置于水龍頭下，待杯中水溢出后才會去關(guān)水龍頭，這樣既浪費時間又浪費水資源。

在機場或車站，各種行李傍身，接熱水很不方便，尤其對那些帶著小孩的家長來說更是不便。

基于以上種種情況，我們提出了一個大膽的設(shè)想：能不能研發(fā)一種智能飲水機，只要將水杯放在擱板上，飲水機就能自動感應(yīng)放水，并在水即將放滿時自動關(guān)閉？這樣既避免被熱水燙傷，遇到接水高峰期時，又能提高飲水機的使用率，節(jié)約水資源。

確定想法后，我們便著手研發(fā)基于Arduino 編程的可“量杯倒水”的智能飲水機。它由一塊Arduino UNO 控制，周圍連接了激光傳感器、LED 指示燈、抽水泵等，并可通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與手機連接。

智能飲水機使用壓力傳感器和新型激光掃描傳感器實現(xiàn)節(jié)水的目的。當使用者把不同的杯子放在飲水機給水的位置時，壓力傳感器感受到杯子對底座的壓力，飲水機獲得開始“量杯倒水”的指令。

水溫 冷水 熱水序號 ① ②③ ④⑤⑥ ⑦⑧杯高/cm 14.00 16.78 18.59 20.00 14.00 16.78 18.59 20.00預(yù)計值/cm 11.00 13.00 15.00 17.00 11.00 13.00 15.00 17.00實際值/cm 11.56 12.97 16.19 16.98 10.27 12.23 13.95 15.97誤差/cm 0.56 -0.03 0.81 -0.02 -0.73 -0.77 -1.05 -1.03

智能飲水機可按杯子的容量倒水。移動水杯至出水口的過程中，智能飲水機能自動測量杯子的高度，移動水杯至出水口正下方時，飲水機可測量出杯底的高度，如果確認是空水杯，則控制抽水泵往杯中注水。當水杯的液面高度接近水杯高度時，自動關(guān)閉抽水泵，停止注入。

我們使用冷、熱水對智能飲水機進行了測試，嘗試找出不同溫度的水對裝置的影響。

實驗數(shù)據(jù)顯示，智能飲水機在冷、熱水模式下都能較好地工作。

智能飲水機有三個傳感器。第一個傳感器可檢測是否有杯子經(jīng)過，并給主板傳遞信號，讓主板把激光傳感器打開，激光傳感器高頻率地測距，最終確定杯子高度的最高值與最低值。此時，主板根據(jù)第二個傳感器的檢測與激光傳感器傳遞的數(shù)據(jù)驅(qū)動抽水泵工作。同時，激光傳感器繼續(xù)工作，等水面上升到與最高值相差3cm 時，抽水泵停止工作。

智能飲水機利用激光測距注水，避免人們倒熱水時被燙傷，還可以讓人們在繁忙時騰出雙手，適用于車站、機場等公共場合。