CN114625192B - 一种基于单片机的空气炸锅控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于单片机的空气炸锅控制电路，涉及空气炸锅控制技术领域，包括电源模块，提供电能；开关模块，控制工作；电源调节模块，用于处理输入的电能；温度检测模块，用于检测温度；信号调理模块，用于处理温度信号；加热控制模块，用于控制加热；加热模式切换模块，用于提供模式切换指令；智能控制模块，用于接收信号并控制模块工作；加热调节模块，用于调节加热速率；电机调速模块，用于调节电机转速。本发明基于单片机的空气炸锅控制电路通过智能控制模块智能控制空气炸锅内温度的变化速率，自动加速对温度的控制，进行加热模式的切换，提高空气炸锅的适用范围，并控制空气炸锅的风机转速，改变热空气吹入锅内的速度。

Description

一种基于单片机的空气炸锅控制电路

技术领域

本发明涉及空气炸锅控制技术领域，具体是一种基于单片机的空气炸锅控制电路。

背景技术

空气炸锅，是一种可以用空气来进行“油炸”的机器，主要是利用空气替代原本煎锅里的热油，让食物变熟，同时热空气还吹走了食物表层的水分，使食材达到近似油炸的效果，目前市面上的空气炸锅采用单加热器对空气进行加热，导致加热速率有限，并且空气炸锅通过一定的功率对食物进行处理，在时间紧急的情况下，空气炸锅无法缩短处理食物的时长，并且由于温度器的温度控制不准确、从而导致空气炸锅无法做到合理的控温，因此有待改进。

发明内容

本发明实施例提供一种基于单片机的空气炸锅控制电路，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例的第一方面，该基于单片机的空气炸锅控制电路包括：电源模块，开关模块，电源调节模块，温度检测模块，信号调理模块，加热控制模块，加热模式切换模块，智能控制模块，加热调节模块，电机调速模块；

所述电源模块，用于提供电能；

所述开关模块，与所述电源模块连接，用于控制空气炸锅的工作；

所述电源调节模块，与所述开关模块连接，用于对输入电能进行降压、整流、滤波、稳压和保护处理；

所述温度检测模块，与所述电源调节模块连接，用于对空气炸锅内部温度进行检测并输出电压信号；

所述信号调理模块，与所述温度检测模块连接，用于对所述电压信号进行隔离传输和放大处理；

所述加热控制模块，与所述温度检测模块连接，用于接收所述电压信号并在电压信号达到设定阈值时输出控制信号；

所述加热模式切换模块，用于接收所述控制信号并输出模式切换指令；

所述智能控制模块，与所述信号调理模块和加热模式切换模块连接，用于接收所述信号调理模块和加热模式切换模块输出的信号，用于输出驱动信号；

所述加热调节模块，与所述智能控制模块和加热控制模块连接，用于接收所述智能控制模块输出的驱动信号，用于加热模式的切换和调节加热器的加热速率；

所述电机调速模块，与所述智能控制模块连接，用于接收所述智能控制模块输出的驱动信号，用于调节电机的转速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于单片机的空气炸锅控制电路通过智能控制模块智能控制空气炸锅内温度的变化速率，在初始工作时，自动加速对温度的控制，保证食物处于所需的温度空间内，并通过加热调节模块进行加热模式的切换，提高空气炸锅的适用范围，且由电机调速模块控制空气炸锅的风机转速，改变热空气吹入锅内的速度，加快在预设时间内达到设定温度，提高空气炸锅的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的基于单片机的空气炸锅控制电路的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的基于单片机的空气炸锅控制电路的电路图。

图3为本发明实例提供的电机调速模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，请参阅图1，一种基于单片机的空气炸锅控制电路包括：电源模块1，开关模块2，电源调节模块3，温度检测模块4，信号调理模块5，加热控制模块6，加热模式切换模块7，智能控制模块8，加热调节模块9，电机调速模块10；

具体地，所述电源模块1，用于提供电能；

开关模块2，与所述电源模块1连接，用于控制空气炸锅的工作；

电源调节模块3，与所述开关模块2连接，用于对输入电能进行降压、整流、滤波、稳压和保护处理；

温度检测模块4，与所述电源调节模块3连接，用于对空气炸锅内部温度进行检测并输出电压信号；

信号调理模块5，与所述温度检测模块4连接，用于对所述电压信号进行隔离传输和放大处理；

加热控制模块6，与所述温度检测模块4连接，用于接收所述电压信号并在电压信号达到设定阈值时输出控制信号；

加热模式切换模块7，用于接收所述控制信号并输出模式切换指令；

智能控制模块8，与所述信号调理模块5和加热模式切换模块7连接，用于接收所述信号调理模块5和加热模式切换模块7输出的信号，用于输出驱动信号；

加热调节模块9，与所述智能控制模块8和加热控制模块6连接，用于接收所述智能控制模块8输出的驱动信号，用于加热模式的切换和调节加热器的加热速率；

电机调速模块10，与所述智能控制模块8连接，用于接收所述智能控制模块8输出的驱动信号，用于调节电机的转速。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用电插头的方式连接交流电源；上述开关模块2可采用按键开关的方式进行功能控制；上述电源调节模块3可采用电容降压整流电路和稳压器电路实现对输入电能的处理；上述温度检测模块4可采用热敏电阻RS电路；上述信号调理模块5可采用电压跟随电路和运算放大器组成的桥式测温电路；上述加热控制模块6可采用继电器电路控制加热速率；上述加热模式切换模块7可采用三极管电路提供加热模式切换指令；上述智能控制模块8可采用单片机实现对空气炸锅的智能控制，且方便对空气炸锅进行功能扩展；上述加热调节模块9可采用光电耦合器隔离控制电路完成隔离调温控制；上述电机调速模块10可采用光电耦合器隔离控制电路完成隔离调速控制。

在本实施例中，请参阅图2，所述电源模块1包括电源输入端和熔断器FU1；所述开关模块2包括第一开关S1和第二开关S2；

具体地，所述电源输入端的火线端连接第一开关S1的动端，第一开关S1的不动端通过熔断器FU1连接第二开关S2的动端，电源输入端的接地端接地。

在具体实施例中，上述电源输入端可采用三线插头。

进一步地，所述电源调节模块3包括第一电容C1、第一电阻R1、压敏电阻VDR、第二电容C2、整流器G1、第三电容C3、第二电阻R2、可调稳压器U1、第一电位器RP1；

具体地，所述第一电阻R1的一端和第一电容C1的一端均与所述第二开关S2的动端连接，第一电容C1的另一端和第一电阻R1的另一端均连接压敏电阻VDR的一端、第二电容C2的一端和整流器G1的第一端，整流器G1的第三端、第二电容C2的另一端和压敏电阻VDR的另一端均连接所述电源输入端的零线端，整流器G1的第二端连接第三电容C3的一端、可调稳压器U1的阳极和第一电位器RP1的第一端，整流器G1的第四端连接第三电容C3的另一端并通过第二电阻R2连接可调稳压器U1的阴极和第一电位器RP1的另一端，第一电位器RP1的滑片端连接可调稳压器U1的控制端。

在具体实施例中，上述可调稳压器U1可选用TL431芯片；上述整流器G1可采用全桥整流器G1。

进一步地，所述温度检测模块4包括热敏电阻RS、第三电阻R3、第四电容C4；

具体地，所述热敏电阻RS的第一端连接所述可调稳压器U1的阴极，热敏电阻RS的第二端连接第三电阻R3的一端并通过第四电容C4连接地端和第三电阻R3的另一端。

在具体实施例中，上述热敏电阻RS可选用PT100。

进一步地，所述信号调理模块5包括第一运放OP1、第二运放OP2、第五电阻R5、第六电阻R6、第九电阻R9、第八电阻R8、第七电阻R7、第十电阻R10、第十一电阻R11和第五电容C5；所述智能控制模块8包括第一控制器U2；

具体地，所述第一运放OP1的同相端连接所述热敏电阻RS的第二端，第一运放OP1的反相端连接第一运放OP1的输出端并通过第九电阻R9连接第二运放OP2的反相端和第十电阻R10，第二运放OP2的同相端连接第八电阻R8的一端并通过第七电阻R7连接地端，第八电阻R8的另一端连接第五电阻R5的一端并通过第六电阻R6接地，第五电阻R5的另一端连接所述可调稳压器U1的阴极，第二运放OP2的输出端连接第十电阻R10的另一端并通过第十一电阻R11连接第一控制器U2的第一ADC端和第五电容C5的一端，第五电容C5的另一端接地。

在具体实施例中，上述第一运放OP1可选用OP07运算放大器，在此组成电压跟随电路；上述第二运放OP2可选用LM324运算放大器进行信号调理；上述第一控制器U2可采用，但并不限于STC89C52单片机、STM32系列单片机等单片机。

进一步地，所述加热控制模块6包括第一开关管VT1、第一继电器K1、第四电阻R4；

具体地，所述第一开关管VT1的基极连接所述热敏电阻RS的第二端，第一开关管VT1的集电极通过第一继电器K1连接所述可调稳压器U1的阴极，第一开关管VT1的发射极通过第四电阻R4连接地端。

在具体实施例中，上述第一开关管VT1可选用PNP型三极管。

进一步地，所述加热调节模块9包括第一触点开关K1-1、第一电热器RL1、第二电热器RL2、第十二电阻R12、第七电容C7、第六电容C6、第一晶体管SCR1、第二晶体管SCR2、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第一电源VCC1、第一光耦J1、第二光耦J2；

具体地，所述第一触点开关K1-1的不动端和第二电热器RL2的一端均连接所述第二开关S2的不动端，第一触点开关K1-1的动端通过第一电热器RL1连接地端，第二电热器RL2的另一端连接第十二电阻R12的一端、第一晶体管SCR1的一端、第二晶体管SCR2的一端和第十三电阻R13的一端，第十二电阻R12的另一端通过第七电容C7连接所述电源输入端的零线端、第一晶体管SCR1的另一端、第二晶体管SCR2的另一端和第六电容C6的一端，第十三电阻R13的另一端连接第六电容C6的另一端并通过第十四电阻R14连接第一光耦J1的第一端和第二光耦J2的第一端，第一光耦J1的第二端和第二光耦J2的第二端分别连接第一晶体管SCR1的控制端和第二晶体管SCR2的控制端，第一光耦J1的第三端和第二光耦J2的第三端均通过第十五电阻R15连接第一电源VCC1，第一光耦J1的第四端和第二光耦J2的第四端分别连接第一控制器U2的第一脉冲端和第二脉冲端。

在具体实施例中，上述第一触点开关K1-1为常开开关，由第一继电器K1控制；上述第一电热器RL1的加热温度值为第二电热器RL2加热温度值的一半；上述第一晶体管SCR1、第二晶体管SCR2均可选用双向可控硅；上述第一光耦J1和第二光耦J2均可选用MOC3021光电耦合器。

进一步地，所述加热模式切换模块7包括第二电源VCC2、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第二触点开关K1-2、第二开关管VT2；

具体地，所述第二电源VCC2连接第十六电阻R16的一端并通过第十七电阻R17连接第二触点开关K1-2的动端，第二触点开关K1-2的不动端连接第二开关管VT2的基极，第二开关管VT2的集电极和第十六电阻R16的另一端均连接所述第一控制器U2的第一IO端，第二开关管VT2的发射极接地。

在具体实施例中，上述第二触点开关K1-2为常开开关，由第一继电器K1控制；上述第二开关管VT2可选用NPN型三极管。

在本实施例中，请参阅图3，所述电机调速模块10包括第三电源VCC3、第二十一电阻R21、第三光耦J3、第二十电阻R20、第十九电阻R19、第三晶体管SCR3、第八电容C8、第十八电阻R18、第九电容C9、电机；

具体地，所述第三电源VCC3通过第二十一电阻R21连接第三光耦J3的第三端，第三光耦J3的第四端连接所述第一控制器U2的第三脉冲端，第三光耦J3的第一端通过第二十电阻R20连接第九电容C9的一端和第十九电阻R19的一端，第十九电阻R19的另一端连接第三晶体管SCR3的一端和电机的一端并通过第十八电阻R18连接第八电容C8的一端，第八电容C8的另一端连接所述电源输入端的零线端、第三晶体管SCR3的另一端和第九电容C9的另一端，第三光耦J3的第二端连接第三晶体管SCR3的控制端，电机的另一端连接所述第二开关S2的不动端。

在具体实施例中，上述第三光耦J3可选用MOC3021光电耦合器；上述第三晶体管SCR3可选用双向可控硅。

本发明一种基于单片机的空气炸锅控制电路，由电源模块1供电，开关模块2控制空气炸锅的工作，电源调节模块3对输入的电能进行降压、整流、滤波、过压保护和稳压处理，输出的电能为空气炸锅提供所需的工作环境，并由热敏电阻RS对空气炸锅的温度进行检测，开始时，由于温度较低，热敏电阻RS的阻值较小，第一开关管VT1导通，第一继电器K1得电并工作，使得第一触点开关K1-1导通，第二触点开关K1-2导通，第一电热器RL1接入电路，通过第一运放OP1对热敏电阻RS和第三电阻R3进行电压采样，并由第二运放OP2进行处理，使得第一控制器U2得知此时的温度信息，便由第一脉冲端输出脉冲信号控制第一光耦J1的导通，控制第一晶体管SCR1的导通角，从而调节第二电热器RL2的加热温度值，并且此时的加热温度值不会超过第一电热器RL1的加热温度值，同时由第一控制器U2的第三脉冲端输出脉冲信号控制电机的加速运行，改变热空气吹入锅内的速度，加快在预设时间内达到设定温度，当第二电热器RL2的加热温度值达到第一电热器RL1的加热温度值后，热敏电阻RS的阻值变大，第一开关管VT1截止，使得第一继电器K1截止，第一触点开关K1-1和第二触点开关K1-2断开，导致第一控制器U2的第一IO端接收到高电平（即加热模式切换指令），使得第一控制器U2的第一脉冲端停止输出脉冲信号，由第二脉冲端输出一定占空比的脉冲信号，以便控制第二晶体管SCR2的导通，使得第二电热器RL2以恒定的温度进行加热（此时恒定的温度为使用者所需的温度，且温度不会超过第二电热器RL2的加热温度值），同时第一控制器U2的第三脉冲端输出一定占空比的脉冲信号控制电机的匀速转动，持续加热，提高空气炸锅的工作效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种基于单片机的空气炸锅控制电路，其特征在于：

该基于单片机的空气炸锅控制电路包括：电源模块，开关模块，电源调节模块，温度检测模块，信号调理模块，加热控制模块，加热模式切换模块，智能控制模块，加热调节模块，电机调速模块；

所述电源模块，用于提供电能；

所述开关模块，与所述电源模块连接，用于控制空气炸锅的工作；

所述电源调节模块，与所述开关模块连接，用于对输入电能进行降压、整流、滤波、稳压和保护处理；

所述温度检测模块，与所述电源调节模块连接，用于对空气炸锅内部温度进行检测并输出电压信号；

所述信号调理模块，与所述温度检测模块连接，用于对所述电压信号进行隔离传输和放大处理；

所述加热控制模块，与所述温度检测模块连接，用于接收所述电压信号并在电压信号达到设定阈值时输出控制信号；

所述加热模式切换模块，用于接收所述控制信号并输出模式切换指令；

所述智能控制模块，与所述信号调理模块和加热模式切换模块连接，用于接收所述信号调理模块和加热模式切换模块输出的信号，用于输出驱动信号；

所述加热调节模块，与所述智能控制模块和加热控制模块连接，用于接收所述智能控制模块输出的驱动信号，用于加热模式的切换和调节加热器的加热速率；

所述电机调速模块，与所述智能控制模块连接，用于接收所述智能控制模块输出的驱动信号，用于调节电机的转速；

所述电源模块包括电源输入端和熔断器；所述开关模块包括第一开关和第二开关；

所述电源输入端的火线端连接第一开关的动端，第一开关的不动端通过熔断器连接第二开关的动端，电源输入端的接地端接地；

所述电源调节模块包括第一电容、第一电阻、压敏电阻、第二电容、整流器、第三电容、第二电阻、可调稳压器、第一电位器；

所述第一电阻的一端和第一电容的一端均与所述第二开关的动端连接，第一电容的另一端和第一电阻的另一端均连接压敏电阻的一端、第二电容的一端和整流器的第一端，整流器的第三端、第二电容的另一端和压敏电阻的另一端均连接所述电源输入端的零线端，整流器的第二端连接第三电容的一端、可调稳压器的阳极和第一电位器的第一端，整流器的第四端连接第三电容的另一端并通过第二电阻连接可调稳压器的阴极和第一电位器的另一端，第一电位器的滑片端连接可调稳压器的控制端；

所述温度检测模块包括热敏电阻、第三电阻、第四电容；

所述热敏电阻的第一端连接所述可调稳压器的阴极，热敏电阻的第二端连接第三电阻的一端并通过第四电容连接地端和第三电阻的另一端；

所述信号调理模块包括第一运放、第二运放、第五电阻、第六电阻、第九电阻、第八电阻、第七电阻、第十电阻、第十一电阻和第五电容；所述智能控制模块包括第一控制器；

所述第一运放的同相端连接所述热敏电阻的第二端，第一运放的反相端连接第一运放的输出端并通过第九电阻连接第二运放的反相端和第十电阻，第二运放的同相端连接第八电阻的一端并通过第七电阻连接地端，第八电阻的另一端连接第五电阻的一端并通过第六电阻接地，第五电阻的另一端连接所述可调稳压器的阴极，第二运放的输出端连接第十电阻的另一端并通过第十一电阻连接第一控制器的第一ADC端和第五电容的一端，第五电容的另一端接地；

所述加热控制模块包括第一开关管、第一继电器、第四电阻；

所述第一开关管的基极连接所述热敏电阻的第二端，第一开关管的集电极通过第一继电器连接所述可调稳压器的阴极，第一开关管的发射极通过第四电阻连接地端；

所述加热调节模块包括第一触点开关、第一电热器、第二电热器、第十二电阻、第七电容、第六电容、第一晶体管、第二晶体管、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第一电源、第一光耦、第二光耦；

所述第一触点开关的不动端和第二电热器的一端均连接所述第二开关的不动端，第一触点开关的动端通过第一电热器连接地端，第二电热器的另一端连接第十二电阻的一端、第一晶体管的一端、第二晶体管的一端和第十三电阻的一端，第十二电阻的另一端通过第七电容连接所述电源输入端的零线端、第一晶体管的另一端、第二晶体管的另一端和第六电容的一端，第十三电阻的另一端连接第六电容的另一端并通过第十四电阻连接第一光耦的第一端和第二光耦的第一端，第一光耦的第二端和第二光耦的第二端分别连接第一晶体管的控制端和第二晶体管的控制端，第一光耦的第三端和第二光耦的第三端均通过第十五电阻连接第一电源，第一光耦的第四端和第二光耦的第四端分别连接第一控制器的第一脉冲端和第二脉冲端；

所述加热模式切换模块包括第二电源、第十六电阻、第十七电阻、第二触点开关、第二开关管；

所述第二电源连接第十六电阻的一端并通过第十七电阻连接第二触点开关的动端，第二触点开关的不动端连接第二开关管的基极，第二开关管的集电极和第十六电阻的另一端均连接所述第一控制器的第一IO端，第二开关管的发射极接地。

2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的空气炸锅控制电路，其特征在于，所述电机调速模块包括第三电源、第二十一电阻、第三光耦、第二十电阻、第十九电阻、第三晶体管、第八电容、第十八电阻、第九电容、电机；

所述第三电源通过第二十一电阻连接第三光耦的第三端，第三光耦的第四端连接所述第一控制器的第三脉冲端，第三光耦的第一端通过第二十电阻连接第九电容的一端和第十九电阻的一端，第十九电阻的另一端连接第三晶体管的一端和电机的一端并通过第十八电阻连接第八电容的一端，第八电容的另一端连接所述电源输入端的零线端、第三晶体管的另一端和第九电容的另一端，第三光耦的第二端连接第三晶体管的控制端，电机的另一端连接所述第二开关的不动端。

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