CN209911788U - 一种控制器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油烟监测技术领域，尤其涉及一种控制器电路。一种控制器电路，电连接有紫外线灯和风机，所述紫外线灯由紫外线灯管和灯架组成，所述风机设有消毒装置和清洗装置，包括：中央处理电路，用于采集紫外线灯管状态、紫外线灯架工作温度、风机信号、消毒信号和清洗信号，并对紫外线灯和风机进行工作控制；传感器电路，存储电路，电流检测电路，光耦输出电路，光耦输入电路；电源电路，与中央处理电路、传感器电路、存储电路、电流检测电路、光耦输出电路和光耦输入电路之间均单项电连接，并对与所述电源电路相连的其他电路进行供电。本实用新型提供了一种可防止交流强电冲击CPU损坏的控制器电路。

Description

一种控制器电路

技术领域

本实用新型属于油烟监测技术领域，尤其涉及一种控制器电路。

背景技术

由于中国的烹饪习惯的影响，不管家庭还是饭店在烹饪时均会产生大量的油烟，尤其是大型饭店的厨房。对于厨房油烟的监测方式，在传统的单一油烟检测前提下，增加了例如红外线检测等方式来结合使得油烟检测的结果更为准确。

例如中国专利CN208537355U公开的技术方案：一种用于油烟机的传感器电路，包括红外接收模块、DA转换模块、差分放大模块、处理器；

所述红外接收模块，一端与电源连接，另一端与差分放大模块连接，用于采集电阻的电压并且发送到差分放大模块，还用于检测当前环境的环境光或环境温度是否发生变化并且发送到处理器；

所述DA转换模块，一端与处理器连接，另一端与差分放大模块连接，用于红外接收模块检测到当前环境的环境光或环境温度发生变化时，输出DA信号至差分放大模块；

所述差分放大模块的输入端分别与红外接收模块、DA转换模块连接，用于分别接收采集电阻的电压和DA信号，将采集电阻的电压放大后输出，根据所述DA信号生成调零信号并且输出所述调零信号；

所述处理器，与DA转换模块连接，用于红外接收模块检测到当前环境的环境光或环境温度发生变化时，向DA转换模块发送控制信号。

虽然上述技术方案通过输出DA转换模块的DA信号实时调节调零电路来减小红外接收模块受外界环境的影响，但是其没有对油烟控制方面进行电路设计，容易存在控制缺陷。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可防止交流强电冲击CPU损坏的控制器电路。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种控制器电路，电连接有紫外线灯和风机，所述紫外线灯由紫外线灯管和灯架组成，所述风机设有消毒装置和清洗装置，包括：

中央处理电路，用于采集紫外线灯管状态、紫外线灯架工作温度、风机信号、消毒信号和清洗信号，并对紫外线灯和风机进行工作控制；

传感器电路，用于采集紫外线灯管的工作温度；

存储电路，用于对工作数据和配置数据进行存储；

电流检测电路，用于对控制器电路的电流、电压和功率进行检测；

光耦输出电路，用于控制紫外线灯的电源；

光耦输入电路，用于对紫外线灯的状态、风机信号和消毒信号进行检测；

电源电路，与中央处理电路、传感器电路、存储电路、电流检测电路、光耦输出电路和光耦输入电路之间均单项电连接，并对与所述电源电路相连的其他电路进行供电。

在采用上述技术方案的基础上，本实用新型还可采用以下进一步的技术方案：

进一步地，所述中央处理电路包括中央处理芯片、及分别与中央处理芯片电连接的时钟电源电路、启动电路、编程下载接口、晶振电路、复位电路和串口调试电路；

所述时钟电源电路通过电源电压与中央处理芯片电连接；

所述启动电路通过引脚与中央处理芯片电连接；

所述编程下载接口通过信号线和电源线与中央处理芯片电连接；

所述晶振电路通过管脚与中央处理芯片电连接；

所述复位电路通过引脚与中央处理芯片电连接。

进一步地，所述时钟电源电路用于为中央处理芯片提供实时时钟及数据备份电源；

所述启动电路用于控制中央控制芯片的启动模式；

所述编程下载接口用于为中央处理芯片进行程序烧写；

所述晶振电路用于为中央处理芯片提供时钟频率；

所述复位电路用于在电路启动和故障时为中央处理芯片提供复位功能；

所述串口调试电路用于输出调试信息。

进一步地，所述电源电路包括两个芯片，分别为第一电源芯片和第二电源芯片，所述第一电源芯片为控制器电路提供5V电压，所述第二电源芯片为控制器电路提供3.3V电压。

进一步地，所述传感器电路包括电连接的温度检测电路和拨码开关电路，所述温度检测电路和拨码开关电路均与中央处理电路电连接。

进一步地，所述温度检测电路可检测0~225℃的温度范围，所述拨码开关电路用于设置设备工作序号。

进一步地，所述存储电路包括电连接的存储电路、LED电路和通信接口电路；

所述存储电路与中央处理电路电连接，用于存储设备重要信息与配置；

所述LED电路包括数据传输工作状态灯电路和控制器工作状态灯电路，用于显示设备的当前工作状态；

所述通信接口电路用于实现总现通信功能。

进一步地，所述电流检测电路包括电连接的电源隔离电路、电压测量网络和电流测量网络，

所述电源隔离电路用于保护中央处理电路的正常工作；

所述电压测量网络用于测量电压；

所述电流测量网络用于测量电流。

本实用新型的优点是：在油烟净化设备的控制器中，可采集油烟净化设备中多种装置的工作状态，同时可采集设备工作的电压、电流、功率和工作时长等信息。同时，电流检测电路的设置可起到隔离作用，对CPU进行保护，以防交流强电冲击造成CPU损坏的情况。

附图说明：

图1为本实用新型一种控制器电路的中央处理电路的电路示意图。

图2为本实用新型一种控制器电路的存储电路的电路示意图。

图3为本实用新型一种控制器电路的电源电路的电路示意图。

图4为本实用新型一种控制器电路的传感器电路的电路示意图。

图5为本实用新型一种控制器电路的电流检测电路的电路示意图。

图6为本实用新型一种控制器电路的光耦输出电路的电路示意图。

图7为本实用新型一种控制器电路的光耦输入电路的电路示意图。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型提供的一种控制器电路作进一步说明。

如图1-7所示，具体地，中央处理电路为CPU，可采用STM32F1型号；存储电路为USART_FLASH_CAN_KEY模块；电源电路为POWER模块；传感器电路为SENSOR模块，可用MQ系列气体传感器。

其中，CPU为油烟净化控制器设备的核心，主要功能是采集紫外线灯管状态、紫外线灯架工作温度、风机信号、消毒信号和清洗信号用以控制设备的工作状态。同时可采集该设备工作的电压、电流、功率和工作时长等信息。

SENSOR模块主要利用温度传感器采集紫外线灯管工作温度。与CPU之间通过ADC接口连接。同时可通过拨码开关选择当前机子的工作编号。

USART_FLASH_CAN_KEY模块主要完成设备工作数据和配置数据的存储、设备工作状态的指示、与其他设备之间的数据通信功能。CPU可通过CAN总线接收显示器的控制命令，通过也可通过CAN总线将风机信号和消毒信号发送给副机。CPU也可通过LED2/LED3/LED4/LED5引脚控制状态指示灯，显示当前设备工作状态。

电流检测模块主要功能是完成控制器电流、电压、功率检测功能。与CPU之间通过多向连接方式，通信接口为双向通信，而控制接口（复位信号）为单向连接方式。

光耦输出模块主要完成紫外线灯电源控制、防火开关输出控制。CPU可控制该模块，单向连接。

光耦输入主要完成紫外线灯状态、风机信号和消毒信号的检测。

如图1所示，具体地，IC2与CPU（IC1）之间通过VBAT连接，其主要是为CPU提供实时时钟电源，以防止设备掉电后数据丢失的情况。

进一步地，启动电路与CPU（U1）之间通过BOOT0/BOOT1连接，主要作用是控制CPU启动模式。

进一步地，编程下载接口与CPU之间通过PA13/PA14/NRST根信号线和2根电源线连接，主要作用是为CPU进行程序烧写。

进一步地，晶振电路电路与CPU之间通过OSC32_IN/OSC32_OUT/OSC_IN/OSC_OUT连接，为CPU提供必要的时钟频率。

进一步地，复位电路通过NRST与CPU连接，主要在设备启动和故障时为CPU提供复位功能。

进一步地，串口调试电路P5主要功能是输出调试信息作用，便于设备调试。

如图2所示，具体地，IC27为FLASH芯片，用于存储设备重要信息与配置，与CPU之间通过PA4/PA5/PA6/PA7连接。

进一步地，LED2/LED3/LED4/LED5分别为工作状态指示灯，主要为用户提供直观显示当前设备的工作状态。

进一步地，CAN通信接口模块主要是实现CAN总线通信功能。因设备工作环境恶劣，需进行绝缘处理，IC18与IC19与CPU之间通过CAN_TXD、CAN_RXD进行连接，可起隔离作用。可通过S4开关选择是否介入CAN总线终端电阻。IC21为隔离端提供隔离电压，保证CAN总线输出端能够与CPU端完全隔离开，不至于CAN总线出现故障时导致CPU损坏情况。

进一步地，P12为控制器与外部传感器之间的接口。

如图3所示，具体地，IC3、IC4两个芯片的功能是为控制器分别提供5V和3.3V电压，与CPU之间的连接是CPU_VDD和VDD。

如图4所示，具体地，温度检测以IC17为核心，配合电阻网络，可实现0~255℃的检测，通过TEMP_ADC与CPU连接。

进一步地，拨码开关模块与CPU之间通过KEY1~KEY6连接；用户可通过该开关拨码，设置设备工作序号。

如图5所示，具体地，该模块以IC23为核心，配合相应的外围电路完成电流、电压、功率检测。IC24/IC25/IC26起到隔离作用，将IC23芯片的RN_RST/RN_RXD/RN_TXD与CPU的8209_RST/8209_RXD/8209_TXD隔离，起到保护CPU作用，以防交流强电冲击造成CPU损坏的情况。CPU通过串口（8209_RXD/8209_TXD）来读取IC23设备中的电流、电压、功率信息。

进一步地，IC22起到电源隔离作用，将电流检测模块电压与CPU电压隔离，防止测电流过程中出现“电流检测模块”电源影响到CPU正常工作。

进一步地，NL与R73~R80等电阻网络构成了电压测量网络，通过RN_VI+和RN_VI-与IC23连接。

进一步地，CTC、R86~R89电阻和C35~C36电容构成电流测量网络，通过RN_IN+和RN_IN-与IC23连接，通过CTC可通过电流互感器测量电流。

进一步地，MT、R81~R85电阻、C37~C38电容构成了电流测量网络，通过RN_IL+和RN_IL-与IC23连接，可通过电流分流器测量电流。

如图6所示，具体地，IC5~IC8电路一致，无区别。该电路DO0~DO3均与CPU连接，通过IC5~IC8起到隔离作用。Q1~Q4和KR1~KR4等元件构成了小电流驱动大电流电路，可实现CPU控制紫外线灯电源、防火开关输出等功能，主要实现开关量输出控制。

如图7所示，具体地，IC9~IC15电路一致，无区别，起到模拟量转开关量的作用。该电路DIN0~DIN6均与CPU连接，DI0~DI6为外部信号量输入。其中IC9~IC15起隔离作用，DI0~DI4为紫外线灯管状态输入，DI5为风机工作电压输入，DI6为消毒信号电压输入。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (8)

1.一种控制器电路，电连接有紫外线灯和风机，所述紫外线灯由紫外线灯管和灯架组成，所述风机设有消毒装置和清洗装置，其特征在于包括：

中央处理电路，用于采集紫外线灯管状态、紫外线灯架工作温度、风机信号、消毒信号和清洗信号，并对紫外线灯和风机进行工作控制；

传感器电路，用于采集紫外线灯管的工作温度；

存储电路，用于对工作数据和配置数据进行存储；

电流检测电路，用于对控制器电路的电流、电压和功率进行检测；

光耦输出电路，用于控制紫外线灯的电源；

光耦输入电路，用于对紫外线灯的状态、风机信号和消毒信号进行检测；

电源电路，与中央处理电路、传感器电路、存储电路、电流检测电路、光耦输出电路和光耦输入电路之间均电连接，并对与所述电源电路相连的上述电路进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种控制器电路，其特征在于所述中央处理电路包括中央处理芯片、及分别与中央处理芯片电连接的时钟电源电路、启动电路、编程下载接口、晶振电路、复位电路和串口调试电路；

所述时钟电源电路通过电源电压与中央处理芯片电连接；

所述启动电路通过引脚与中央处理芯片电连接；

所述编程下载接口通过信号线和电源线与中央处理芯片电连接；

所述晶振电路通过管脚与中央处理芯片电连接；

所述复位电路通过引脚与中央处理芯片电连接。

3.根据权利要求2所述的一种控制器电路，其特征在于所述时钟电源电路用于为中央处理芯片提供实时时钟及数据备份电源；

所述启动电路用于控制中央控制芯片的启动模式；

所述编程下载接口用于为中央处理芯片进行程序烧写；

所述晶振电路用于为中央处理芯片提供时钟频率；

所述复位电路用于在电路启动和故障时为中央处理芯片提供复位功能；

所述串口调试电路用于输出调试信息。

4.根据权利要求1所述的一种控制器电路，其特征在于所述电源电路包括两个芯片，分别为第一电源芯片和第二电源芯片，所述第一电源芯片为控制器电路提供5V电压，所述第二电源芯片为控制器电路提供3.3V电压。

5.根据权利要求1所述的一种控制器电路，其特征在于所述传感器电路包括电连接的温度检测电路和拨码开关电路，所述温度检测电路和拨码开关电路均与中央处理电路电连接。

6.根据权利要求5所述的一种控制器电路，其特征在于所述温度检测电路可检测0~225℃的温度范围，所述拨码开关电路用于设置设备工作序号。

7.根据权利要求1所述的一种控制器电路，其特征在于所述存储电路包括电连接的存储电路、LED电路和通信接口电路；

所述存储电路与中央处理电路电连接，用于存储设备重要信息与配置；

所述LED电路包括数据传输工作状态灯电路和控制器工作状态灯电路，用于显示设备的当前工作状态；

所述通信接口电路用于实现总现通信功能。

8.根据权利要求1所述的一种控制器电路，其特征在于所述电流检测电路包括电连接的电源隔离电路、电压测量网络和电流测量网络，

所述电源隔离电路用于保护中央处理电路的正常工作；

所述电压测量网络用于测量电压；

所述电流测量网络用于测量电流。

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