專利名稱：燃?xì)庠钗㈦娔X控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型公開了一種帶溫度傳感器燃?xì)庠钣萌細(xì)庠钗㈦娔X控制器?，F(xiàn)有的帶溫度傳感器燃?xì)庠钍褂玫目刂破魇遣捎脵C械或一般的電子元件實現(xiàn)熄火保護(hù)，定時烹煮以及限溫等功能，但準(zhǔn)確度不夠，安全性不高，功能不強。
本實用新型目的是提供一種用微電腦(單片機)對燃?xì)庠钸M(jìn)行實時控制，尤其是控制水煮開自動熄火、超溫報警熄火、防止過燒引起火災(zāi)的燃?xì)庠钗㈦娔X控制器。它能提供準(zhǔn)確有效的燃?xì)庠羁刂乒δ?，使定時烹煮，自動燒開水，超溫熄火保護(hù)等功能均比現(xiàn)有的優(yōu)越，由于采用電腦控制，所以功能更強，安全性更高。
經(jīng)科技查新的資料有1、溫控燃?xì)鉅t及鍋，CN2105626U；2、全自動燃?xì)庠?，CN2108232U；3、自動燃?xì)鉅t，CN2147440Y；4、全自動控制燃?xì)庠睿珻N2132110Y；5、自控燃?xì)庠睿珻N2182935Y；6、自控點火安全旋流集中燃燒煤氣灶《中國技術(shù)成果大全》1992-9-309；7、JZY2-C型家用燃?xì)庠睢吨袊夹g(shù)成果大全》1993-1-329。
省級國內(nèi)查新結(jié)論經(jīng)查閱上述文獻(xiàn)資料，得到多篇同類產(chǎn)品的文獻(xiàn)報導(dǎo)，將所查文獻(xiàn)與本實用新型的技術(shù)要點進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)在功能上有一定的相同之處，如熄火保護(hù)功能和定時烹煮，但在實現(xiàn)這些功能時，文獻(xiàn)報導(dǎo)均是采用機械方法或電器元件控制的，面本項目則采用電腦來控制。同時，也發(fā)現(xiàn)了本項目所特有的功能，如自動燒開水功能、溫度顯示、安全熄火功能和電池弱示功能。綜上所述，目前國內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)技術(shù)要點與本實用新型完全相同的產(chǎn)品或項目報導(dǎo)。本實用新型是以下述方式完成的微電腦控制器由硬件及軟件部分構(gòu)成，硬件是以一次性寫入(OTP)或掩膜單片機1作為核心控制器，NTC負(fù)特性熱敏電阻7及電阻網(wǎng)絡(luò)3作為溫度傳感器及A/D轉(zhuǎn)換部件檢測鍋底溫度，采用與電磁閥及熱電偶回路串聯(lián)之繼電器4作為電路→氣路控制關(guān)斷的執(zhí)行機構(gòu)，利用振蕩電路6及壓電陶瓷蜂鳴器5作為控制器報警系統(tǒng)，由單片機控制驅(qū)動的LCD液晶顯示器2與按鍵8及其檢測電路為控制器人機交換界面。為保證控制系統(tǒng)正常工作裝設(shè)電池弱檢測電路10加上串聯(lián)在傳感器回路中的抗干擾部件線繞磁芯9構(gòu)成微電腦控制器硬件電路。通過單片機內(nèi)部寫入軟件執(zhí)行定時烹煮功能，溫度顯示及超溫報警熄火功能。自動煮開水功能更是采用單片機判斷水開的浮動沸點教學(xué)模型實現(xiàn)。
本實用新型的優(yōu)點；1、采用單片機控制，提高控制準(zhǔn)確度，增強控制功能。
2、用單片機I/O口控制液晶顯示器，不用另加驅(qū)動器，降低控制器成本。
3、利用數(shù)字模型判斷水開浮動沸點，提高控制精度。
4、有電池低壓報警功能，能及時更換電池，保證控制器可靠工作。
5、用軟、硬件抑制電子打火干擾，提高工作可靠性。
6、由單片機控制關(guān)火繼電器，使用更安全。
下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作詳細(xì)說明。


圖1是本實用新型的原理框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3是本實用新型的結(jié)構(gòu)布置圖。
本實施例按圖2線路接線，按圖3的結(jié)構(gòu)布置安裝在一塊印刷電路板上。
電路中的單片機采用日立公司的HD4074224S的OTP或掩膜芯片，利用具有負(fù)特性溫度系數(shù)NTC的熱敏電阻(Rs)為傳感器7，檢知鍋底溫賡，由于緊貼鍋底的傳感器與鍋內(nèi)水溫接近，故可推算出鍋內(nèi)溫度。由熱敏電阻負(fù)特性可知，當(dāng)溫度變化時熱敏電阻Rs的阻值會起相對變化，使電阻R7兩端電勢起相應(yīng)變化。當(dāng)溫度升高Rs變小，R7兩端電勢變小，電勢具體數(shù)值由單片機A/D轉(zhuǎn)換電路結(jié)合軟件的逐次比較法得出，即可知相應(yīng)的溫度值。A/D轉(zhuǎn)換原理是利用R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)3，通過單片機I/O輸出256種高低電平組合，在A點得出不同的電壓值256種，與傳感器的輸入電壓比較，取其最接近的一組電壓的傳感器電壓值，繼而確定其實際溫度。當(dāng)水燒開后三分鐘內(nèi)，單片機控制電磁閥切斷氣源，同時報警告知水開，實現(xiàn)水煮開自動關(guān)氣功能。在實現(xiàn)該功能時，我們提出水的沸點在四個主要干擾量(不同火量，不同水量，不同煮水器皿，傳感器測量誤差)的作用下是一種浮動沸點的概念。根據(jù)橫糊邏輯和專家系統(tǒng)理論的概念總結(jié)出一套能綜合考慮上述四個主干擾量，從而判斷水開的數(shù)學(xué)模型。
氣路的控制由串聯(lián)在熱電偶與電磁閥回路中的繼電器4常閉觸頭來執(zhí)行。當(dāng)需關(guān)閉氣源熄火時，與B點相連的單片機IC1第23腳輸出一低電平信號，使繼電器線圈導(dǎo)通，常閉觸點斷開，使電磁閥兩端失去電勢而關(guān)閉。
按鍵檢測電路8中R1、R2、R3的阻值不同，SW1、SW2、SW3分別按下時C點電勢為Vcc/3、Vcc/4、Vcc/2，利用A/D轉(zhuǎn)換電路可判斷出是那個鍵按下，如①自動燒開水；按一次開水壺鍵(SW1)，液晶顯示器2顯示手指符號，蜂鳴器發(fā)出“嘩”一聲，可自動燒開水。水開后三分鐘內(nèi)自動熄火。熄火后顯示器出現(xiàn)代碼“C2”。
②烹調(diào)時間控制按時間加減鍵(SW2、SW3)，設(shè)定時間最長為2小時59分，最短設(shè)定1分鐘，可連續(xù)按下快速設(shè)定，也可每按一下增減一分鐘設(shè)定時間。時間結(jié)束時自動熄火，顯示器出現(xiàn)代碼“C1”。
③防油溫過熱功能；按兩次開水壺鍵(SW1)，溫度從0℃→130℃開始顯示，以后每次以10℃為進(jìn)位顯示。溫度＞250℃時，則自動熄火。出現(xiàn)代碼“E1”。
溫度傳感信號輸入是靠圖中Rs負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，通過R7、R6、R8的分壓后給單片機TC1的第17腳輸出一個0.1Vcc～0.8Vcc的電信號，從而實現(xiàn)了溫度—電壓轉(zhuǎn)換。
另一方面，IC1通過第2～5，第25～28腳給由R10～R25構(gòu)成的R-2R梯形電阻網(wǎng)絡(luò)3輸入由FF～Yoo的HEX碼值，從而在IC1的第15腳實現(xiàn)了一個由1.0Vcc～0.0Vcc的256級D/A轉(zhuǎn)換。這個電壓值同時利用IC1的內(nèi)部模擬電壓比較器與IC1第17腳的溫度—電壓信號進(jìn)行比較，從而得到一個溫度信號的A/D轉(zhuǎn)換值。
利用IC1內(nèi)部ROM儲存的溫度——A/D轉(zhuǎn)換編碼對應(yīng)表，IC1便能檢知當(dāng)前的溫度輸入值。
液晶顯示器2是通過單片機IC1利用軟件及外部電阻R26～R29的分壓關(guān)系，對第10～13腳控制實現(xiàn)兩個COM的液晶顯示1/2偏壓驅(qū)動脈沖電壓，構(gòu)成由軟件實現(xiàn)的液晶顯示驅(qū)動電路。
低電壓告警輸入是當(dāng)電池電壓較低(≤4.2V)時，通過單片機及液晶顯示電池電壓告警符號，以便及時更換電源，保證控制功能的可靠。
由于燃?xì)庠畋旧淼奶厥庖?，使點火器和控制器必須共用一個6伏電源，點火器電壓(一萬五千伏脈沖電壓)直接對機殼(電源正極)打火，控制器必須加抗干擾措施，我們在軟件和硬件上作了處理。軟件方面，主要從優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)和增加多重記憶及定時重刷新等技術(shù)克服脈沖對RAM的干擾；在硬件方面，增加濾波電容，以及在主干擾源上串加繞線磁芯，消除脈沖干擾，使微電腦控制器能正常工作。
權(quán)利要求1.一種用于帶溫度傳感器燃?xì)庠畹奈㈦娔X控制器，由核心控制器、熱敏電阻及電阻網(wǎng)絡(luò)、A/D轉(zhuǎn)換部件、電磁閥、繼電器、振蕩電路、壓電陶瓷蜂鳴器、液晶顯示器、按鍵及其檢測電路、電池弱檢測電路、抗干擾繞線磁芯等組成，其特征在于核心控制器是采用一次性寫入(OTP)或掩膜單片機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電腦控制器，其特征是熱敏電阻采用NTC負(fù)特性熱敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電腦控制器，其特征是液晶顯示器的驅(qū)動電路是采用同一單片機的I/O口作為控制線，一共有8個I/O口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電腦控制器，其特征是抗干擾除使用繞漆包銅線的磁芯外，還采用定時刷新RAM及PC內(nèi)容內(nèi)記憶狀態(tài)標(biāo)志位，對標(biāo)志位采取多字節(jié)B1t作標(biāo)志。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電腦控制器，其特征是在實現(xiàn)自動煮開水功能時，采用由單片機判斷水開的浮動沸點數(shù)字模型。
專利摘要本實用新型涉及帶溫度傳感器燃?xì)庠畹奈㈦娔X控制器。該控制器由單片機作為核心控制器,通過熱敏電阻作溫度傳感器,配合A/D轉(zhuǎn)換部件檢測鍋底溫度,由單片機發(fā)出信息控制電磁閥和繼電器動作,以便及時關(guān)斷氣路,實現(xiàn)定時烹煮,自動煮開水,超溫報警熄火等功能。該控制器控制精度高,功能強,安全可靠,適用于帶溫度傳感器的燃?xì)庠罹摺?br> 文檔編號F24C3/12GK2286838SQ9625029
公開日1998年7月29日 申請日期1996年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月27日
發(fā)明者劉茜君, 羅宇超 申請人:交通部廣州信息技術(shù)研究所