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[家电]DIY马桶自动冲水器,松下洁乐马桶改进(效果实拍视频和代码) [复制链接]

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离线ppxiaop
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2014-02-19
都说科技让人变懒,我也不例外。自从安装了松下的洗PP坐便器之后,上厕所之后的事情基本都由它解决了,很方便。
然而,唯一不满意的地方就是冲水,这个坐便器没法给你干,每次还得起身回头摁一下按钮,觉得很没技术含量。
于是就有了这次的DIY。还只是半成品,后期估计还要美化一下。

方案构思:首先上淘宝搜索了一通,结果很少。要么就是连同整个马桶出售。要么就是需要进行对马桶排水器进行改造,预埋线等工作。对我来说都不方便。且价格偏高,不符合DIY精神。于是自己进行了设想,决定采用以下方案:
人体感应器 + 直流直线电机 + 换向电路 + 单片机系统智能控制  (实际效果见最后的视频实拍)

功耗:待机不到1W,动作时6W左右,如果24小时待机一年耗电24*1*365=8.76度电= 6块钱




造价:
减速电机:128
单片机:2
超声测距模块:7
主动红外模块:5
12V剪线电源:7
继电器等其他忽略,加邮费在170左右。

程序逻辑:如果测距模块感应到障碍小于一定距离并超过一定时间 -->判断为需要冲水(并自动区分大号和小号) --> 人离开后一定时间 -->继电器动作 -->电机动作按压冲水按钮

下面上图:

1. 人体感应模块:原先打算使用主动红外模块,然而装上去后发现5V供电的模块,工作距离都太短,且容易受干扰。后来更换了超声波测距模块,很精准。当然红外模块也没有浪费,用作了备用冲水软开关使用(同时也是程序下载口)。


2. 直流电机:刚开始想用步进电机,后来觉得性价比不高,速度还挺慢。于是选了很久,选到一种直流电机的推杆。这样换向也变得非常容易,正负极交换就可以了。这个行程为20mm,带减速器,速度为10mm/s,力矩为800N,足够了。唯一的问题是噪音较大。


3. 马桶:下图是改造前的样子


4. 支架:最开始想用简单的支架搞定,被LP否决了,原因是太难看。被要求除电源外不能有任何线材裸露,于是就有了装电机的木箱子


5. 电机换向控制:这里我简单的用了两个继电器,加两个三极管进行驱动。


6. 单片机:使用普通的STC51单片机。程序为自己动手用Keil C编写。非科班出身,肯定有改进空间。不过确实达到了自己想要的目的

下面是制作过程中的一些图片:














第一个视频,正面对着人的超声波测距模块,用单片机程序控制实现智能判断和冲水。此次视频中程序判断为尿尿。。
flash: http://player.youku.com/player.php/sid/XNjc1MjMzMDU2/v.swf

第二个视频,主动红外模块,用来作为备用的软开关(平时一般用不到)
flash: http://player.youku.com/player.php/sid/XNjc1MjMxMDM2/v.swf

最后附上源代码:

#include "reg52.h"
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

uchar time1;
uchar flush,average,distance;
uchar xdata value[4];
uint time;

sbit Motordown = P1^2;  //高电平时推杆缩回
sbit Motorup = P1^0;    //高电平时推杆伸出
sbit Senser_t = P1^4;    //人体传感器Trigger
sbit Senser_e = P1^5;    //人体传感器Echo
sbit Infrared_k = P3^0;    //红外辅助开关


void InitMotor()
{
     TMOD = 0X11; //工作方式
     TH0  = 0x3C;
     TL0  = 0xB0;
     TH1  = 0x00;
     TL1  = 0x00;
     ET0  = 1; //打开定时器0中断
     EA   = 1; //打开总中断
     TR0  = 1; //开始计时(数)
     Motorup = 0;
     Motordown = 1;          //先回位
     while (time1<60);
     Motordown = 0;     //同为高电平或同为低电平时,电机不转
}

void Delay(unsigned char j)
{
    while(j) j--;
}

void Delayms(unsigned char x)
{
     unsigned char y;
     while (x--)
     for (y=0;y<110;y++);
}

void MotorRun(unsigned char i)
{
    switch (i)
    {
    case 1:
    Motorup = 1;          //伸出
    while (time1<50);
    Motordown = 1;
    while (time1<70);      //暂停1s
    Motorup = 0;          //缩回
    while (time1<140);
    Motordown =0;          //停转
    break;

    case 2:
    Motorup = 1;          //伸出
    while (time1<60);
    Motordown = 1;
    while (time1<100);      //暂停2s
    Motorup = 0;          //缩回
    while (time1<200);
    Motordown =0;          //停转
    break;
    }
}

void Cal()
{
    TH1  = 0x00;
    TL1  = 0x00;
    ET1  = 1; //打开定时器1中断 注:无中断函数需求,可能不需要打开?

    Senser_t = 1;
    Delay(20);              //至少10微秒高电平
    Senser_t = 0;
    while (!Senser_e);     //等待低电平结束
    TR1=1;
    while (Senser_e);      //等待高电平结束
    distance = ((TH1*256+TL1)*0.017);   //12M晶振时
    TH1  = 0x00;
    TL1  = 0x00;
    TR1=0;                 //停止计数
    ET1  = 0; //关闭定时器1中断
}


void Main()
{
    unsigned char count;
    InitMotor();

    while (1)
    {
        Cal();

        value[count] = distance;
        count++;

        if(count==5)
        {
            average = (value[0] + value[1] + value[2] + value[3] + value[4])/5;
              count=0;
        }

        if (average<66)
        {
              time1 = 0;
              if((time > 200) && (time<1800))     //持续感应10秒后
              {
                if (flush==0) flush=1;   //冲水标记置1
            }

            if(time == 1800)     //持续感应90秒后,    判断为大号
              {
                time1 = 0;
                flush=2;   //冲水标记置2
            }
        }

        while ((Infrared_k == 0)&&(flush==0))
        {
            flush=2;   //冲水标记置2
            time1 = 90;
        }

        if (time1>100)
        {
            if (flush!=0) {time1=0; time=0; MotorRun(flush); flush=0;}
        }      //持续失去目标5秒后,执行冲水动作,time清零


        Delayms(200);
     }        
}


/*************************************
[ t1 (50ms)中断]
*************************************/

void time0() interrupt 1
{
    TL0+=0XB0;TH0=0X3C;     //重装定时器初值,50ms一次

    if ((time<1800)&&((average<66)||(Infrared_k==0))) time++;  //90秒
    if ((time>0)&&(average>66)) time--;
    if ((time1<200)) time1++;  //10秒
}
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