新型按摩浴缸控制系统的研制

摘要：系统以浴缸为研究对象，研制了一款具有强度可控的、温度恒定的水流按摩功能和具有杀菌消毒功能的新型按摩浴缸。控制器以PIC16F676为核心，在程序控制下，能控制电机的速度，使电机速度周期性变化，也可使电机保持某一恒定速度；通过对气体温度的检测，控制内部的电热丝工作状态，从而保持气体温度的相对恒定，这样控制器产生了气流强度可调的具有恒定温度的热气流，从而使浴缸具有洗浴、保健、养生、休闲的功能；同时配有臭氧发生器，通过特殊的管路设计，实现对各个部位的杀菌，保证系统的卫生，系统配有非接触式水位检测电路，防止在无水状态下空转或空烧，以保证系统的安全性。
关键词：按摩；浴缸；单片机；臭氧发生器；水位检测

随着人们生活的提高，人们对洗澡或浴缸等洁浴产品提出了更高要求，人们开始把洗澡这种传统意义上的生活行为逐步发展成为有内涵的，具有保健、养生、休闲等功能，进而提高了对现实生活的追求。虽然我们现在还只是处于一个相对简单的认识状态，但在国外，却已经出现了越来越大的需求。根据外商调研，目前尚无此类产品在市场上出售，最多也是该整套设备中的局部部分。由于目前市场上尚无这种产品，经市场调研，综合了国内外的洁浴市场，发现该产品前景广阔。因此设计这样一款新产品是十分有意义的，投入批量生产后，将带来较大的社会效益和经济效益。

1 系统功能及其工作原理
该系统具有以下功能：1)能产生温度恒定、强度固定的热气流：2)能产生温度恒定、强度周期性变化的热气流；3)配有臭氧发生器，能进行杀菌消毒。
工作原理：本控制器主要控制对象为电机、电热丝、臭氧发生器电路，其中通过可控硅导通角的改变，实现对电机速度的控制；通过热敏电阻的温度检测，控制电热丝的通断，实现气体温度低的自动调节；为了防止无水时电机空转或电热丝空烧，系统配有非接触式水位检测电路。

2 系统硬件设计
根据系统要实现的功能，硬件框图如图1所示：系统由PIC16F676、防水手柄、温度采样、臭氧发生器、水位检测电路等组成。

2．1 水位检测电路
为防止电机在无水状态下的空转，电热丝在无水状态下空烧，这里设置了水位检测电路。
一般的水位检测电路采用接触式检测，其缺点是时间长久后探头会逐渐被腐蚀导致无法工作，这里采用独特的非接触式水位检测系统，具有性能可靠，寿命长的特点。
电路如图2所示：其中U1A、U1B以及周围元件组成振荡电路；U1C及周围元件组成感应电路，无水和有水时输出不同占空比的脉冲，U1D是整形电路，D1、C2组成起到整流作用，将矩形波转化成直流电压；U2B及周边电路组成窗口比较器，当有水时输出高电平，最终通过Q1输送到单片机。