CN110456849A - 一种食品加工机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食品加工机，包括主控线路板、从控线路板，所述主控线路板与所述从控线路板进行通信，所述主控线路板上设有电源模块，所述电源模块输出电压V1的第一直流电源，所述第一直流电源通过供电电源线电连接所述从控线路板，其中，所述主控线路板以所述第一直流电源为基带信号将主控通信信号调制为载波信号并传输给所述从控线路板，所述从控线路板上设有LDO稳压器，所述载波信号经过所述LDO稳压器后输出从控电源，所述从控线路板上设有从控芯片、第二电压比较器，所述载波信号经所述第二电压比较器解调后输出给所述从控芯片。复用供电电源线进行信号传输，利用LDO稳压器将载波信号中抽离出直流电源的同时利用电压比较器获得传输的信号。

Description

一种食品加工机

技术领域

本发明涉及食品加工领域，具体而言，涉及一种食品加工机。

背景技术

目前的食品加工机种类越来越多，如破壁料理机、豆浆机等，且功能和形 态越来越多，比如制作豆浆、果汁、冰淇淋/奶昔、碎冰、米糊、精磨和绞肉等, 又如电机上置、电机下置或者显示操作侧置等等，从而导致的多形态多功能， 此时需要在不同的位置设置相应的控制，而不同控制之间需要进行通信，另外， 食品加工机有多种工作状态信号需要通过采集单元采集，如防溢信号、水位信 号、温度信号、杯体识别信号、开盖检测信号等等，现有食品加工机每个工作 状态信号需要通过各自的线路进行传输，或者经过处理后进行传输，但至少增 加了一路传输线束。

以破壁料理机为例，其包括机座和设置于机座上的杯体，在杯体内设有信 号检测装置，信号检测装置包括设于检测破壁料理机的工作状态信号的信号采 集单元，信号采集单元采集破壁料理机的工作状态信号后通过耦合器的端口传 输至机座内的控制电源板，控制电源板根据工作状态信号的具体信息输出控制 信号控制破壁料理机工作。当前传输的方式是，耦合器有多个耦合端口，至少 有一个电源端口，用于将控制电源板输出的供电电源传输给信号采集单元，另 外，杯体上设于几路信号采集单元，则需要在耦合器上设置几路耦合端口，以 进行采集信号的传输，此时导致耦合器的端口数量较多，导致耦合器的体积增 大，其加工、制造成本、安装复杂度等等都相应的增加，同时因为耦合器的接 触连接，对原始信号存在衰减，导致信号检测不准确的问题存在。

虽然现有技术中，存在一种在杯体上设置检测芯片，通过检测芯片将采集 信号处理后在通过耦合器端口进行传输，但是此时，检测芯片与控制电源板需 要进行双向通信，也必然需要两路耦合端口，如此对耦合器设计来说并不能有 效的解决问题。另外，现有技术中也存在将信号进行无线传输的方式，但是该 中传输方式虽然可以解决上述问题，但是其成本较高，且无线传输又会带来信 号准确性、成本以及电磁干扰等问题，且无线传输涉及的线圈安装等对安装空 间也有一定需求。

而对于豆浆机来说，也存在相应的问题。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种食品加工机，能够克服现有技术中存 在的缺点和不足，通过复用供电电源线进行信号的传输，利用LDO稳压器将载 波信号中抽离出直流电源的同时利用电压比较器就可获得传输的信号。充分合 理的利用了耦合器的端口，提高信号传输的可靠性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种食品加工机，包括主 控线路板、从控线路板，所述主控线路板与所述从控线路板进行通信，所述主 控线路板上设有电源模块，所述电源模块输出电压V1的第一直流电源，所述第 一直流电源通过供电电源线电连接所述从控线路板，其中，所述主控线路板以 所述第一直流电源为基带信号将主控通信信号调制为载波信号并传输给所述从 控线路板，所述从控线路板上设有LDO稳压器，所述载波信号经过所述LDO稳 压器后输出从控电源，所述从控线路板上设有从控芯片、第二电压比较器，所 述载波信号经所述第二电压比较器解调后输出给所述从控芯片。

进一步的，所述主控线路板包括主控芯片，所述主控芯片控制以方波形式 输出主控通信信号。

进一步的，所述主控通信信号的幅值电压为V2，所述从控电源电压为V3, 所述LDO稳压器的输入与输出电压压差为ΔV3，其中，V1>V3+ΔV3+V2。

进一步的，所述主控通信信号是以零电压为高电平的方波信号。

进一步的，所述从控线路板上设有从控恒流负载，所述供电电源线电连接 所述从控恒流负载，所述从控芯片输出从控通信信号作用于所述从控恒流负载， 所述主控线路板上设有第一电阻，所述供电电源线通过第一电阻电连接所述第 一直流电源，所述供电电源线通过第一电压比较器电连接主控芯片。

进一步的，所述从控恒流负载的电流为I1,所述供电电源线的线阻为R2， 所述第一电阻的阻值为R1,所述从控电源电压为V3,所述LDO稳压器的输入与 输出电压压差为ΔV3，I1＜(V1-V3-ΔV3)/(R1+R2)。

进一步的，所述主控芯片的中断管脚电连接所述第一电压比较器，所述从 控芯片的中断管脚电连接所述第二电压比较器，所述主控芯片接收到信号后先 进行带通滤波，所述从控芯片接收到信号后先进行带通滤波。

进一步的，所述从控恒流负载包括第一从控恒流负载和第二从控恒流负载， 所述从控芯片实时检测供电电源线并判断基带信号电压，根据基带信号电压选 择对应的从控恒流负载。

进一步的，所述食品加工机包括负载，所述负载工作或在特定工作状态下 可产生电压波动时，调整所述主控芯片与所述从控芯片之间的通信。

进一步的，所述食品加工机包括负载，所述主控芯片与所述从控芯片通信 时，所述负载的功率维持不变。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：首先通过复用供电电源线进 弱电载波信号传输，有利用节约数据传输的端口资源，尤其是在两者通过耦合 器进行数据传输时，节省了耦合器端口，同时降低了耦合器成本以及体积大小， 从而降低安装的复杂性。其次，对于载波信号通过LDO稳压输出从控电源，有 利于对电源模块输出的基带信号机型匹配，以确保信号传输的可靠性的同时确 保供电电源，此时仅需要对载波信号通过电压比较器进行解调即可得到相应的 通信信号。同时，此种情况下，对于双向通信也更为的方便，仅需通过恒流负 载机型电流的调制，从而获得从控芯片给主控芯片的通信。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种食品加工机的一种控制示意框图；

图2为本发明一种食品加工机的信号传输状态示意图；

图3为本发明一种食品加工机的另一种控制示意框图。

具体实施方式

一种食品加工机，如图1所示，包括主控线路板和从控线路板，所述主控 线路板与所述从控线路板进行通信，所述主控线路板上设有电源模块，在本实 施例中电源模块为开关电源，所述开关电源输出电压V1的第一直流电源，所述 第一直流电源通过供电电源线电连接所述从控线路板，所述主控线路板以所述 第一直流电源为基带信号将主控通信信号调制为载波信号并传输给所述从控线 路板，所述从控线路板上设有LDO稳压器，所述载波信号经过所述LDO稳压器 后输出从控电源，所述从控线路板上设有从控芯片、第二电压比较器，所述载 波信号经所述第二电压比较器解调后输出给从控芯片。

在上述过程中，载波信号经过第二电压比较器解调后输出的信号，可以是 与主控通信相同的信号，或者是相匹配的信号，从而使得从控芯片能够获知主 控芯片传输的信息。

在本实施例中，食品加工机包括了可分离的第一本体和第二本体，主控线 路板可以在第一本体，从控线路板在第二本体，当然，主控线路板可以在第二 本体，从控线路板在第一本体，在本发明中，主控与从控并不代表两者之间的 控制从属关系，主要在于电源模块即开关电源的位置设计，开关电源处于主控 线路板，因为开关电源需要提所用的直流电源。以破壁料理机的话，一般情况 下，第一本体相当于是机座，第二本体相当于是杯体，主控线路板设置于机座， 从控线路板设置于杯体，当然，如果开关电源在杯体的话，主控线路板为设置 于杯体上的线路板。

在本实施例中，除了上述的主控线路板传输主控通信信号给从控线路板以 及从控电源外，所述从控线路板也可以给所述主控线路板进行信号传输。如图1 所示，所述从控线路板上设有从控恒流负载，所述供电电源线电连接所述从控 恒流负载，所述从控芯片输出从控通信信号作用于所述从控恒流负载，所述主 控线路板上设有第一电阻，所述供电电源线通过第一电阻连接所述第一直流电 源，所述供电电源线通过第一电压比较器电连接主控芯片。

当然，可以是单独主控线路板给从控线路板进行信号传输，也可以是从控 线路板单独给主控线路板单向通信，也可以是两者进行双向通信，本实施例以 双向通信为例。

在本实施例中，具体的工作过程如下：

1.主控线路板发送，从控线路板接收：

首先主控芯片将主控通信信号处理为方波信号，此过程可以是主控芯片内 置输出相应的方波信号，也可以是主控芯片通过主控恒流负载形成相应的方波 信号。在本实施例中，主控芯片处理的方波形式的主控通信信号如图2(a)所 示，其为高电平为0，幅值为V2的方波信号，而第一直流电源的电压为V1，具 体如图2(b)所示，由此基带信号与主控通信信号形成的载波信号如图2(c) 所示，载波信号通过LDO稳压器输出从控线路板的工作电源即从控电V3，V3确 保了从控线路板上的直流电源器件的工作，如从控芯片、检测装置等等。另外， 载波信号通过第二电压比较器进行解调输出信号如图2(d)所示，其中电压V4 与V2逻辑相匹配，对于从控芯片来说，可以由此获知主控通信信号。在此处， 第二电压比较器输出信号需要与从控芯片的逻辑电平相匹配。

2.从控线路板发送，主控线路板接收：

从控芯片将需要通信的信息处理为从控通信信号，通过从控通信信号的信 号情况来控制从控恒流负载，从控恒流负载与第一电阻通过供电电源线形成类 分压，而从控恒流负载类似开关的通断，在回路上形成电流调制的状态，从而 在主控线路板端形成高低电平的信号，而主控芯片再通过第一电压比较器将该 信号处理为主控芯片可用的信号。如此完成从控线路板发送给主控线路板的通 信过程。

在本实施例中，由于第一直流电源的电压为弱电直流电源，而通信信号的 电压也为弱电数字信号，为了确保数据传输的准确性，在本实施例中，V1＞V2+V3, 此时V2即主控通信信号的电压，如果其为高电平为0，低电平辅助为V2的方波 信号，则为V1＞V3-V2。

在此过程中，由于载波信号需要通过LDO输出从控电源V3，而对于LDO稳 压器来说，其输入与输出存在电压压差ΔV3，所以，其中，V1>V3+ΔV3+V2。 而在传输的过程中，基带信号V1由开关电源输出，一般存在相应的波动ΔV1，V1>V3+ΔV3+V2-ΔV1。否则，由于基带信号电压与主控通信信号压差过小， 会出现信号误传，影响食品加工机的正常工作。

而在从控线路板发送，主控线路板接收时，所述从控恒流负载的电流为I1, 所述供电电源线的线阻为R2，所述第一电阻的阻值为R1,所述从控电源电压为 V3,所述LDO稳压器的输入与输出电压压差为ΔV3，I1＜(V1-V3-ΔV3)/ (R1+R2)。需要选择合适的恒流源才能够准确的进行数据的传输。

具体的在本实施例中，主控芯片以及从控芯片在接收信号时，均采用芯片 的具有中断功能的管脚来进行，并且现将信号数据进行带通滤波后再进行解码 校验。可以滤除通讯范围之外的干扰信号，有利于后续步骤对信号的解码和校 验，增强了载波信号通讯的稳定性。

当然，在本实施例中，对于从控通信信号以及主控通信信号，其都需要经 过相应的控制芯片进行打包编码后进行传输，其以数字信号的形式进行传输。 在此过程中，将需要发送的信号数据添加数据帧头、校验和、帧尾后发送，具 体的信号为温度、线路板温度、防溢、水位等信号，其中，温度信号是不会有 连续的跳变的，根据此信号变化的连续性，对收到的温度信号进行检测，如果 有连续的跳变，则忽略此异常信号。在满足数据实时性的前提下，程序中根据 多个数据帧的数据进行仲裁与计算，得到最优采样值。除传输有效数据外，增 加一个数据用于数据包计数，芯片每发送一帧数据，都将此数据加1，直到255 后从0重新开始循环，收到数据后根据数据帧中的计数数据判断数据帧的连续 情况。

这是由于数据需经过耦合器，耦合器的接触电阻是不稳定的，尤其是在电动 负载工作过程中，会引起相应的震动，影响上下耦合器的接触电阻，可能造成 通讯数据错乱，使芯片接收到错误的数据，从而使程序运行不稳定，引发更严 重的后果。传统的校验和方法校验有概率出现校验和正确，而帧内数据不正确 的情况，而使用复杂的校验算法则会严重影响数据发送效率。此优化方案通过 多重的优化与校验，有效地避免了因传输途径不稳定而影响数据的传输的可靠 性的情况，保证了制浆过程的安全可靠。

当然，进一步的，所述从控恒流负载包括第一从控恒流负载和第二从控恒流 负载，所述从控芯片实时检测供电电源线并判断基带信号电压，根据基带信号 电压选择对应的从控恒流负载，由于I1＜(V1-V3-ΔV3)/(R1+R2)，但是基 带电压若出现意外波动，此时，就可以适时的调整选择相应的从控恒流负载以 确保传输的可靠性。开关电源通常精度不高、带载能力较弱，当开关电源轻载 时，其输出电压偏高，重载时，输出电压会偏低，波动较大。当V1偏高时使用 偏大的恒流负载；当V1偏低时，使用偏小的恒流负载。由此，在电压比较器时， 可相应控制电压比较器的基准电压，从而有效的解调出相应的通信信号，可实时检测供电电源线电压，存储电压AD值队列，根据AD值队列动态调整电压比较 器基准，判断出通信信号的高低电平，此处包括第一电压比较器和第二电压比 较器。

在食品加工机中，存在对食品加工的电动和电热负载，以及其他相应的负载， 而有些负载在工作工程中会产生较大的波动，比如电机，其为感性负载，在工 作工程中除了电磁干扰外，还存在振动，对耦合器产生较大的影响，从而都会 相应数据传输的准确性，而对于要传输的信号来说，也存在一些信号的准确性 要求比较高比如温度信号防溢信号等，因此，在传输过程中，需要根据具体情 况调整传输的时机等。

比如，在电机工作的过程中，降低数据传输的频次，或者不进行数据传输， 又比如，在数据传输的过程中，确保负载的功率恒定，降低变功率带来的电压 波动等产生，或者，在数据传输的过程中，调整电机的转速，使其匹配与数据 传输。又或者在电机工作工程中，调整通讯的频率，避开电机的干扰频段。具 体的在本实施例中，通讯频率设置在9KHZ以下，避开干扰范围，同时可优化食 品加工机的EMI效果。

另外，为降低食品加工机的待机功耗，在待机状态下，可降低通信频率， 增加每一帧数据的传输时间间隔，且在两帧数据传输之间默认发送高电平使相 应的恒流负载关闭。

在本实施例中，数据传输存在较多可能实施的方式，以现有豆浆机为例， 包括机头和杯体，机头扣置于所述杯体上，杯体上设有连接市电电源的插口， 开关电源设置在杯体内的线路板上，即主控线路板，且主控线路板上设有主控 芯片，用来控制设置于杯体上的加热装置以及机头内的电机，机头与杯体件设 有耦合器，耦合器包括用于控制电机的电机火线，电机零线，地线，以及机头 供电电源线，机头内设有机头线路板，即从控线路板，如图3所示，从控线路 板设从控芯片，从控芯片用于防溢检测、温度检测、水位检测、以及板温检测， 此处板温检测可以反应电机工作的情况。如此，主控线路板与从控线路板进行 通信，也就是主控芯片与从控芯片通过供电电源线进行载波通信，主控芯片可 以将杯体上的信号，以及流程需要执行的信息发送给从控芯片，而从控芯片则 需要将检测的温度，防溢、水位等信号给到主控芯片，另外，从控芯片也可以 进行电机的控制，这样，主控芯片则需要将对电机的控制指令传输给从控芯片。 另外，还有显示控制等，可以设置在机头也可以设置在杯体。当然，信号检测 也可以设置在杯体。在此不在一一列举。

另在本实施例中，为了更好确保在供电电源线在传输数据时，LDO稳压器 的输入端被瞬间拉低，因此在LDO的输入端设有整流二极管D1和储能电容C1。

首先通过复用供电电源线进弱电载波信号传输，有利用节约数据传输的端 口资源，尤其是在两者通过耦合器进行数据传输时，节省了耦合器端口，同时 降低了耦合器成本以及体积大小，从而降低安装的复杂性。其次，对于载波信 号通过LDO稳压输出从控电源，有利于对电源模块输出的基带信号机型匹配， 以确保信号传输的可靠性的同时确保供电电源，此时仅需要对载波信号通过电 压比较器进行解调即可得到相应的通信信号。同时，此种情况下，对于双向通 信也更为的方便，仅需通过恒流负载机型电流的调制，从而获得从控芯片给主 控芯片的通信。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以 根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明 所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种食品加工机，包括主控线路板、从控线路板，所述主控线路板与所述从控线路板进行通信，所述主控线路板上设有电源模块，所述电源模块输出电压V1的第一直流电源，所述第一直流电源通过供电电源线电连接所述从控线路板，其特征在于，所述主控线路板以所述第一直流电源为基带信号将主控通信信号调制为载波信号并传输给所述从控线路板，所述从控线路板上设有LDO稳压器，所述载波信号经过所述LDO稳压器后输出从控电源，所述从控线路板上设有从控芯片、第二电压比较器，所述载波信号经所述第二电压比较器解调后输出给所述从控芯片。

2.根据权利要求1所述的食品加工机，其特征在于，所述主控线路板包括主控芯片，所述主控芯片控制以方波形式输出主控通信信号。

3.根据权利要求2所述的食品加工机，其特征在于，所述主控通信信号的幅值电压为V2，所述从控电源电压为V3,所述LDO稳压器的输入与输出电压压差为ΔV3，其中，V1>V3+ΔV3+V2。

4.根据权利要求2所述的食品加工机，其特征在于，所述主控通信信号是以零电压为高电平的方波信号。

5.根据权利要求1所述的食品加工机，其特征在于，所述从控线路板上设有从控恒流负载，所述供电电源线电连接所述从控恒流负载，所述从控芯片输出从控通信信号作用于所述从控恒流负载，所述主控线路板上设有第一电阻，所述供电电源线通过第一电阻电连接所述第一直流电源，所述供电电源线通过第一电压比较器电连接主控芯片。

6.根据权利要求5所述的食品加工机，其特征在于，所述从控恒流负载的电流为I1,所述供电电源线的线阻为R2，所述第一电阻的阻值为R1,所述从控电源电压为V3,所述LDO稳压器的输入与输出电压压差为ΔV3，I1＜(V1-V3-ΔV3)/(R1+R2)。

7.根据权利要求5所述的食品加工机，其特征在于，所述主控芯片的中断管脚电连接所述第一电压比较器，所述从控芯片的中断管脚电连接所述第二电压比较器，所述主控芯片接收到信号后先进行带通滤波，所述从控芯片接收到信号后先进行带通滤波。

8.根据权利要求5所述的食品加工机，其特征在于，所述从控恒流负载包括第一从控恒流负载和第二从控恒流负载，所述从控芯片实时检测供电电源线并判断基带信号电压，根据基带信号电压选择对应的从控恒流负载。

9.根据权利要求1所述的食品加工机，其特征在于，所述食品加工机包括负载，所述负载工作或在特定工作状态下可产生电压波动时，调整所述主控芯片与所述从控芯片之间的通信。

10.根据权利要求1所述的食品加工机，其特征在于，所述食品加工机包括负载，所述主控芯片与所述从控芯片通信时，所述负载的功率维持不变。