電容測量電路、液位檢測電路及其使用方法、電容測量電路模塊、飲水機、智能家居設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電學領域，具體涉及電容測量電路、液位檢測電路、液位檢測電路的使用方法、電容測量電路模塊、液位高度檢測電路、智能物聯網飲水機、智能家居設備。
【背景技術】
[0002]智能家居是是在互聯網的發展影響下產生的物聯網的體現，智能家居的主要體現方式在于將人類生活家居物品進行智能化、網絡化，智能家居可以提高人類的家居生活增強便利性、舒適性、安全性、藝術性、環保性、經濟性，其諸多好處使得智能家居已經開始進入千家萬戶，智能家居相關技術正在蓬勃的發展并將更加繁榮。
[0003]水是生命之源，人類的生活跟水息息相關，由于水是液體，人類使用時一般需要具有穩定形狀的容器來裝盛，人類不少家居用品與具有穩定形狀的容器相關，比如杯子、水瓶、水桶、浴缸、洗衣機、熱水器、飲水機、魚缸等等；對于具有液體容器的家居用品在使用時，由于液體容器的容積往往是固定的，所以液體的深度是重要指標，否則容易溢出；對于具有穩定形狀的液體容器而言，其液體深度往往可以用于液體體積、液體重量的評估。
[0004]現有的液體容器的液位的監測技術主要有浮球、電阻式、電容式，這幾種方式各有其優缺點。
[0005]現有容值檢測電路成本較高，存在改進空間。
[0006]現有的電容式液位檢測電路成本較高，存在改進空間。
[0007]電容式液位檢測電路主要是以所測得的容值來評估，這種方式雖然精度高，但是檢測結果容易受到溫飄、元件老化的影響，而人類使用水時不同場合的水溫要求是不一樣的，這樣導致現有的電容式液位檢測電路的液位檢測結果可能會因不同的使用場合的不同而不同，所以對于智能家居而言現有的電容式液位檢測電路的穩定性、通用性存在改進空間。
【發明內容】
[0008]為解決技術背景中敘述的問題，本發明提出了電容測量電路、液位檢測電路、液位檢測電路的使用方法、電容測量電路模塊、智能物聯網飲水機、智能家居設備。
[0009]本發明具有如下技術內容。
[0010]1、一種電容測量電路，其特征在于:包括測試信號源(VS)、第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第一測試點(cal)、第二測試點(ca2)、電源點(VCC9)、電源地點(GND9)、采樣二極管(D1)、采樣點(Q)、采樣電容(C1)、采樣連接點(P1)、單片機(PIC12F510)；
測試信號源(VS)是可控的，即電路可以實時的控制測試信號源(VS)的輸出的開啟與停止，測試信號源(VS)輸出的測試信號是交流信號或脈沖信號如三角波、脈沖方波；
第一電阻(R1)的一端與第一測試點(cal)相連，第一電阻(R1)的另一端與測試信號源(vs)相連;
第二電阻(R2)的一端與第一測試點(CA1)相連；
第三電阻(R3)的一端與第二測試點(CA2)相連；
第四電阻(R4)的一端與第二測試點(CA2)相連，第四電阻(R4)的另一端與電源地點(GND9)相連；
第三電阻(R3)不與第二測試點(CA2)相連的端和第二電阻(R2)不與第一測試點(cal)相連的端相連；
第三電阻(R3)、第二電阻(R2)的公共連接點與采樣二極管(D1)的正極相連；
采樣二極管(D1)的負極與采樣點(Q)相連；
采樣電容(C1)的一端與采樣點(Q)相連，采樣電容(C1)的另一端與電源地點(GND9)相連；
采樣連接點(P1)與采樣點(Q)相連；
采樣連接點(P1)與單片機(PIC12F510)的一個可設置為AD采樣模式的引腳相連，以使單片機(PIC12F510)可以采集采樣點(Q)即采用電容(C1)的充電端的電壓值；
采樣連接點(P1)與單片機(PIC12F510)的一個能夠設置為10輸入模式的且能夠設置為10輸出模式的引腳相連，單片機(PIC12F510)可以具有排泄采樣點(Q)的電荷為新的測試做準備的能力；當單片機(PIC12F510)的這個能夠設置為10輸入模式的且能夠設置為10輸出模式的引腳設置為10輸入模式時，單片機(PIC12F510 )的這個能夠設置為10輸入模式的且能夠設置為10輸出模式的引腳不會影響采樣點(Q)的電壓值；當單片機(PIC12F510)的這個能夠設置為10輸入模式的且能夠設置為10輸出模式的引腳設置為10輸出模式且輸出低電平時，單片機(PIC12F510)可以起到排泄采樣點(Q)的電荷降低采樣點(Q)電壓值的作用以為新的測試做準備；
單片機(PIC12F510)的電源腳(VDD)與電源點(VCC9)相連，單片機(PIC12F510)的接地腳(VSS)與電源地點(GND9)相連；
本發明的實現對待測電容(CS)的容值的測試原理是:本發明的在測試本發明的應用對象待測電容(CS)時，待測電容(CS)的兩端分別與第一測試點(cal)、第二測試點(ca2)相連，由于測試信號為交流信號或脈沖信號，待測電容(CS)對于交流信號或脈沖信號信號而言具有有效阻抗可以視為等效電阻，對于同一的測試信號而言不同容值的待測電容的等效電阻不同，不同容值的待測電容(CS)會導致第一測試點(cal)、第二測試點(ca2)之間的壓降變換，從而導致同等的單位時間內采樣電容(C1)所充的電壓值不同，本領域普通技術人員可根據待測電容值(CS)與單位時間內采樣電容(C1)所充電壓值的對應關系、單位時間內采用電容(C1)所充電壓值來計算待測電容(CS)的容值，本發明應用時應恰當控制測試時間盡量避免采樣電容(C1)被完全充滿。
[0011]2、如技術內容1所述的一種電容測量電路，其特征在于:還包括單片機程序；單片機程序燒錄在單片機(PIC12F510)中。
[0012]3、如技術內容1所述的一種電容測量電路，其特征在于:所述的單片機(PIC12F510)的部分引腳既可設置為AD采樣模式的引腳也能夠設置為10輸入模式也能夠設置為10輸出模式。
[0013]4、一種液位檢測電路，其特征在于:具有技術內容1-4中任一技術內容所述的技術方案，還具有第一極板(121)、第二極板(120);第一極板(121)與電容測量電路的第一測試點(cal)相連；第二極板(120)與電容測量電路的第二測試點(ca2)相連；第一極板(121)、第二極板(120 )均使用電的良導體制成。
[0014]5、如技術內容4所述的一種液位檢測電路的使用方法，其特征在于:第一極板(121)、第二極板(120 )分別貼在絕緣容器(140 )的外壁上，第一極板(121 )、第二極板(120 )在縱向位置上不具有等高的點即第一極板(121)、第二極板(120)為縱向錯開的排列。
[0015]6、如技術內容4所述的一種液位檢測電路的使用方法，其特征在于:將多個如技術內容4所述的液位檢測電路的第一極板(121 )、第二極板(120 )成對的縱向排列在絕緣容器(140)的外壁的不同高度位置上，并將各個液位檢測電路的單片機(PIC12F510)結合公知常識合并為同一單片機，根據各組成對極板的容值的大小差異來判斷液位(150)位置；位于液位(150)上方的各組成對極板之間的容值很小，單片機(PIC12F510)在采樣點(Q)采集到的電壓較高；位于液位(150)下方的各組成對極板之間的容值較大，單片機(PIC12F510)在采樣點(Q)采集到的電壓較低；檢測結果不易受到溫飄、元件老化的影響，檢測結果穩定可靠。
[0016]7、一種電容測量電路模塊，其特征在于:包括第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、電源地點(GND9)、第二二極管(D2)、第三二極管(D3)、導體極板(120)、第一電容((:1)、第一開關(1031)、第二開關(1032)、零號節點(？0)、壹號節點(？1)，第一連接點(Q)、第二連接點(P);
第一開關(M0S1)具有一個開關通道、一個控制端，當第一開關(M0S1)的控制的電平為低電平是第一開關(M0S1)的開關通道接通，當第一開關(M0S1)的控制的電平為高電平是第一開關(M0S1)的開關通道斷開；
第二開關(M0S1)具有一個開關通道、一個控制端，當第二開關(M0S1)的控制的電平為高電平是第二開關(M0S1)的開關通道接通，當第二開關(M0S1)的控制的電平為低電平是第二開關(M0S1)的開關通道斷開；
第一電阻(R1)的一端與第一連接點(Q)相連，第一電阻(R1)的另一端經由第一開關的開關通道連接到第二二極管(D2)的正極；
第二電阻(R2)的一端與第二二極管(D2)的正極相連，第二電阻(R2)的另一端與第二連接點(P)相連；
第三電阻(R3)的一端與第二連接點(P)相連，第三電阻(R3)的另一端經由第四電阻(R4 )與電源地點(GND9 )相連，第三電阻(R3 )的經由第四電阻(R4 )與電源地點(GND9 )相連的端經由第二開關(M0S2)的開關通道連接到壹號節點(P1);
第二二極管(D2)的負極與第三二極管(D3)的正極相連；
第三二極管(D3)的負極與壹號節點(P1)相連；
第一電容(C1)的一端與第二二極管(D2)的負極相連，第一電容(C1)的另一端與零號節點(P0)相連;
第一開關(M0S1)的控制端與零號節點(P0)相連；
第二開關(M0S2)的控制端與壹號節點(P1)相連；
導體極板(120)與第二連接點(P)相連；
本電容測量電路模塊，應用時可以無限疊加使用，可以根據實際需求選擇模塊的數量和密度來