智能咖啡机的精确恒温方案设计
咖啡机方案
智能咖啡机方案
产品简介
咖啡壶是一种冲煮咖啡的器具。
咖啡壶是欧洲最早的发明之一，约在1685年于法国问世，在路易十五时期在各地广为流传。
如果结合现代物联网无线wifi 技术，设计研发wi-fi智能咖啡壶控制方案将会是怎么样呢?wi-fi智能咖啡壶控制方案用户可以通过智能终端(pc﹑ios设备﹑android设备)，使用简单明了的app界面，和多样化的控制模式。
不但如此，用户还可以利用远程控制，不管我们在何时何地，都可以监控和操作wi-fi智能咖啡壶。
功能介绍
1.保持家里的无线wifi路由器是打开状态，利用手机远程控制wi-fi 咖啡壶的温度和开关状态，如果家里来了朋友，即时享受香浓美味咖啡。
2.早上醒来，利用手机app简单设备，出门上班之前就能享受一杯美味的咖啡醒脑。
3.美餐之后，wi-fi智能咖啡壶自动泡好一杯咖啡，一杯香浓咖啡一份报纸，或是和恋人、朋友及家人在一起共享温馨舒适、乐趣无穷的咖啡时光，是一种幸福。
开发方案
wi-fi智能咖啡壶控制方案中对咖啡壶嵌入式开发是比较重要的一步，这样才能在硬件上实现无线数据转换以及无线控制。
我司主要采用的串口wifi模块tln13ua06，它是新一代嵌入式wi-fi模块产品，软、硬件接口全面兼容tlg10ua03，体积小，功耗低。
嵌入式wifi模块采用uart接口，内置ieee802.11协议栈以及tcp/ip协议栈，能够实现用户串口到无线网络之间的转换。
支持串口透明数据传输模式，可以使传统的串口设备可轻松接入无线网络。
智能咖啡机设计报告范文
智能咖啡机设计报告范文1. 引言智能咖啡机是一种集咖啡冲泡、调节浓度和温度、咖啡豆研磨等功能于一体的咖啡制作设备，是现代生活中受欢迎的小家电之一。
本设计报告旨在介绍我们团队所设计的一款智能咖啡机，详细说明设计思路、功能特点以及技术实现等方面内容。
2. 设计目标本次设计的智能咖啡机的主要目标是提供一种方便、快速、智能化的咖啡制作体验。
通过应用现代智能技术，实现自动化控制、远程监控和用户个性化定制等功能，为用户带来更加便捷和个性化的咖啡体验。
3. 功能设计3.1 咖啡冲泡智能咖啡机具备自动咖啡冲泡功能，用户只需在操作面板上选择咖啡种类和冲泡浓度，咖啡机会自动根据预设参数进行咖啡冲泡。
3.2 温度和浓度调节用户可以根据自己的口味调节咖啡的温度和浓度。
智能咖啡机内置温度和浓度传感器，用户可以通过手机应用或操作面板上的调节按钮实时监测和调整咖啡的温度和浓度。
3.3 咖啡豆研磨智能咖啡机具备咖啡豆研磨功能，用户可以选择使用新鲜咖啡豆研磨出最新鲜的咖啡粉，或者使用预先研磨好的咖啡粉，以满足不同用户的需求。
3.4 智能控制智能咖啡机可以通过手机应用实现远程控制，用户可以通过手机指令，在离家前远程开启咖啡机，到家后即可享受到热腾腾的咖啡。
3.5 用户定制智能咖啡机支持多用户定制功能，每位用户可以在手机应用中保存自己的咖啡配方，包括咖啡种类、浓度、温度等参数，实现个性化的咖啡制作。
4. 技术实现4.1 硬件设计智能咖啡机主要由以下硬件组成：- 主控单元：采用高性能的ARM处理器，用于控制咖啡机的各个功能模块。
- 显示屏：用于展示咖啡机的状态、菜单和操作指示等信息。
- 温度传感器：安装在咖啡机的加热装置和水箱中，用于监测温度并进行调控。
- 浓度传感器：安装在咖啡机的冲泡装置中，用于监测咖啡的浓度。
- 咖啡豆研磨器：用于研磨咖啡豆，可进行粗细程度调节。
- 电子秤：用于精确称量咖啡粉的重量。
- 通信模块：用于与手机应用进行远程通信。
智能家居的智能咖啡机设计与控制
智能家居的智能咖啡机设计与控制智能家居的崛起是当代科技发展的产物，它为人们的生活带来了许多便利和舒适。
作为智能家居设备中的一种，智能咖啡机凭借着其独特的设计和先进的控制技术，成为了现代家庭中不可或缺的一部分。
本文将围绕智能咖啡机的设计与控制展开论述，探讨其在智能家居领域中的重要性和应用前景。
一、智能咖啡机的设计原理智能咖啡机的设计原理是基于传统咖啡机的改良和升级。
传统咖啡机的主要部件包括水箱、研磨器、滤网和咖啡壶等，而智能咖啡机在此基础上增加了微处理器和传感器等智能化元件。
智能咖啡机通过传感器感知环境温度、湿度等信息，并通过微处理器对咖啡的冲泡过程进行智能控制。
这种设计原理使得智能咖啡机能够更加准确地掌握冲泡咖啡的时间、温度和压力等参数，从而提高咖啡的品质和口感。
二、智能咖啡机的功能特点智能咖啡机作为智能家居设备的重要组成部分，具有许多独特的功能特点。
1. 定时预约功能智能咖啡机配备了智能定时器，用户可以通过手机APP或者语音助手进行设置，让咖啡机在特定的时间自动启动，为用户提供早晨醒来时的一杯热腾腾的咖啡。
这项功能不仅方便了用户的生活，还可以节省时间和能源。
2. 远程操控功能用户可以通过手机APP随时随地地远程操控智能咖啡机，可以在外出前预热咖啡机，抵达家后立刻享用咖啡。
这种远程操控功能可以根据用户的日程安排来确定合适的冲泡时间，提供个性化的咖啡体验。
3. 个性化定制功能智能咖啡机还拥有个性化定制功能，用户可以根据自己的口味喜好调节咖啡的浓淡、香醇度和甜度等参数，得到完全符合个人口味的咖啡。
这种个性化定制功能增加了用户的参与感和咖啡体验的乐趣。
4. 智能学习能力智能咖啡机通过内置的智能学习算法，可以根据用户的喜好和偏好，不断优化咖啡的配方和冲泡过程。
随着时间的推移，智能咖啡机会越来越准确地掌握用户的口味偏好，并能够自动调节咖啡的配方，提供更加符合用户口味的咖啡。
三、智能咖啡机在智能家居中的应用前景智能咖啡机作为智能家居领域中的重要应用之一，具有较广阔的应用前景。
咖啡机方案
咖啡机方案1. 概述本文档描述了一个咖啡机方案的设计和实施，旨在为用户提供方便快捷的咖啡制作体验。
咖啡机方案涉及硬件设计、软件开发以及用户界面设计。
2. 硬件设计咖啡机方案的硬件部分主要包括以下组件：•水箱：用于储存咖啡机所需的水。
•咖啡粉仓：用于储存咖啡粉。
•滤网：用于过滤咖啡粉，使咖啡汁能够顺畅流出。
•加热元件：用于加热水并使其达到适用于冲泡咖啡的温度。
•控制面板：提供用户与咖啡机进行交互的界面，包括按钮和显示屏。
2.1 水箱设计水箱应具备以下特点：•容量适中，能够容纳足够的水用于一次冲泡。
•易于拆卸和清洁。
•具备水位传感器，能够提醒用户水箱已空或水箱已满。
2.2 咖啡粉仓设计咖啡粉仓应具备以下特点：•容量适中，能够存储足够的咖啡粉用于一次冲泡。
•防潮设计，保持咖啡粉的新鲜度。
•易于拆卸和清洁。
2.3 滤网设计滤网应具备以下特点：•材质应该耐高温、耐腐蚀。
•结构应该合理，能够有效过滤咖啡粉，防止堵塞。
•易于拆卸和清洁。
2.4 加热元件设计加热元件应具备以下特点：•快速加热水至适宜的温度。
•温度控制精准可靠。
•易于维护和清洁。
2.5 控制面板设计控制面板应具备以下特点：•提供友好的用户界面，方便操作。
•显示当前咖啡机的状态和进度。
•具备按键和触摸屏等交互方式。
3. 软件开发咖啡机方案的软件部分主要包括以下功能：•控制咖啡机的运行状态。
•监测咖啡机的各个部件状态。
•提供咖啡制作的不同选项，例如咖啡的浓度和容量。
•实现咖啡机的自动关机功能。
•检测并提示水箱和咖啡粉仓的状态。
4. 用户界面设计咖啡机方案的用户界面应该直观易懂，方便用户选择操作和了解咖啡机的状态。
具体设计要求包括：•显示当前咖啡机的状态，例如待机、冲泡中、暂停等。
•提供简单明了的操作按钮或触摸屏，用于选择咖啡的制作选项。
•显示咖啡制作进度，例如剩余时间或进度条等。
5. 总结本文档详细介绍了咖啡机方案的设计和实施。
通过合理的硬件设计、软件开发和用户界面设计，可以为用户提供方便快捷的咖啡制作体验。
咖啡机的设置要求
咖啡机的设置要求引言本文档旨在详细说明咖啡机的设置要求。
咖啡机是一种常见的饮品制备设备，准确的设置可以确保制备出高质量的咖啡，满足消费者的需求。
1. 电源及温度要求- 咖啡机必须连接稳定的电源，电源供应要符合国家标准，以确保咖啡机的正常运行。
- 咖啡机必须具备温度控制功能，温度控制范围应在80-95摄氏度之间。
2. 水质要求- 咖啡机应使用过滤器或软化系统来过滤水质，确保水质的纯净度和适宜度。
- 水质净化设备的使用频率和维护保养应遵循厂商提供的说明。
3. 咖啡豆要求- 咖啡机使用的咖啡豆应为新鲜烘焙的豆子，保证豆子本身的新鲜度和风味。
- 咖啡豆的选择应根据不同的咖啡类型和口味偏好进行，以确保制备出符合消费者期望的咖啡。
4. 磨豆粒度要求- 咖啡机磨豆设定的粒度应符合制备不同咖啡类型所需的粒度要求。
- 粗磨适用于冲泡时长较长的咖啡类型，如法式压滤咖啡；细磨适用于冲泡时长较短的咖啡类型，如浓缩咖啡。
5. 操作规范- 操作人员应熟悉咖啡机的使用说明和功能。
- 每次使用咖啡机前，应先对设备进行清洁和消毒，确保咖啡的卫生质量。
- 每次制备咖啡后，应及时清理咖啡机的废渣和残留物，并进行必要的维护保养。
6. 定期维护保养- 咖啡机应定期进行清洁和维护，以保持设备的良好状态和正常运行。
- 清洗和维护咖啡机时，应按照厂商提供的说明和建议进行操作，注意安全和正确使用维护工具。
结论咖啡机的设置要求包括电源及温度要求、水质要求、咖啡豆要求、磨豆粒度要求、操作规范和定期维护保养。
合理设置和维护咖啡机，可以确保制备出高质量的咖啡，提升消费者的满意度和体验。
智能恒温系统实施方案
智能恒温系统实施方案一、引言。
随着科技的不断进步，智能恒温系统在建筑领域得到了广泛的应用。
智能恒温系统通过精确的控制室内温度，提高了生活和工作环境的舒适度，同时也节约了能源。
本文将就智能恒温系统的实施方案进行详细介绍，以期为相关领域的从业者提供参考。
二、系统设计。
1. 系统组成。
智能恒温系统主要由温度传感器、控制器、执行器和用户界面组成。
温度传感器负责实时监测室内温度，控制器根据传感器反馈的数据进行智能调控，执行器负责根据控制器指令调节供暖、制冷设备，用户界面则提供了用户对系统的操作和监控界面。
2. 系统原理。
智能恒温系统的工作原理是通过传感器实时监测室内温度，将数据反馈给控制器，控制器根据预设的温度范围进行智能调控，通过执行器对供暖、制冷设备进行控制，从而实现室内温度的恒定。
三、系统实施。
1. 系统布线。
在实施智能恒温系统时，需要对建筑进行布线，将温度传感器、控制器、执行器等设备进行连接。
布线需要考虑到设备之间的距离、信号传输质量等因素，确保系统的稳定性和可靠性。
2. 控制策略。
在实施智能恒温系统时，需要根据建筑的结构和使用需求，制定合理的控制策略。
控制策略包括温度范围的设定、供暖、制冷设备的控制模式选择等，需要综合考虑能源消耗、舒适度和设备寿命等因素。
3. 用户界面设计。
智能恒温系统的用户界面设计也是实施的重要内容之一。
用户界面应该直观、易操作，能够实时显示室内温度、控制设备的状态，并能够进行温度设定、模式选择等操作。
四、系统优势。
1. 节能环保。
智能恒温系统能够根据室内实际需求进行精确调控，避免了传统恒温系统长时间工作、能源浪费的问题，从而达到节能环保的目的。
2. 提高舒适度。
智能恒温系统能够实现室内温度的恒定，避免了温度波动对人体的影响，提高了室内舒适度。
3. 智能管理。
智能恒温系统通过数据采集和分析，能够实现对室内温度的智能管理，为用户提供更加便捷的使用体验。
五、系统应用。
智能恒温系统广泛应用于各类建筑，包括住宅、办公楼、商业综合体等。
咖啡机的设计说明
咖啡机的设计说明咖啡机是一种家用电器，用于自制咖啡。
随着咖啡文化的兴起，咖啡机在家庭和办公室中的应用越来越广泛。
好的咖啡机设计能够提供方便快捷的操作体验，同时能够保证咖啡的口味和质量。
本文将介绍一个优秀的咖啡机设计及其相关考虑。
首先，一个好的咖啡机设计应该注重用户的使用体验。
咖啡机的操作步骤应该简单明了，用户不需要经过复杂的设置就能够轻松制作一杯咖啡。
咖啡机的控制面板应该直观易懂，按钮和旋钮的布局合理，大小适中，便于操作。
同时，咖啡机的外观设计也应该美观大方，凸显现代感和高端感。
其次，咖啡机的性能和功能也是设计的重要考虑因素。
咖啡机应该能够快速加热水和咖啡粉，节约用户的时间。
咖啡机应该具备恒温功能，能够保持适宜的温度，保持咖啡的口感和香味。
咖啡机的机械结构和传动系统应该稳定可靠，能够持续工作而不容易出现故障。
此外，咖啡机还可以具备一些额外的功能，如自动清洁、自动关机、预约制作等，提供更多便利性和灵活性。
另外，咖啡机设计还应该注重节能环保。
咖啡机使用电能，为了减少能源消耗和对环境的影响，咖啡机设计应该具备一定的节能功能。
例如，咖啡机可以采用高效的加热系统，减少能量的损耗；咖啡机可以设计成具备智能休眠功能，当一段时间不使用时自动进入休眠状态，减少待机功耗；咖啡机还可以使用环保材料，减少对环境的污染。
最后，咖啡机的安全性也是设计过程中需要考虑的重要因素。
咖啡机使用过程中涉及热水和高温，为了避免用户因误操作而受伤，咖啡机应该具备安全保护装置。
例如，咖啡机可以设计成具备防烫手的外壳，以及水位和温度的监测装置，用于及时警示用户。
此外，咖啡机还可以具备过热保护功能，当温度过高时自动停止加热，防止咖啡机发生意外。
综上所述，一个优秀的咖啡机设计应该注重用户的使用体验，具备简单易懂的操作界面和美观大方的外观设计；同时，咖啡机的性能和功能也要满足用户的需求，具备快速加热和恒温功能，并可以拥有一些额外的便利功能；咖啡机的设计还应该注重节能环保和安全性，采用高效的加热系统，具备智能休眠功能，并配备安全保护装置。
智能咖啡机设计毕业设计(论文)
智能咖啡机设计毕业设计(论文)引言本文介绍了一款智能咖啡机的设计方案，旨在为咖啡爱好者提供更便捷、更高效、更科技化的咖啡冲泡体验。
本设计将涉及硬件设计、软件编程和用户体验设计等方面。
硬件设计智能咖啡机的硬件设计主要包括以下几个方面：1. 水箱、咖啡粉仓和杯子托放置的位置和容量：设计一个合适的存储和放置位置，以便用户能轻松地将水箱、咖啡粉仓和杯子放置到设计好的位置上，而不会产生漏水或倒咖啡的情况。
2. 咖啡冲泡机构：设计一个合适的咖啡滤网和咖啡滴水机构，保证咖啡的浓度和口感达到最佳状况。
3. 嵌入式电子元器件：选择适合的单片机、传感器、执行器等电子元器件，以确保咖啡机的智能化和人机交互的顺畅性。
软件编程为了实现咖啡机的智能化和人机交互的顺畅性，我们需要编写一些软件程序。
其中，咖啡机的主要功能包括：1. 咖啡的冲泡和送水功能：设计简单易用的咖啡冲泡流程，让用户可以通过简单的操作，掌握如何使用机器。
使用者可以根据需要选择喜爱的咖啡浓度和口感。
2. 清洗和维护功能：设计一系列智能清除程序，帮助用户完成清洗和维护工作，增加机器的寿命和卫生度。
3. 远程操控和状态反馈功能：实现智能手机远程控制咖啡机和咖啡机向用户提供冲泡状态反馈等功能。
用户体验设计用户体验设计是本设计的重中之重，其设计目标是使用户更直观、更快捷、更便捷地使用咖啡机，操作过程更舒适、更自然。
因此，具体的用户体验设计可以从以下三个方面考虑：1. UI设计：通过蓝牙和WIFI等技术，打造出一套简约、明了的手机应用程序界面，让用户可以快速高效地使用和控制咖啡机。
2. 操作体验设计：让用户可以通过单一的操作和轻松的方式完成所有咖啡机的操作，而不需要多余的步骤。
3. 感觉体验设计：让用户感受到咖啡冲泡的浓郁香味和深度滋味，加强用户对该品牌的品牌印象和忠诚度。
结论本文介绍了一款智能咖啡机的设计方案，并详细阐述了硬件设计、软件编程和用户体验设计等方面。
通过这些方面的设计优化，咖啡机将能够更好地满足用户的需求，为广大用户提供更加便捷、更高效、更科技化的咖啡冲泡体验。
咖啡机方案
咖啡机方案咖啡机方案一、引言咖啡是现代社会中非常受欢迎的饮品之一。
为了满足人们对咖啡的需求，各种咖啡机应运而生。
咖啡机方案是指制作一款高效、方便、易于使用的自动咖啡机，并且保持咖啡的味道和质量。
本文将介绍一个设计咖啡机的方案，包括其原理、组成部件和设计要点。
二、原理咖啡机的基本原理是通过将热水通过咖啡粉，制作出美味的咖啡。
具体而言，咖啡机包含以下几个步骤：1. 加水：咖啡机用于容纳冷水的水箱，用户可以根据需要加入适量的水。
2. 加热：咖啡机内部有一个加热装置，可以将水加热至适宜的温度，通常为85°C-95°C。
3. 冲泡：热水通过滴流或压力，被送入装有咖啡粉的过滤器中，并与咖啡粉充分接触。
4. 浸泡：热水与咖啡粉接触后，会进行一定时间的浸泡，以使咖啡的香味和风味充分释放。
5. 过滤：浸泡后的咖啡通过过滤器，将咖啡渣和固体颗粒过滤出来，得到纯净的咖啡液。
6. 存储和倾倒：咖啡液通过管道流入玻璃壶等容器中，供用户使用。
废弃物（如咖啡渣）则被咖啡机分离并集中储存，以方便倾倒。
三、组成部件设计一个咖啡机需要考虑以下组成部件：1. 水箱：用于储存水的容器，通常具有透明或半透明的设计，以方便用户观察水位。
2. 加热装置：用于加热水的装置，可以采用加热管或热板等方式。
3. 控制面板：用于设置咖啡机的参数，如咖啡的浓度、杯数和温度等。
4. 电子控制单元：负责控制咖啡机的正常运行，通过传感器监测水位和温度等参数，并控制加热装置的开关。
5. 过滤器：用于过滤咖啡渣和固体颗粒的装置，可以采用纸质滤纸或金属过滤器等。
6. 咖啡壶：用于储存咖啡液的容器，通常采用玻璃制品，具有防滴漏设计。
四、设计要点在设计咖啡机方案时，需要注意以下要点：1. 安全性：咖啡机应具有一定的安全保护功能，如过热保护和自动断电等。
同时，咖啡机的外壳应采用耐热材料，以防止用户烫伤。
2. 方便性：咖啡机应具有简洁明了的操作界面和易于清洁的构造。
咖啡机解决方案
咖啡机解决方案» 方案概述该咖啡机解决方案具有时钟显示、时间设定；多种显示界面；无水、高温保护；自动恒温控制。
实现咖啡机多方式渚制的功能需求。
除了基本功能外，可根据客户要求开发设计新功能。
真正做到“随需而变,个性服务”！» 系统结构咖啡壶控制板方案采用8位高性能51内核的G80F910D作为主控芯片，外加温度检测、断电检测数据存储、LCD显示等功能模块组成。
咖啡壶控制板方案的系统结构如下图所示。
» 方案优势采用高性能的51内核的G80F910D微控制器作为主控芯片。
该微控制器是基于通用的51内核，上手更容易，指令周期为1个时钟周期，是传统51核的12倍，G80F910D是一种高速高效率8051可兼容单片机。
在同样振荡频率下，较之传统的8051芯片它有着运行更快速的优越特性。
G80F910D保留了标准8051芯片的大部分特性。
这些特性包括内置256字节RAM，1个UART和外置中断INT0，INT1，INT2和INT3。
此外，G80F910D还集成了外部256字节RAM，可兼容8052芯片的16位定时器/计数器（Timer2）。
该单片机还包括适合于程序和数据的16K字节Flash块。
G80F910D不仅集成了如EUART和SPI等标准通讯模块，此外还集成了LCD驱动器，具有内建比较功能的ADC，PWM定时器等模块。
为了达到高可靠性和低功耗，G80F910D内建看门狗定时器，低电压复位功能及系统时钟监控功能。
此外G80F910D还提供了2种低功耗省电模式。
提高了硬件和软件的设计灵活性，是咖啡机控制板方案的理想选择。
» 技术规格1、功能简介:■开机自检功能系统上电时自动检测MCU与EEPROM的通迅是否正常。
■系统自检功能——全面检测系统状态；按下ON/OFF键，上电后系统进入系统自检功能，系统将自动检测所有显示，按键是否正常。
■12秒掉电保护功能；机器在使用过程中，停电或断电，机器有12秒左右的掉电保护功能。
全自动咖啡机的设计方案(全套图纸)
目录全自动咖啡机的设计1摘要11 绪论21.1 咖啡机的历史21.2 国内咖啡机发展现状31.3 课题的意义及目的42 总体方案设计42.1 咖啡机的工作原理42.2研磨机构设计52.2.1方案设计及原理52.2.2 磨盘的选择与计算72.2.3 磨豆电机的计算与选择72.2.4 电机输出轴的强度校核82.2.5 键的选用与校核82.2.6 送粉电机与送粉螺旋轴82.2.7 联轴器92.2.8调节齿轮与调节齿92.2.9 螺钉与螺纹的选用102.2.10 调节齿轮的精度112.3 液压系统的设计122.3.1液压系统原理122.3.2 泵的选择与计算142.3.3 其他液压元件的选择142.4酿造器的设计153 控制部分方案的设计163.1 全自动咖啡机控制系统方案基本原理163.2电源173.2.1电源的作用与组成183.2.2 电源工作原理183.2.3稳压器的选用与介绍193.3 控制系统硬件的选择与简介203.3.1 硬件的选择203.4 霍尔流量传感器223.5 驱动芯片ULN2003233.6温度传感器243.7各部分电路说明253.7.1单片机控制部分253.7.2传感器数据采集电路263.7.3 流量计数据采集控制电路273.7.4 拨码开关电路图283.7.5 电机控制电路图293.7.6 电磁换向阀控制电路303.7.7 整个主板电路接线图333.8 咖啡机工作流程图344 结论与感悟364.1毕业设计总结364.2 毕业设计感想365致谢37参考文献38附录1 控制主板接线图39附录2 自动咖啡机程序40附录345外文翻译45中文翻译：53全自动咖啡机的设计摘要本论文主要是设计一种全自动咖啡机。
目前，全自动的咖啡机非常流行，尤其是在大城市的写字楼、大公司的办公室里应用广泛，一些家庭也都逐渐将它作为必需的家庭生活用品。
只要启动咖啡机，按下电源，短短几分钟内，磨豆、烧水、酿造萃取完全自动化，既安全可靠又快捷方便。
基于PIC16F877A的咖啡机智能温控系统
4位总线
{ Level_1 4组红外 热敏电阻测温信号 感测装置
……
温度测定值
A/D通道
液位信号
MCU
SSR
(PIC16F877A)
键盘输入
显示输出
电加热管
～电源～
Level_1_ emitter
玻璃杯 咖啡
导热板
图 2 总体方案结构简图
PIC16F877A 的 PORTB 端口具内部弱上拉，可以方便的实现按键输入，包括温度设定、 时钟设定、定时开关机设定等功能。PIC 的端口驱动能力较强，可直接驱动通流 25mA 以下 的发光二极管，所以实现 LED 显示相当容易，无需外加控制器。一般为了节省 I/O，采用时 分复用的方式，使 PIC 的资源得到最大化的利用。增加人机界面，方便了操作，体现了“智 能”化的概念。
1
咖啡粉
水室
咖啡杯
加热管
图 1 滴漏式咖啡机的结构示意图
为此，本文针对某款容量为 12 杯的滴漏式电咖啡机，给出了一种可以精确恒温的系统 设计。该方案以加热管的温度作为主输入参数，同时采集了表征咖啡多少的液位量，作为补 偿输入参数，达到了较高精度的恒温。
In this paper, a precision temperature control method of a smart coffee maker is presented, which is based on PIC16F877A, a MCU of Microchip Technology Inc. This solution can keep temperature in a set value accurately because of self-tuning towards the coffee liquid level. The control system is proved to be steady and advanced. Key words: Coffer Maker；PIC；Temperature Control；Level Measuring 作者简介：侯军刚，男，1979年生，硕士研究生，研究方向为嵌入式智能设备与智能家电。
数电课程设计——智能咖啡机控制器设计
数电课程设计——智能咖啡机控制器设计设计背景随着科技的不断发展，智能家居产品越来越受人们的关注。
其中，智能咖啡机作为一种便捷的家用电器，备受欢迎。
本课程设计旨在设计一个智能咖啡机控制器，以实现对咖啡机的智能控制和功能扩展。
控制器功能设计1. 咖啡机开关控制：设计一个开关电路，实现对咖啡机的开机和关机操作。
2. 温度调节：通过控制电路实现对咖啡机加热板的温度调节功能，保证咖啡的饮用温度。
3. 自动定时功能：设计一个定时器电路，使咖啡机能够自动在设定的时间开始制作咖啡。
4. 咖啡浓度调节：设计一个电路，实现对咖啡浓度的调节，满足不同用户对咖啡浓度的需求。
5. 咖啡豆研磨控制：设计一个电路控制咖啡机中的磨豆机，以实现对咖啡豆的自动研磨功能。
系统框图设计[咖啡机开关] --> [控制器] --> [加热板]↑|[定时器]↑|[浓度调节]↑|[磨豆机]硬件设计1. 咖啡机开关电路：使用继电器电路实现对咖啡机的开关控制。
2. 温度调节电路：采用温度传感器和运放电路实现对加热板温度的监测和调节。
3. 定时器电路：利用计时器模块设计定时器电路，实现在设定时间自动开始制作咖啡的功能。
4. 咖啡浓度调节电路：使用电位器电路实现对咖啡浓度的调节，通过调节电位器的阻值控制制作咖啡的浓度。
5. 咖啡豆研磨控制电路：通过电机驱动电路控制咖啡机中的磨豆机，实现对咖啡豆的自动研磨。
软件设计1. 利用C语言编写控制算法：根据用户输入的指令和参数，编写相应的控制算法，实现对咖啡机的智能控制。
2. 设计用户界面：通过GUI设计，实现用户与咖啡机控制器的交互界面，使用户可以方便地控制和调节咖啡机的功能。
性能要求1. 响应速度快：咖啡机控制器对用户的操作指令快速响应，实现实时控制。
2. 稳定可靠：控制器的电路稳定性好，能够长时间稳定运行。
3. 功能完善：咖啡机控制器具备开机关机、温度调节、自动定时、咖啡浓度调节和咖啡豆研磨控制等功能。
智加咖啡机设计理念
智加咖啡机设计理念
智加咖啡机的设计理念主要体现在以下几个方面：
一、智能化设计：智加咖啡机采用了先进的智能技术，可以通过手机APP控制咖啡机的开关、温度调节、咖啡浓度选择等
功能。
用户只需要在手机上设置好自己的咖啡喜好，智加咖啡机就能根据用户的选择进行自动调整，确保每一杯咖啡都符合用户的口味。
二、高质量咖啡的保证：智加咖啡机采用了先进的咖啡萃取技术，能够充分释放咖啡的香气和口感。
智加咖啡机还配备了高质量的咖啡豆研磨器和精准的温控系统，确保咖啡豆的研磨和水温的控制在最佳状态下进行，从而使每一杯咖啡都能达到专业咖啡师的水准。
三、个性化定制服务：智加咖啡机支持多种咖啡的选择和调整，用户可以根据自己的口味喜好选择浓度、研磨程度、提取时间等参数，以获得自己心仪的咖啡口感。
同时，智加咖啡机还支持用户自定义的咖啡配方保存，并可以与其他用户分享，实现了个性化定制服务和经验交流。
四、用户友好设计：智加咖啡机的外观造型时尚简约，操作界面简单易懂。
咖啡机采用触摸屏操作，用户可以轻松地选择咖啡种类、浓度等参数，并监控咖啡的制作过程。
咖啡机还配备了清洗提醒功能，当咖啡机需要清洗时会自动发送提醒信息，方便用户及时进行维护保养。
五、节能环保设计：智加咖啡机采用了节能设计，具备自动关机和节能模式功能。
当咖啡机长时间不使用时，会进入自动关机状态，减少能源的浪费。
同时，咖啡机还采用了环保材料和低噪音技术，减少对环境的负面影响。
总之，智加咖啡机致力于提供高品质、个性化、智能化的咖啡制作体验，让用户能够轻松享受到专业水准的咖啡。
同时，智加咖啡机还注重节能环保和用户友好性的设计，以实现可持续发展的目标。
HT48R06的智能咖啡机设计
HT48R06的智能咖啡机设计基于HT48R06A-1的智能咖啡机设计摘要随着⼈们经济⽔平的提⾼，对⽣活要求也随之提⾼，更多的家电将进⼊消费者的家庭。
在欧洲平均每家有30多种家电产品，⽽在中国平均每家仅有3种⾄4种家电产品。
可想⽽知，⼩家电⾏业在中国的发展潜⼒有多⼤。
近年以来⼀些家电⾏业的巨头也纷纷投⼊巨资开始抢夺中国咖啡机市场的份额，就⽬前的现状来看，在未来的⼀段时间内中国咖啡机的产量将⼤⼤提⾼。
本次设计紧紧抓住这⼀点，设计了适合普通⽤户的咖啡机，具有两⼩时⾃动关机和预约功能，满⾜⼤多数普通⽤户的需求。
硬件部分，采⽤合适的元器件来实现咖啡机的功能，具有较⾼的性价⽐和市场价值。
软件部分⽤C语⾔进⾏编写，利⽤HT48R06单⽚机多输⼊/输出特性结合电源、按键、数码管显⽰等各部分来实现各个功能，使结构更加简单。
本次设计结构简单，操作⽅便，性价⽐⾼，能较好的满⾜部分市场需求。
但同时，由于功能的简单，必然也会产⽣负⾯影响。
所以，在今后的不断探索中，可以适当地添加其他功能，与全⾃动咖啡机接轨，使性能更加⽅便全⾯，咖啡⼝感更加纯正⾹浓。
关键词：HT48R06A-1；咖啡机；预约；继电器Design of Intelligent Coffee Machine Based on HT48R06A-1AbstractWith the improvement of people's economic level, the living requirements also will be improved, more consumer electronics will enter the home. In Europe there are an average of every 30 kinds of household electrical appliances, while in China average only every 3-4 kinds of household electrical appliances. One can imagine that small household electrical appliance industry in China has much potential for development. In recent years a number of household electrical appliances industry giants have also invested heavily in China's Coffee began snatch market share, on the current status quo, in the next period of time China Coffee production will be greatly enhanced.The design firmly grasp this point, designed for ordinary users of coffee machines, automatic shutdown of two hours and booking function, to meet the needs of the majority of ordinary users.Hardware, using the right components to achieve the functions of coffee machines, have a high price and market value.C software language to use part of the preparation, use of its multi-input / output characteristics of the HT48R06 MCU and power supplies, keys, digital display of all parts to achieve the various functional so that the structure more simple.The design is simple, easy to operate, cost-effective and better able to meet some of the market demand. But at the same time, because of the simple functions, will inevitably have a negative impact. Therefore, in the future to constantly explore, you can add other functions properly and fully automatic coffee machine convergence, so that a comprehensive performance more convenient, more pure coffee taste better.Keywords: HT48R06A-1; coffee machine; appointment; relay⽬录引⾔ ............................................................................................................................... - 1 -第1章绪论....................................................................................................................... - 2 -1.1 咖啡机概况.................................................................................................................... - 2 -1.2 咖啡机发展趋势............................................................................................................ - 2 -第2章硬件设计................................................................................................................. - 4 -2.1 硬件部分原理框图........................................................................................................ - 4 -2.2 电源部分........................................................................................................................ - 5 -2.2.1 阻容降压电路 ..................................................................................................... - 5 -2.2.2 整流电路 ............................................................................................................. - 6 -2.2.3 滤波电路 ............................................................................................................. - 7 -2.2.4 稳压电路 ............................................................................................................. - 8 -2.3 显⽰部分........................................................................................................................ - 9 -2.4 按键部分...................................................................................................................... - 11 -2.5 过零检测部分.............................................................................................................. - 11 -2.6 继电器部分.................................................................................................................. - 12 -2.7 单⽚机部分.................................................................................................................. - 13 -2.7.1 HT48R06A-1单⽚机的特点............................................................................. - 13 -2.7.2 HT48R06A-1单⽚机引脚说明......................................................................... - 14 -2.7.3 HT48R06A-1单⽚机的功能特点..................................................................... - 15 -第3章软件设计............................................................................................................. - 22 -3.1 主程序部分 .................................................................................................................. - 22 -3.2 按键部分程序.............................................................................................................. - 24 -3.3 显⽰部分程序.............................................................................................................. - 28 -3.4 中断部分程序.............................................................................................................. - 30 -3.5 设备初始化程序.......................................................................................................... - 30 -3.6 125us定时程序............................................................................................................. - 31 -3.7 电压频率检测程序...................................................................................................... - 32 -3.8 系统时钟程序.............................................................................................................. - 32 -3.9 两⼩时⾃动关机和预约开机程序.............................................................................. - 33 -3.10 加热器控制程序........................................................................................................ - 34 -结论与展望......................................................................................................................... - 35 -致谢 ............................................................................................................................. - 36 -参考⽂献............................................................................................................................. - 37 -附录A 咖啡机电路图....................................................................................................... - 38 -附录B 外⽂⽂献及其译⽂............................................................................................... - 39 -附录C 主要参考⽂献的题录及摘要............................................................................... - 44 -附录D 主要源程序........................................................................................................... - 46 -插图清单图2-1 电源部分框图.......................................................................................................... - 5 -图2-2 阻容降压原理图...................................................................................................... - 5 -图2-3 整流电路原理图...................................................................................................... - 6 -图2-4 整流电路波形变化图.............................................................................................. - 7 -图2-5 滤波电路原理图...................................................................................................... - 7 -图2-6 滤波电路波形变化图.............................................................................................. - 8 -图2-7 稳压电路原理.......................................................................................................... - 8 -图2-8 数码管外形图.......................................................................................................... - 9 -图2-9 数码管线路原理图................................................................................................ - 10 -图2-10 数码管驱动电路图.............................................................................................. - 10 -图2-11 数码管连线图...................................................................................................... - 11 -图2-12 按键部分电路图.................................................................................................. - 11 -图2-13 过零检测原理图.................................................................................................. - 12 -图2-14 D ZERO⼝与ZERO⼝波形对⽐图................................................................... - 12 -图2-15 继电器部分电路图.............................................................................................. -13 -图2-16 18引脚封装⽅式的引脚图.................................................................................. - 15 -图3-1 主程序流程图........................................................................................................ - 23 -图3-2 auto按键扫描部分的流程图................................................................................. - 24 -图3-3 on/off键和prog/min/hour键的按键扫描流程图................................................. - 25 -图3-4 ON/OFF与AUTO键按键处理 ............................................................................ - 26 -图3-5 PROG、MIN、HOUR键按键处理流程图 .......................................................... - 27 -图3-6 显⽰部分流程图.................................................................................................... - 29 -表格清单表2-1 状态寄存器............................................................................................................ - 17 -表2-2 TMR寄存器........................................................................................................... - 19 -表3-1 产品操作功能书.................................................................................................... - 22 -引⾔我国的发展⽇新⽉异，随着综合国⼒的提⾼，国家的经济⽔平和科技⽔平都⾛上了⼀个很⾼的台阶。
智能咖啡机的精确恒温方案设计
智能咖啡机的精确恒温方案设计
侯军刚;孟欣;曹广忠;徐刚
【期刊名称】《自动化与信息工程》
【年(卷),期】2004(025)004
【摘要】提出了一种咖啡机的精确恒温方案.利用集成元件AD590测温、静电电容式接近开关检测咖啡液位,构建闭环控制回路.用PWM集成芯片TL494做脉宽调制,控制固态继电器按一定占空比输出给加热器间歇加热,实现了咖啡液的精确恒温.【总页数】3页(P19-21)
【作者】侯军刚;孟欣;曹广忠;徐刚
【作者单位】深圳大学工程技术学院;深圳大学工程技术学院;深圳大学工程技术学院;深圳大学工程技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.11
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Hou Jungang，Meng Xin，Cao Guangzhong，Xu Gang
College of Engineer and Technology,Shenzhen University,Shenzhen(518060) Abstract
{液
位 检 测
温度测定值 液位信号 + 温度设定 +
AD590测温
比 误差
较 信号E PWM
SSR
电
路
电加热器
～电源～
玻璃杯 液体 导热板
图 1 总体方案及结构简图
所以，杯中液体中心点的恒温问题，就转化为杯子外壁测温点的恒温问题了。图 1 中温 度测定值即为测温点的实际值，温度设定即为测温点的温度设定值。比较电路将这两个值的 差输出，即为误差信号 E。通过 PWM，输出一个固定周期的脉冲序列，其占空比随着误差信 号 E 趋向于零而减小。用该脉冲序列来控制固态继电器的通断，进而控制加热功率，使加热 速度随着误差信号 E 趋向于零而减慢，避免产生升温过冲。
4. 结 论
实验结果表明，本文所提出的这种智能咖啡机的恒温控制方法是有效的。通过 AD590 的可靠测温并反馈，实现闭环控制，使杯中咖啡稳定在需要的温度，精度达±1℃。而且它 会通过检测液位，对系统进行自动调节，使温度保持恒定。在升温时，如果温度快到达设定 值，加热速度会减慢，避免温度出现过冲。这都体现了这种咖啡机的“智能”化概念。另外， 这种控制方案也对咖啡机之外的其它设计有参考意义，具有较高的实用价值。
智能咖啡机的精确恒温方案设计
侯军刚，孟欣，曹广忠，徐 刚
深圳大学工程技术学院(518060)
email: xjjk@
摘 要：提出了一种咖啡机的精确恒温方案。利用集成元件 AD590 测温、静电电容式接近开 关检测咖啡液位，构建闭环控制回路。用 PWM 集成芯片 TL494 做脉宽调制，控制固态继电器 按一定占空比输出给加热器间歇加热，实现了咖啡液的精确恒温。 关键字：咖啡机；恒温；液位测量；脉宽调制
2.4 液位检测方案
为了判断杯中液体的量，在杯外不同高度上设置了 3 个静电电容式接近开关。 静电电容式接近开关是一种具有开关量输出的位置传感器。因为不同的材料具有不同的 介电常数，所以这种传感器可以检测物体的有、无，也可以检测出物体材质的的不同，并以
3
开关量输出[5]。
2.3 温度检测方案
要构建一个温度控制系统，温度的检测是至关重要的一个环节。衡量一个温度检测方案 成功与否，要从线性度、灵敏度、抗干扰能力、安装是否方便、信号处理难易程度等方面综 合考虑。常用的温度检测系统可用热电阻型、热电偶型或半导体集成型温度传感器来构建[2]。
热电阻型温度传感器是根据某些材质的阻值随温度变化而变化的原理制成。热电阻的灵 敏度高，但输出呈较大的非线性。铂电阻是一种贵金属热电阻，线性度稍好，但成本较高。 热电偶型温度传感器根据赛贝克效应（又称热电效应）而制成。热电偶测温范围广，但灵敏 度较低，输出信号较小，且存在冷端补偿的问题，所以要获得较高的测量精度，回路设计较 复杂。
图 2(a)为测温部分电路图。其中REF102 是＋10V输出的精密参考电压源[4]T，为AD590 回路提供一个精密稳定的 10V电压。OP07 是高精度低漂移的运算放大器，此处用作I/V转换，
通过R84，将电流差信号IR－IAD转换成电压信号Vo输出。
图 2 测温部分电路图及输出曲线
使用前必须首先对该检测装置作调整。
本方案中选定的测温元件AD590 是美国AD公司生产的一种集成型半导体温度传感器
[3]。对于集电极电流比γ一定的两个晶体管，发射结压降差 ΔVBE
=
K×T q
ln γ
。其中，T为
热力学温度值，K为波尔兹曼常数，q为电子电荷绝对值。可以看出，ΔVBE与热力学温度T 成正比。半导体型温度传感器便是依此原理而制成。这种温度传感器具有线性好、精度适中、 灵敏度高、信号处理简单、易于实现集成化、小型化等特点。
2.5 控制原理
图 3 所示为控制原理结构图。设定了咖啡温度后，系统按照事先确定的咖啡温度与瓶壁 测温点的对应关系，以及当前的液位补偿，得到了等效测温点设定温度。通过实时与 AD590 测出的温度做比较，得到了误差信号 E。
咖啡温 度设定
咖啡温度与瓶 壁测温点温度 的对应关系
液位信号
等效测温点 ＋ 设定温度
本方案中PWM部分采用美国TI公司的电压驱动型脉宽控制集成电路TL494 来完成 [6,7] 。但要注意一点：因为TL494 大多用于开关电源中，其所规定的最低载波频率为 1KHz， 但实际上，把这个频率调低到 0.4Hz，只要保证Rt和Ct在最大额定内，即 1.8 kΩ＜Rt＜500 kΩ， 且 0.47nF＜Ct＜10μF，仍然工作正常。
参考文献
[1]蔡瑞玲，韩英素，赵晋府，刘慧坤.焙炒条件对咖啡风味影响的研究[J].饮料工业，2003， 5
006(006):-32-37. [2]栾桂冬等.传感器及其应用[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2002. [3]Datasheet for AD590.Analog Devices Incorporated,1997 [4]Datasheet for REF102.Burr-Brown Corporation,1997 [5]浙江洞头光电开关厂产品资料. [6]Datasheet for TL494.Texas Instruments Incorporated,2002 [7]刘宝成，裴志利.用 TL494 实现单回路控制器[J].电子技术应用，2002，028(011):-64-66
2
AD590 是电流输出的两端型器件，当它的两端加上+4V～+30V 的电压时，器件呈高阻
抗，流过它的电流（μA）在数值上等于它所处环境的热力学温度（K），即 I = 1μΑ/K 。出 T
厂时已经过激光微调来校正了内部的薄膜电阻，使 AD590 在 298.2K（25℃）时输出电流 298.2μA。由于它是电流输出，抗干扰能力强，可长距离传输信号，使用方便。它的线性好， 在―55℃～＋150℃最大非线性误差±0.3℃（M 级）。
1. 引 言
随着人们生活水平的不断提高，咖啡机这种原来只在酒吧、餐厅使用的高档消费品现在 已越来越多地走进了寻常百姓家。冲煮咖啡是一个受诸如咖啡品种、咖啡粉烘焙条件[1]、咖 啡机类型等因素影响的复杂过程。人们在享用一杯咖啡时，口感是至关重要的，而入口时咖 啡液的温度是决定口感的重要因素。现在市场上常见的家庭型电咖啡机，大多只有一个温度 上限保护，不属于真正意义上的保温。某些高级一些的咖啡机，会设置几个粗略的档位，如 高、中、低温，但是由于杯中咖啡量的变化，即使设定在同样的档位，杯中咖啡液的温度还 是有很大差异，而且在咖啡量很少时，很容易出现过热甚至干烧。
综上，OP07 的输出Vo与温度成正比，斜率为 300 kΩ×1μA /℃=0.3V/℃。如图 2(b)。 图 2(b)所示只是理论曲线图，实际上，因为 AD590 本身的线性度误差、R84 的阻值误 差以及其它器件的附加误差，会出现一定的非线性，所以需要采取相应的调整方法，具体请 参考 AD590 的详细资料，此不赘述。
2.2 总体方案概述
图 1 所示为温度控制部分的总体方案及结构简图。 液体（即咖啡）的温度通过集成型温度传感器 AD590 感知，液位由杯外安装的 3 个静电 电容式接近开关组合测得。
1
因为实际中不允许在液体中测温，所以将测温元件AD590 装在玻璃杯的底部外壁一点， 设测得该点温度为T。而液体中心的温度T*与外壁温度T紧密相关。所以，首先必须在某一固 定液位下，测得T*与T的关系曲线，这样，保证AD590 测得的外壁温度T稳定，也就相当于保 证了液体中心的温度T*的稳定。当液位发生了变化时，要保持液体中心的温度T*不变，外壁 温度T则需要发生微小变化λ，这时候要根据测得液位，加上一个相应的补偿值λ，从而使 液体中心的温度维持在T*不变，即咖啡温度不受到液位变化的影响。
3. 实验结果
设定温度 63℃，分别作 12 杯水量时的升温、降温，以及 4 杯水量时的升温实验。结果 曲线见图 5。
可以看出，无论是升温还是降温，最终恒定温度不会变化；咖啡量的变化，不影响恒定 温度；在各种情况下，恒定温度都保持在 63±1℃。各项指标达到智能咖啡机的预期性能要 求，稳定地实现了咖啡机的精确恒温。
Precision temperature control mothod of a smart coffee maker is proposed. Sensor AD590 is used to measure the temperature, and the coffee liquid level is detected by adding three approaching switches of static electric capacitor type. Control loop of the coffee maker is formed.. TL494 is used to generate modulated pulse, which is transfered to the relay to make the heater work. This method can keep temperature in a set value accurately. Key words:Coffer Maker；Temperature Control；Level Measuring；PWM
在AD590 处于 50℃环境时，流过AD590 的电流IAD＝273.2＋50μA＝323.2μA。调整R83， 使得IR＝IAD，所以此时R84 没有分流，即IR84＝IR－IAD＝0，OP07 输出Vo＝－IR84×R84＝0。