CN116683803A - 一种厨余垃圾处理器智能控制模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及垃圾处理技术领域，且公开了包括32位单片机MCU和接入母线的高压直流有刷电机，还包括有与母线连接的，零位电路，用于检测母线中是否有电压并向32位单片机MCU发送高电平或低电平信号，功率取样电路，用于检测母线的电压、电流和功率信息并传输至32位单片机MCU，可控硅机整流电路，32位单片机MCU通过调节PWM信号来调制可控硅从而调节母线上的电压值，再通过整流电路改变高压直流有刷电机两端的DC电压，EMC电路，浪涌吸收电路和马达反相脉冲吸收电路，用于减少电火花的脉冲强度。避免了电网不稳定时取样点偏移和不准等问题，实现了精准取样检测和针对马达转速的精准调控。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理技术领域，更具体地说，本发明涉及一种厨余垃圾处理器智能控制模块。
背景技术
传统的垃圾处理器在开启时，其马达，也就是高压有刷直流电机就是以最大转速进行输出，一般不具有调速功能，或者是调速功能需要配合在马达的两端改变DC电压，在负极上进行调制，一般是通过检测马达两端的功率、电压和电流输至MCU控制单元，存在电网不稳定时取样点偏移和不准的缺陷，因此得到的检测结果会有所误差，不能对马达进行精准调速。且传统垃圾处理器存在电机类小家电EMC国标CCC难过的问题。
因此，本申请技术上述问题，采用一种新的取样方法，直接取用交流母线上的电压、电流和功率取样，并通过MCU控制单元输出相应的PWM脉冲宽度调制可控硅，以此改变母线上输出至马达两端的DC电压值以克服上述现有技术缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种厨余垃圾处理器智能控制模块，具有取样点不偏移和准确的优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种厨余垃圾处理器智能控制模块，包括32位单片机MCU和接入母线的高压直流有刷电机，其特征在于：还包括有与母线连接的，
零位电路，用于检测母线中是否有电压并向32位单片机MCU发送高电平或低电平信号，
功率取样电路，用于检测母线的电压、电流和功率信息并传输至32位单片机MCU，
可控硅机整流电路，32位单片机MCU通过调节PWM信号来调制可控硅从而调节母线上的电压值，再通过整流电路改变高压直流有刷电机两端的DC电压，
EMC电路，浪涌吸收电路和马达反相脉冲吸收电路，用于减少电火花的脉冲强度。
作为本发明的一种优选技术方案，所述高压直流有刷电机的两端还接有正反转转换电路，所述正反转转换点路通过继电器驱动电路接入32位单片机MCU，32位单片机MCU通过继电器驱动电路控制正反转转换电路中的开关改变高压直流有刷电机两端的电流方向控制其转向。
作为本发明的一种优选技术方案，所述32位单片机MCU还连接有LC12S遥控无线接收模块和WIFI模块，所述WIFI模块采用基于小度云平台的WIFI+蓝牙的双芯模组。
作为本发明的一种优选技术方案，所述32位单片机MCU连接有磁感传感器，所述磁感传感器通过与垃圾处理器的水槽口水塞盖中磁铁配合检测水塞盖是否闭合，所述磁感传感器通过闭合状态与否向32位单片机MCU发送电平信号，
所述32位单片机MCU根据水塞盖闭合式磁感传感器发送来的电平信号判断是否可以启动垃圾处理器，反之则不能开启垃圾处理器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述磁感传感器为干簧管传感器或霍尔传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过取用交流母线上电压、电流、有功功率IC取样。通过单片机可以时时读取IC电压、电流和功率信号，通过串口传输给单片机来改变母线上AC220电压值，经过整流后改变马达两端DC电压，使马达产生调速的功能，不存在电网不稳定时取样点偏移和不准等问题，实现了精准取样检测和针对马达转速的精准调控。
2、本发明通过设置磁感传感器和带有磁铁的水塞盖用于判断水塞盖的闭合状况，仅有在水塞盖完全闭合的状态下，磁感应传感器才会被闭合从而向32位单片机MCU发送电平信号，由此令单片机启动，通过遥控器或APP.语音启动垃圾处理器，否则不能启动垃圾处理器，这种设置方式为垃圾处理器增加了一道安全保险，垃圾处理器在水塞盖没有闭合的情况下不会启动，消除了安全隐患。
附图说明
图1为本发明垃圾处理器智能控制模块的框架图；
图2为本发明垃圾处理器控制模块的原理图。
图中：1、零位电路；2、功率取样电路；3、浪涌吸收电路；4、反向脉冲吸收电路；5、EMC电路；6、正反转转换电路；7、高压直流有刷电机。
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。
如图1至图2所示，本发明提供一种厨余垃圾处理器智能控制模块，包括32位单片机MCU和接入母线的高压直流有刷电机，还包括有与母线连接的，
零位电路，用于检测母线中是否有电压并向32位单片机MCU发送高电平或低电平信号，
功率取样电路，用于检测母线的电压、电流和功率信息并传输至32位单片机MCU，
正反转转换电路，刀盘堵转母线交流功率超过门限值时，32位单片机通过功率取样电路检测比较后，MCU通过继电器驱动来驱动双刀双掷继电器，来改变马达两端的DC直流电压正负极，来达到马达反正，
可控硅机整流电路，32位单片机MCU通过调节PWM信号来调制可控硅从而调节母线上的电压值，再通过整流电路改变高压直流有刷电机两端的DC电压，
EMC电路，浪涌吸收电路和马达反相脉冲吸收电路，用于减少电火花的脉冲强度。
正反转转换电路，刀盘堵转母线交流功率超过门限值时，32位单片机通过功率取样电路检测比较后，MCU通过继电器驱动来驱动双刀双掷继电器，来改变马达两端的DC直流电压正负极，来达到马达反正。
EMC电路，浪涌吸收电路和马达反相脉冲吸收电路，用于减少电火花的脉冲强度。
EMC电路，AC交流母线经过安规电容CX3、电感LF3和安规电容CX1、电感LF1两组电容电感组合来减少传导.辐射等EMC标准数据。
浪涌吸收电路，由二极管D5、电容CE4、电阻R19和电阻R20组成，浪涌吸收电路，此电路不影响直流马达两端的DC直流电压，在雷击浪涌时会自动吸收脉冲，达到EMC标准。
反相脉冲吸收电路，双向二极管Q4,电容CX2组成马达反相脉冲吸收电路，直流高压马达换向器在换向时会产生反相脉冲，通过Q4超快速双二极管和CX2电容反相吸收。避免电机反相电动势的产生。
碳刷等改进用于减少电火花，电机的EMI主要来源就是电机的电刷与换向片不断换向拉弧再经电源线发射出去，使传导和空间辐射超标。电机的辐射问题包含了整个频段，因此在电机本身的碳刷材质上进行细微的调整，将电机的碳刷和换向器的含铜量降低，并且在马达正反极两端串联上磁棒电感来减少电火花的产生。
采用取用交流母线上电压、电流、有功功率IC取样。通过单片机可以时时读取IC电压、电流和功率信号，通过串口传输给单片机来改变母线上AC220电压值，经过整流后改变马达两端DC电压，使马达产生调速的功能。不存在电网不稳定时取样点偏移和不准等问题。1400W是进入堵转的保护点。
在控制模块上增加EMC电路、浪涌吸收电路、马达反相脉冲吸收电路，并在马达碳刷材料上改进，减少电火花脉冲强度。解决产品通过国标EMC(EMS和EMI)的问题。满足国标CCC电机类EMC标准GB4343.1。
本设计在控制模块上主控器是32位单片机.通过程序算法，通过语音声控和手机APP可以达到智能模式和强制模式选择。
强制模式是开机1秒软启动后立即占空比100％最大转速输出。运行定时5分钟，垃圾未打完可重新启动。
智能模式是开机1min内低速(占空比50％)运行，在1分钟内无垃圾倒入时机身自动关闭，节能环保。在1分钟内当有垃圾倒入时，机身由低速自动转高速(占空比100％，最大输出)运行，垃圾打完会延时1min自动停止。工作时长固定5min，自动停止，垃圾未打完可重新启动。
在垃圾处理器运行工作中，通过母线AC220上的实际工作功率采集会自动检测马达故障和热保护器状态故障，对于正确运行数据和错误报文数据都能在后台服务器上监控到。
小度平台通过云对云控制，对于声控、APP、遥控、按键的研磨处理，实现家庭食物垃圾废物管理的自动化和数字化，营造智能家居服务体验。
其中，所述高压直流有刷电机的两端还接有正反转转换电路，所述正反转转换点路通过继电器驱动电路接入32位单片机MCU，32位单片机MCU通过继电器驱动电路控制正反转转换电路中的开关改变高压直流有刷电机两端的电流方向控制其转向。
其中，所述32位单片机MCU还连接有LC12S遥控无线接收模块和WIFI模块，所述WIFI模块采用基于小度云平台的WIFI+蓝牙的双芯模组。
WIFI模块采用双芯模组【WIFI+蓝牙】研发，平台选用小度云平台，设备和小度中控屏或小度音响实现无线连接。
具备OTA(Over-the-Air，空中下载技术)功能，无线通信部分采用2.4GSOC技术，在有遮挡物的情况下，其穿透能力更强，使器件通信不受影响。
其中，所述32位单片机MCU连接有磁感传感器，所述磁感传感器通过与垃圾处理器的水槽口水塞盖中磁铁配合检测水塞盖是否闭合，所述磁感传感器通过闭合状态与否向32位单片机MCU发送电平信号，
所述32位单片机MCU根据水塞盖闭合式磁感传感器发送来的电平信号启动垃圾处理器，反之则关闭垃圾处理器。
所述磁感传感器为干簧管传感器或霍尔传感器。
上述为本垃圾处理的安全性设计，传统的垃圾处理器缺少相应的安全性设计，在水塞盖没有闭合的情况下，垃圾处理器仍然可以全功率起到，这就带来一个安全隐患是儿童有可能会因为好奇将手放入研磨腔内误开启垃圾处理器，造成严重后果。因此本申请设计了对应的解决方式，在水槽口的水塞盖中设置磁铁，将磁感传感器设置于水槽口处，仅当水塞盖完全按规定闭合水槽口时，磁感传感器会检测到水塞盖上的磁铁，磁感传感器磁性闭合，这是开启垃圾处理器的条件，再传感器闭合条件下可以通过遥控，轻触开关，声控，手机APP开启处理器工作；水塞盖未放下,传感器未闭合，无论按任何形式开关，下达任何语音指令以及手机控制等操作，处理器本身始终不会启动。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种厨余垃圾处理器智能控制模块，包括32位单片机MCU和接入母线的高压直流有刷电机，其特征在于：还包括有与母线连接的，
零位电路，用于检测母线中是否有电压并向32位单片机MCU发送高电平或低电平信号，
功率取样电路，用于检测母线的电压、电流和功率信息并传输至32位单片机MCU，
可控硅及整流电路，32位单片机MCU通过调节PWM信号经过光耦隔离驱动来调制可控硅从而调节母线上的AC交流电压值，再通过整流电路来改变高压直流有刷电机两端的DC直流电压，
正反转转换电路，32位单片机MCU通过继电器驱动双刀双掷开关改变马达两端的DC直流电压正负极，从而改变马达正反转向；
EMC电路，AC交流母线经过电容CX3、电感LF3和电容CX1、电感LF1两组电容电感组合进而减少传导，
浪涌吸收电路，由二极管D5、电容CE4、电阻R19和电阻R20组成，用于雷击浪涌时吸收脉冲，
反相脉冲吸收电路，由双向二极管Q4和电容CX2组成，用于吸收高压直流有刷电机在换向时产生的反相脉冲。
2.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理器智能控制模块，其特征在于：所述高压直流有刷电机的两端还接有正反转转换电路，所述正反转转换点路通过继电器驱动电路接入32位单片机MCU，32位单片机MCU通过继电器驱动电路控制正反转转换电路中的开关改变高压直流有刷电机两端的电流方向控制其转向。
3.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理器智能控制模块，其特征在于：所述32位单片机MCU还连接有LC12S遥控无线接收模块和WIFI模块，所述WIFI模块采用基于小度云平台的WIFI+蓝牙的双芯模组。
4.根据权利要求1所述的一种厨余垃圾处理器智能控制模块，其特征在于：所述32位单片机MCU连接有磁感传感器，所述磁感传感器通过与垃圾处理器的水槽口水塞盖中磁铁配合检测水塞盖是否闭合，所述磁感传感器通过闭合状态与否向32位单片机MCU发送电平信号，
所述32位单片机MCU根据水塞盖闭合时磁感传感器发送来的电平信号来选择能够启动垃圾处理器或不能启动垃圾处理器。
5.根据权利要求4所述的一种厨余垃圾处理器智能控制模块，其特征在于：所述磁感传感器为干簧管传感器或霍尔传感器。
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