新型按摩浴缸控制系統的研制

摘要：系統以浴缸為研究對象，研制了一款具有強度可控的、溫度恒定的水流按摩功能和具有殺菌消毒功能的新型按摩浴缸。控制器以PIC16F676為核心，在程序控制下，能控制電機的速度，使電機速度周期性變化，也可使電機保持某一恒定速度；通過對氣體溫度的檢測，控制內部的電熱絲工作狀態，從而保持氣體溫度的相對恒定，這樣控制器產生了氣流強度可調的具有恒定溫度的熱氣流，從而使浴缸具有洗浴、保健、養生、休閑的功能；同時配有臭氧發生器，通過特殊的管路設計，實現對各個部位的殺菌，保證系統的衛生，系統配有非接觸式水位檢測電路，防止在無水狀態下空轉或空燒，以保證系統的安全性。
關鍵詞：按摩；浴缸；單片機；臭氧發生器；水位檢測

隨著人們生活的提高，人們對洗澡或浴缸等潔浴產品提出了更高要求，人們開始把洗澡這種傳統意義上的生活行為逐步發展成為有內涵的，具有保健、養生、休閑等功能，進而提高了對現實生活的追求。雖然我們現在還只是處于一個相對簡單的認識狀態，但在國外，卻已經出現了越來越大的需求。根據外商調研，目前尚無此類產品在市場上出售，最多也是該整套設備中的局部部分。由于目前市場上尚無這種產品，經市場調研，綜合了國內外的潔浴市場，發現該產品前景廣闊。因此設計這樣一款新產品是十分有意義的，投入批量生產后，將帶來較大的社會效益和經濟效益。

1 系統功能及其工作原理
該系統具有以下功能：1)能產生溫度恒定、強度固定的熱氣流：2)能產生溫度恒定、強度周期性變化的熱氣流；3)配有臭氧發生器，能進行殺菌消毒。
工作原理：本控制器主要控制對象為電機、電熱絲、臭氧發生器電路，其中通過可控硅導通角的改變，實現對電機速度的控制；通過熱敏電阻的溫度檢測，控制電熱絲的通斷，實現氣體溫度低的自動調節；為了防止無水時電機空轉或電熱絲空燒，系統配有非接觸式水位檢測電路。

2 系統硬件設計
根據系統要實現的功能，硬件框圖如圖1所示：系統由PIC16F676、防水手柄、溫度采樣、臭氧發生器、水位檢測電路等組成。

2．1 水位檢測電路
為防止電機在無水狀態下的空轉，電熱絲在無水狀態下空燒，這里設置了水位檢測電路。
一般的水位檢測電路采用接觸式檢測，其缺點是時間長久后探頭會逐漸被腐蝕導致無法工作，這里采用獨特的非接觸式水位檢測系統，具有性能可靠，壽命長的特點。
電路如圖2所示：其中U1A、U1B以及周圍元件組成振蕩電路；U1C及周圍元件組成感應電路，無水和有水時輸出不同占空比的脈沖，U1D是整形電路，D1、C2組成起到整流作用，將矩形波轉化成直流電壓；U2B及周邊電路組成窗口比較器，當有水時輸出高電平，最終通過Q1輸送到單片機。