基于单片机的智能加热制冷杯垫的设计与实现

民营科技2018年第10期

科技创新

王天文庞利会邓青张婕曾颖江子钰(南华大学电气工程学院，湖南衡阳421001)

背景及意义

在这个智能家居行业正在迅速崛起的时代，产品市场可行性较高，而且在国内，智能家居行业正处在初步开发的阶段，虽然行业竞争激烈，但是依然有很大的发展空间。现在，消费者对智能加热制冷杯垫的了解相对较少，虽然在此之前，饮水机已经慢慢的被市场所接受，但是对于与饮水机功能相似却又比饮水机更加简便、智能的杯垫来说，市场发展空间是十分巨大的，也就是说，这个项目的发展潜力是巨大的，我们的投资也一定是会有价值的。

近几年来，加热杯垫行业正在慢慢发展，市面上也出现了许多种外观不一，功能各异的智能加热杯垫，而制冷这一功能却没有被重视。智能加热制冷杯垫的研发，就恰恰弥补了这一片小小的空白。有了智能加热制冷杯垫，我们就能轻松自如的控制水温，不需要在繁忙的学习工作之余为一杯水浪费时间，而且智能加热制冷杯垫简易便捷，方便携带，占用的空间也不大，电源电压较小，安全性高，实用性强。工作、学业繁忙的白领、老师、学生，都是我们潜在的消费对象，在未来的消费市场中，智能加热制冷杯垫的发展潜力是十分巨大的，它不仅能吸引白领、学生等一批消费者的目光，还可以慢慢被老人小孩所接受，由于它便携，环保，又易于操作，它将会在人们的生活中发挥越来越大的作用。2杯垫的实现方法

2.1

对基于单片机的智能加热制冷杯垫研究，是建立基于半导体对温度控制加热和制冷同时有效的基础上。

1)智能加热制冷杯垫，通过温度控制模块进行温度控制与温度检测，利用半导体有制冷加热特性，从而实现制冷和加热功能。

2)将极性相反的电压加在半导体制冷片两端，半导体制冷片就既能加热又能制冷。

3)采用半导体制冷片为智能加热制冷杯垫加热和制冷的元件，需设计制作其功率驱动和换向电路，并且采用V C++程序设计方法实现了温度自动控制。2.2

单片机改变电流流入半导体的正负极，从而实现杯垫的制冷和加热。

1)需要利用51单片机控制半导体案例加热片，实现对智能加热制冷杯垫极性加热和制冷的软件设计原理。

2)用51单片机为核心元件，以半导体制冷片为加热制冷元件，可以实现基于单片机的半导体制冷加热功能的杯垫。

3)用51单片机控制一个继电器，来改变半导体制冷片电流正负极，以便实现制冷和加热，继电器要求有常开，常闭端。2.3

不同向电流流入半导体制冷片加热制冷的电路设计。

用继电器构成的换向电路，从单片机输出信号，一个是加热信号，另一个是制冷信号。用pr ot eus 来对电路设计，然后仿真到PCB ，再印刷到PCB 电路板上。2.451单片机温度采集与显示设计。

在数据采集模块中,51单片机主要实现数据处理的功能，将温度传感器采集来的数据经过A D 转换输入到51单片机里，进行分析和处理，然后再把相关结果显示输出到液晶显示器或者数码管上。