基于光的反射和折射原理的自动水位控制AUTOMATIC WATER LEVEL CONTROL WATER DISPENSER BASED ON THE PRINCIPLE OF LIGHT REFRACTION AND REFLECTION
闫奕霏,张思恬,刘玉颖,李海艳
摘要(Abstract):
本文设计了一种基于光的反射和折射原理的自动水位控制饮水机。该装置以光的反射和折射为基础,利用Arduino UNO单片机作为控制中枢,实现自动识别不同高度的杯型,自动开始注水,并当水面到达距离杯沿1cm处自动停止注水的控制。该装置创新地利用了光的折射原理,在激光发射器和激光接收器位置不变的情况下,通过改变两个三棱镜的角度,实现对不同杯型水位的非接触性精确控制;该装置体积小巧并且简单易于操作,可以实现自动注水和自动停止注水的完全非接触性操作,减少传统饮水机由于接触性带来的交叉感染,并且该装置成本低廉,具有较强的应用潜力。
关键词(KeyWords): 自动水位控制;光的折射定律;光的反射定律;生活物理
基金项目(Foundation): 北京高等教育本科教学改革创新项目(202010019004);农林专业理科强基3+1核心能力体系研究
作者(Author): 闫奕霏,张思恬,刘玉颖,李海艳
参考文献(References):
- [1] 马培松,陶华伟,李益民,等.基于单片机的多功能饮水机设计[J].河南科技,2022,41(17):20-23.MA P S,TAO H W,LI Y M,et al.Design of multifunctional Water dispenser based on single-chip microcomputer[J].Henan Science and Technology,2022,41(17):20-23.(in Chinese)
- [2] 赵宇鹏,朱海,刘付生,等.一种具有分杯功能的全自动饮水机[J].机械制造,2021,59(8):32-34,49.ZHAO Y P,ZHU H,LIU F S,et al.A full-automatic Water dispenser with cup dividing function[J].Machinery Manufacturing,2021,59(8):32-34,49.(in Chinese)
- [3] 汤斌,邓捷,李军红.一种新型饮水机出水控制装置的设计与实现[J].电子世界,2020(11):127-128.TANG B,DENG J,LI J H.Design and implementation of a new type of water outlet control device for Water dispenser[J].Electronics World,2020(11):127-128.(in Chinese)
- [4] 刘远明,高晓.具有报警功能的水位自动控制器[J].电子制作,2011(3):48-50.LIU Y M,G X.Automatic water level controller with alarm function[J].Electronic production,2011(3):48-50.(in Chinese)
- [5] 马文蔚,周雨青,解希顺.物理学下册[M].6版.北京:高等教育出版社,2014,162.
- [6] 李光明,孙英爽,党晓娟.基于LabVIEW和Arduino的远程监控系统设计与实现[J].计算机测量与控制,2015,23(10):3522-3524,3528.LI G M,SUN Y S,DANG X J.Design and implementation of a remote monitoring system based on LabVIEW and Arduino[J].Computer Measurement and Control,2015,23(10):3522-3524,3528.(in Chinese)
- [7] HUANG BIN,黄斌.全自动水位控制器设计[C].//2012年全国工业控制计算机年会论文集.2012:262-267.HUANG B.Design of a fully automatic water level controller[C].Proceedings of the 2012 National Industrial Control Computer Annual Conference,2012:262-267.(in Chinese)
- [8] 张潮,郑玉强.基于protues与LabVIEW联合仿真的消防水泵监测系统研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2019,32(4):46-50.ZHANG C,ZHENG Y Q.Research on Fire Water Pump Monitoring System Based on Joint Simulation of Prototypes and LabVIEW[J].Journal of Shijiazhuang Tiedao University (Natural Science Edition),2019,32(4):46-50.(in Chinese)
- [9] 吴蒙,赵志杰,李鹏,等.Arduino IDE下PID控制程序的设计与实现[J].现代制造技术与装备,2017(12):73-75.WU M,ZHAO Z J,LI P,et al.Design and Implementation of PID Control Program in Arduino IDE[J].Modern Manuacturing Technology and Equipment,2017(12):73-75.(in Chinese)
- [10] 张本任,熊勇,张加,等.基于Arduino开发环境的无人艇控制系统设计[J].舰船科学技术,2019,41(3):83-87.ZHANG B R,XIONG Y,ZHANG J,et al.Design of unmanned boat control system based on Arduino development environment[J].Ship Science and Technology,2019,41(3):83-87.(in Chinese)