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叶先生
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一种温控器产品创新设计的解决方案

发布日期:2020-05-22 10:36

  主法式流程图如图7所示。体系上电后,MCU电路加电,法式起头运转,体系初始化:起首检测能否有按键按下,如有按键按下,读入用户设定的温度并显示;若没有检测到按键按下,设定温度采用缺省值100℃,同时显示及时温度。启动加热,当温度到达设定温度时,遏制加热且音乐提醒。防干烧功效由中缀法式完成,发烧盘温度到达110℃时,发生中缀,MCU当即断开加热电路。

  实测方式:在220V10%电压环境下,采用分歧的水量(1.0L、1.2L、1.5L、1.7L),将热敏电阻放在发烧盘底部,热电偶采用别离放在热敏电阻装置处、塑胶管里的热敏电阻装置处以及壶水内里,从水温40℃起头计时,用温度巡检仪每10秒打印一次数据,到水温90℃竣事加热,然后继续打印,直到水温起头降落为止。

  温控器道理:将热敏电阻放在电热水壶某一位置,通过热敏电阻进行温度采样,并将此处的温度有关消息传递给MCU处置;按照此处温度与壶内水的温度的纪律关系,MCU将计较出的水温与用户设定的温度进行比力,若是水的温度大于或等于设定的温度,则MCU节制断开加热电路,使电路遏制加热发烧盘。同样,若是热敏电阻读取到的发烧盘温度大于110℃(即产生干烧时),对发烧盘的加热电路也将当即断开。

  (1)烧水时必需连结水壶壶盖盖上,只要在烧水历程中连结大量的水蒸气不会散开到氛围中才能够操纵水蒸气的流动性将大量的热通过蒸汽管道传送到温控器的金属片上,不然会使水不断处于沸腾形态而不会主动断电。如许既华侈电能,又影响水的品质,缩短了水壶的寿命,给消费者形成欠好的影响。

  通过实测,获得安排在水壶底部发烧盘上的热敏电阻与水温及发烧盘温度的关系:拔取242V电压、1.0L水量时实测成果如图5所示;拔取242V电压、1.2L、220V电压、1.5L、198V电压、1.2L、1.7L实测成果如图6所示。

  包管丈量精确性的环节步调是找一个最佳位置安排热敏电阻,别离对1000W、800W功率,1.7L、1.0L水位选用各个分歧的点进行了现实测试,测试的内容及成果如表1和图3所示。

  壶身底部发烧盘上利用发烧丝,发烧丝接电源线的处所由于发烧较少称为冷端,其他部门由于发烧较多称为热端。将热敏电阻置于壶身底部发烧盘靠冷端处,按照尝试数据,得出水温与发烧盘温度之间的关系,MCU按照此关系进行编程处置,如许热敏电阻测得的发烧盘的温度就能够转换成水的温度并显示在显示屏上,同时能够检测发烧盘的温度以预防干烧。该方案对总体布局设想要求较低,更便利实现防干烧功效。

  (4)电路板的巨细和外形可按照布局要求设想,能够餍足各类外形电水壶的要求。

  在环球电热水壶市场中,遍及利用的主要零部件之一就是机器式温控器。其道理大致如下:

  上述三种方案可餍足分歧用户的个性化要求,以餍足电热水壶系列化设想必要。下面以方案三为例,进行体系布局优化设想。

  为了脱节对机器式温控器的依赖,面临外洋的手艺垄断和国内、外市场的机缘,针对机器式温控器的错误真理,本设想的立异之处在于:利用MCU节制手艺,用热敏电阻作为温度传感安装,实现了平安、适用、便利的温度节制,其功效如下:

  温控器通过热敏电阻丈量温度时,MCU按照水温、热敏电阻测定温度、发烧盘上热敏电阻装置处温度三者之间的对应关系编程,进行数据处置,以节制加热电路。

  由表1和图3能够看出,将热敏电阻安排在发烧盘靠冷端处,与现实水温最为靠近。

  (2)一壶水烧好后需继续烧水时,温控器必要一段时间才能使开关复位,会给消费者形成水壶开关得到功效的错觉,也分歧适水壶倏地的特征。

  环球大部门电热水壶市场的温控器次要来自于英国,设有层层专利壁垒,并且大部门利润由他们所得[6~7].这些品牌以STRIX、OTTER等为次要市场带领者,正常国表里比力出名品牌的电热水壶大多利用STRIX、OTTER的温控器。此类温控用拥有以下错误真理:

  立异设想后的温控器道理框图如图1所示。节制电路以三星S3F9454MCU为焦点。该芯片是一个低功耗、高机能的单片8位CMOS MCU,内置10位精度的A/D模块,片上4KB的Flash存储器和208B的RAM,可对Flash存储器进行反复编程,便利软件的点窜升级。

  由上述图形比力能够看出:水温、热敏电阻实测温度、发烧盘上热敏电阻装置处的温度三者之间出现有纪律的变迁:不管是冷水仍是热水、发烧盘有没有加热,水温热敏电阻实测温度发烧盘温度,壶内水的温度比该处发烧盘的温度要高73℃, MCU都将按照这些纪律进行编程。

  有句古话:不谋全局者,有余谋一域;不谋万事者,有余谋一时.在本世纪二三十年代,福特一世以大规模出产玄色轿车独领风流数十载,但跟着变化,消费者的消费需求也产生着变迁,人们但愿有更多的种类、更新的格式、愈加节能省耗的轿车。而福特汽车公司的产物,不只颜色枯燥、并且耗油量大、废气排放量大,彻底分歧适日益严重的石油供应市场和日趋严峻的情况庇护情况。此时,通用汽车公司和其他几家公司则紧扣市场脉搏,制订出准确的计谋规划,出产节能省耗、小型简便的汽车,在70年代的石油危机中,跃然居上,使福特汽车公司曾接近停业。所以福特公司前总裁享利福特深有体味地说:不立异,就消亡。

  基于三星MCU的温控器设想,脱节了对机器式温控器金属片的依赖。经现实检测,样机机能目标到达了设想要求,且该温控器还能够用于其他小家电产物,拥有广漠的市场前景。

  在当今,即在环球一体化、消息化、化大的趋向下,手艺日月牙异,人类学问总量5年就将翻一番,经济糊口瞬息万变,每一个和每一个企业家,都该当学会用世界的目光从高处和远处审视本人,权衡本身,随时发觉本人的弱点和错误真理,通过鼎新和开放,敏捷加以降服,以求遇上和超越。不然,随时都有被裁减的可能。

  温度传感器通过蒸汽口将测得的蒸汽温度传给S3F9454MCU, MCU通过对温度传感器传来的信号进行阐发,决定能否对发烧负载供电,并将事情形态输出。当传感器测得的温度信号大于或等于设定温度时,则遏制加热,电路复位。该方案是通过感到蒸汽温度实现水温节制的。因为对蒸汽温度的丈量相对容易,因而用时较少。此方案适合于只需求烧开水的用户。实在现温度节制的主板、节制面板示企图如图2所示。

  将热敏电阻温度传感器放在壶身侧面处(为了避免点窜壶身布局,最好放在手柄与壶身交代的处所),MCU按照壶身温度与水温之间的纪律关系编程,实现主动节制温度。可是热敏电阻的安排布局有必然的要求,壶身上与热敏电阻接触的处所必要比其他处所的壁厚薄一些,且该处所必要密封,以预防遭到氛围温度的影响;壶身上热敏电阻与水之间必要有一个介质,以预防壶水被污染。该方案能够肆意节制水温,因而适合于有多种水温要求的用户。

  水在加热到沸腾时发生大量水蒸气,通过蒸汽管道传送到机器式温控器的金属片上,金属片热胀冷缩,变形的金属片鞭策温控器的机器布局做功,于是断开电路开关,如许就完成了一次烧水历程。等一段时间之后,金属片跟着温度的低落又恢回复回复位,如许又能够再次进行加热烧水。

  MCU(Micro Control Unit)中文名称为微节制单位,又称单片微型计较机(Single Chip Microcomputer)或者单片机,是指跟着大规模集成电路的呈现及其成长,将计较机的CPU、RAM、ROM、按时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,构成芯片级的计较机,为分歧的使用场所做分歧组合节制。

  基于人们对小家电越来越普遍的需求以及国表里激烈的市场所作[1~5],本文对小家电中的主要零部件温控器进行了立异设想,并顺利地用于电热水壶中,餍足了市场对电热水壶多样化的需求。

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