CN216416817U - 一种压力锅控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压力锅控制电路，包括交流电接入电路，所述交流电接入电路连接有交直流转换电路，交直流转换电路连接有主控芯片U1，主控芯片U1分别连接有继电器控制电路、压力开关检测电路、温度检测电路、数码显示器、LED灯显示电路、功能按键电路、蜂鸣器控制电路，继电器控制电路连接有发热盘，压力开关检测电路连接有压力开关，温度检测电路连接有温度传感器；本产品设计合理，整个控制器设计为一体化系统电路，减少配套的外围功能控制电路，交直流转换电路简化设计，功能模块电路设计也简单化，整体上减少了许多电子元件，整体生产成本低，生产效率高而且又能保证产品质量可靠、性能优良。

Description

一种压力锅控制电路

技术领域

本实用新型涉及压力锅装置，尤其涉及一种压力锅控制电路。

背景技术

1、现有产品主要用单片机和复杂的外围电路来构成显示和控制功能，其生产成本高和生产效率低。2、现有产品外围电路复杂，生产效率低。3、授权公告号：CN206453668U，公开了一种压力锅，其在附图的原理图中包括了压力锅控制电路，其交直流转换的电源电路过于复杂，制造成本高，再加上整体功能电路没有指示灯工作提示和显示器提示，使用不方便，不利于人们识别和判断使用功能状况。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种设计合理，交直流转换电路简化设计，生产成本低，生产效率高而且又能保证产品质量可靠、性能优良的压力锅控制电路。

解决上述技术问题的方案为：

一种压力锅控制电路，包括交流电接入电路，所述交流电接入电路连接有交直流转换电路，交直流转换电路连接有主控芯片U1，主控芯片U1分别连接有继电器控制电路、压力开关检测电路、温度检测电路、数码显示器、LED灯显示电路、功能按键电路、蜂鸣器控制电路，继电器控制电路连接有发热盘，压力开关检测电路连接有压力开关，温度检测电路连接有温度传感器。

本实用新型的一种压力锅控制电路有益效果为：本产品设计合理，整个控制器设计为一体化系统电路，减少配套的外围功能控制电路，交直流转换电路简化设计，功能模块电路设计也简单化，整体上减少了许多电子元件，整体生产成本低，生产效率高而且又能保证产品质量可靠、性能优良；增加功能指示灯，可以清楚观察功能操作是否异常，方便人们使用和判断功能的使用情况。

附图说明

图1为本实用新型产品压力锅控制电路的方框图；

图2为本实用新型产品压力开关检测电路的原理图；

图3为本实用新型产品继电器控制电路和交直流转换电路的原理图；

图4为本实用新型产品主控芯片U1的原理图；

图5为本实用新型产品温度检测电路和蜂鸣器控制电路的原理图；

图6为本实用新型产品数码显示器、LED灯显示电路、功能按键电路的原理图。

具体实施方式

一种压力锅控制电路，包括交流电接入电路，所述交流电接入电路连接有交直流转换电路，交直流转换电路连接有主控芯片U1，主控芯片U1分别连接有继电器控制电路、压力开关检测电路、温度检测电路、数码显示器、LED灯显示电路、功能按键电路、蜂鸣器控制电路，继电器控制电路连接有发热盘，压力开关检测电路连接有压力开关，温度检测电路连接有温度传感器。

进一步：所述交流电接入电路包括火线ACL、零线ACN、保险丝FU1，保险丝FU1连接火线ACL接入端，交流电接入电压为AC85V～AC265V。

进一步：所述交直流转换电路包括安规电容CX1、电阻R9、限流电阻RX1、整流二极管D2、电解电容EC1、控制芯片IC1、电容C4、二极管D3、电感线圈LX1、二极管D4、电解电容EC2、电阻R2，

保险丝FU1接入端连接安规电容CX1、电阻R9、限流电阻RX1的一端，安规电容CX1和电阻R9并联连接，限流电阻RX1的另一端与整流二极管D2串联连接，整流二极管D2的另一端连接电解电容EC1正极和控制芯片IC1的1脚，安规电容CX1、电阻R9、电解电容EC1负极连接零线ACN，控制芯片IC1的2脚连接二极管D3、电容C4、电感线圈LX1的一端，二极管D3的另一端连接零线ACN，电容C4的另一端连接控制芯片IC1的3脚，电感线圈LX1的另一端连接二极管D4、电解电容EC2的正极、电阻R2，二极管D4的另一端连接控制芯片IC1的3脚，电解电容EC2的负极、电阻R2的另一端连接低压地线GND；

最后的两个电子元件电解电容EC2和电阻R2并联组成最终应用的电压电流输出低压端，以电解电容EC2的正极端方向为直流正电压的输出，电解电容EC2的负极端为直流低压地线GND，由此完成交流电转换为直流电的输出，输出电压为5V～8V，优选为5V。

交直流转换电路为交流电转5V非隔离开关电源电路；

进一步：所述主控芯片U1包括有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚、19、脚、20脚，共20个接电脚；

所述主控芯片U1的1脚与直流低压地线GND输出端连接、20脚与直流正电压的输出端连接、1脚与20脚之间连接有电容C2；

所述数码显示器包括有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚，共12个接电脚；数码显示器是由若干个数码管点阵排列组成，通过主控芯片U1控制显示相应的功能。

所述LED灯显示电路包括灯组LED1、灯组LED2、灯组LED3，共三组；

所述灯组LED1由发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L11组成，发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L11的阳极共同连接主控芯片U1的17脚，发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L11的阴极分别对应连接主控芯片U1的3脚、12脚、13脚、16脚；

所述灯组LED2由发光二极管L4、发光二极管L8、发光二极管L9组成，发光二极管L4、发光二极管L8、发光二极管L9的阳极共同连接主控芯片U1的9脚，发光二极管L4、发光二极管L8、发光二极管L9的阴极分别对应连接主控芯片U1的3脚、7脚、5脚；

所述灯组LED3由发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L10组成，发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L10的阳极共同连接主控芯片U1的10脚，发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L10的阴极分别对应连接主控芯片U1的8脚、7脚、12脚、13脚；

发光二极管L1～L11对应压力锅的11种功能控制指示，例如：启动、异常、煮饭、煮粥、蒸包、豆粥、煲汤、红薯等对应的功能指示。

所述功能按键电路包括有功能开关电路一、功能开关电路二、功能开关电路三，共三组，功能开关电路一、功能开关电路二、功能开关电路三的开关是属于机械轻触按键开关；

功能开关电路一包括开关K1、开关K2、开关K3、电阻R1，电阻R1的一端连接主控芯片U1的11脚，电阻R1的另一端并联连接开关K1、开关K2、开关K3的一端，开关K1、开关K2、开关K3的另一端分别对应连接主控芯片U1的8脚、12脚、7脚；

功能开关电路二包括开关K4、开关K8、开关K9、电阻R4，电阻R4的一端连接主控芯片U1的6脚，电阻R1的另一端并联连接开关K4、开关K8、开关K9的一端，开关K4、开关K8、开关K9的另一端分别对应连接主控芯片U1的3脚、5脚、7脚；

功能开关电路三包括开关K5、开关K6、开关K7、电阻R3，电阻R3的一端连接主控芯片U1的16脚，电阻R3的另一端并联连接开关K5、开关K6、开关K7的一端，开关K5、开关K6、开关K7的另一端分别对应连接主控芯片U1的3脚、12脚、8脚；

开关K1～K9对应压力锅的9种功能控制，例如：煮饭、煮粥、蒸包、豆粥、煲汤、红薯等对应的功能开关按键。

所述数码显示器的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚分别对应连接主控芯片U1的8脚、7脚、6脚、5脚、3脚、2脚、16脚、15脚、14脚、8脚、12脚、11脚；数码显示器用于工作时间、保温状态、启闭状态等。

所述主控芯片U1的19脚连接继电器控制电路；

所述主控芯片U1的4脚连接压力开关检测电路；

所述主控芯片U1的18脚共同连接温度检测电路和蜂鸣器控制电路。

所述主控芯片U1的3脚、5脚、7脚、8脚、12脚、13脚、16脚为功能开关电路、LED灯显示电路、数码显示器的复用公共线接脚，这样设计可以减少对单片机IO口资源的需求，降低生产成本；具体连接关系请看原理图；

进一步：所述继电器控制电路包括电阻R7、三极管Q1、二极管D1、继电器REL、接线端子OUT、发热盘、保险丝FU2；

电阻R7的一端连接主控芯片U1的19脚，另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接继电器REL的负极，继电器REL的正极连接直流正电压，继电器REL的线圈两端之间反接一个二极管D1，继电器REL的常开触点的一端连接火线ACL、另一端的常闭触点连接接线端子OUT，接线端子OUT的另一端连接压力锅的发热盘，发热盘的另一端连接保险丝FU2，保险丝FU2的另一端连接零线ACN。发热盘用于加热压力锅。

进一步：所述压力开关检测电路包括压力开关KG和电阻R8，压力开关KG的一端接地、另一端连接主控芯片U1的4脚和电阻R8，电阻R8的另一端连接主控芯片U1的9脚。

进一步：所述温度检测电路包括电阻R5、电阻R6、电容C1、温度传感器NTC；

所述蜂鸣器控制电路包括电容C5、蜂鸣器BZ；

主控芯片U1的18脚连接电容C5，电容C5的另一端连接蜂鸣器BZ的负极，鸣器BZ的正极连接直流正电压；

主控芯片U1的18脚连接电阻R5，电阻R5的另一端连接电阻R6、电容C1、温度传感器NTC，温度传感器NTC的另一端连接直流正电压，温度传感器NTC的输入端连接电容C1和电阻R6，电容C1和电阻R6的另一端接地，电容C1和电阻R6是并联关系；温度传感器NTC为热敏电阻。

进一步：所述直流正电压为5V。

本产品的电路对比现有近似产品，因程序优化及合理的硬件电路设计，使得控制电路特别简洁，从而有效的降低生产成本，提高生产效率，同时又不影响用户的使用体验和产品的可靠性。

1、市电接入后，火线ACL一端与继电器的触点相连，另一端通过保险丝FU1与安规电容CX1相连，安规电容CX1和电阻R9并联，经过限流电阻RX1和整流二极管D2得到高压直流，经电解电容EC1滤波后输入控制芯片IC1的1脚，控制芯片IC1的2脚通过二极管D3接地，控制芯片IC1的2脚通过电容C4和控制芯片IC1的3脚相连，控制芯片IC1的2脚接电感线圈LX1的一端，电感线圈LX1另一端通过二极管D4接控制芯片IC1的3脚，电解电容EC2和电阻R2并联组成低压端的滤波电路，通过最后的滤波电路输出5V的直流正电压给控制电路供电，此控制电路供电包括继电器控制电路、压力开关检测电路、温度检测电路、数码显示器、LED灯显示电路、功能按键电路、蜂鸣器控制电路的供电。本部分电路充分利用先进的非隔离交直流转换集成电源芯片，有效的简化电源电路，降低了生产成本。

经电源转换电路后得到稳定的直流DC5V电源供给主控芯片U1及周边相应电路，主控芯片U1程序按通过扫描IO口的状态来检测用户选择的功能，然后做出对应的控制模式，数码显示器的数码管采用动态扫描显示方式，利用人体的视觉残留反应来显示出对应的功能状况，以便用户观察。

安规电容CX1、电阻R9并联连接组成EMC电路；电阻RX1、二极管D2、电解电容EC1组成整流滤波电路；PFM控制芯片IC1、二极管D3、二极管D4、电容C4、电解电容EC2、电感线圈LX1和电阻R2组成PFM换能稳压电路，控制芯片IC1为PFM型控制芯片IC1；此部分电路实现把市电交流电源转换为稳定的直流5V电源输出电路；本电源电路支持宽电压范围，适用于AC85V～AC265V范围；本电源转换电路设计成共负方式，可以极大的简化压力开关检测电路的设计，降低生产成本。

温度检测电路和蜂鸣器控制电路的控制共用一个主控芯片U1的IO口，由主控芯片U1(单片机)分时复合控制，温度检测由电阻R5、电阻R6、电容C1及外接的温度传感器NTC探头组成，检测压力锅的加热液体温度；蜂鸣器控制电路由电容C5和蜂鸣器BZ组成，单主控芯片U1(单片机)通过IO口以一定频率驱动蜂鸣器发声。这样设计可以减少对单主控芯片U1(单片机)资源的需求，降低生产成本。

继电器REL是通过一个三极管Q1驱动继电器REL的线圈，其中继电器线圈两端反接一个二极管D1，三极管Q1的发射极接地、集电极接继电器线圈一端，继电器线圈另一端接5V电压，三极管Q1的基极串联电阻R7接主控芯片U1(单片机)的19脚。

数码显示器由若干个数码管组成，数码显示器的数码管显示采用动态显示方式，每隔2MS(MS代表毫秒)输出1位数码管的显示数据，四位数码管循环点亮，数码管不亮的时间小于20MS，因为眼睛的视觉残留效应，看起来数码管一直在稳定的显示同一内容。比如：让数码管显示00:00，首先由主控芯片U1控制数码显示器的11脚、7脚、4脚、2脚、1脚、10脚、5脚、3脚(即：SEGA～SEGDP)置高位和数码显示器的6脚CMG、8脚CMS、9脚CMB、12脚CMQ置低位，然后输出数码管个位显示数据(数码显示器的11脚SEGA、7脚SEGB、4脚SEGC、2脚SEGD、1脚SEGE、10脚SEGF置低，数码显示器的5脚SEGG、3脚SEGDP置高位)，置高数码管个位控制数码显示器的6脚CMG，然后间隔2MS按上述方法依次输出数码管的十位、百位、千位显示数据，这样就能在数码管上看到显示00:00。

所述功能按键电路包括有功能开关电路一、功能开关电路二、功能开关电路三，共三组；每组按键的一端接在一起，由一个主控芯片U1的接口控制，另一端分别接在数码显示器的相应控制接口上，所用主控芯片U1的接口全部和数码显示器控制分时复用，可以充分利用主控芯片U1软件功能，节省单片机接口资源，降低成本；例如用户按下了开关K7(煮饭)功能键，当执行按键扫描程序后，置低接口SEGF，读取接口SEGB时就会判断到用户按下了开关K7(煮饭)功能键。

LED灯显示电路的显示控制分三组，每组LED灯的发光二极管阳极接在一起，由一个主控芯片U1的接口控制，而LED灯的发光二极管阴极分别接在数码管对应的接口上，和数码显示器的数码管及按键开关分时复用。例如当用户按下开关K7(煮饭)功能键时，开关K7闭合，要点亮发光二极管L7指示灯，主控芯片U1的置低接口SEGF与置高接口LED1导通，发光二极管L7指示灯就点亮了。

温度检测电路是利用安装在压力锅底部的100K@25℃±1％、3950热敏电阻来实现的，不同的温度，热敏电阻会呈现不同的阻值，热敏电阻和电阻R6组成对5V电压的分压电路，经过电容C1的滤波后输入主控芯片U1(单片机)有AD转换功能的引脚TEMP，主控芯片U1(单片机)得到相应温度对应的温度传感器的AD值，经过主控芯片U1(单片机)程序处理后就能判断出压力锅内食物的实时温度，由此来实现压力锅烹饪食物的控制过程。温度传感器的AD值是指：A-模拟量、D-数字量，AD值就是把模拟量(如电流、电压)转换成数字量后的值。

蜂鸣器控制电路采用压电式蜂鸣器，蜂鸣器一端接5V，另一端通过电容C5后接主控芯片U1(单片机)接口TEMP，驱动蜂鸣器时，接口TEMP输出一个4Khz的方波让蜂鸣器发声；

蜂鸣器控制电路和温度检测电路复用同一个主控芯片U1(单片机)接口资源，检测温度时接口为输入状态，因为电容C5的隔离，蜂鸣器不会发声；这样的设计可以节省主控芯片U1(单片机)接口资源，降低生产成本。

压力开关检测电路的压力锅压力检测是靠安装于压力锅底部的压力开关KG来实现，压力锅内的压力没有达到设定值时压力开关KG的触点是断开的，而当压力锅内的压力达到设定值时压力开关KG的触点闭合，压力开关KG的触点一端接电源地线，另一端通过电阻R8上拉后接主控芯片U1(单片机)接口KG，主控芯片U1(单片机)通过接口KG的状态来判断压力锅内的压力有没有达到设定值，从而来控制压力锅实现烹饪食物的功能。

继电器控制电路：继电器REL的常开触点的一端接交流电的火线、另一端闭合导通触点通过接线端子OUT接压力锅发热盘的一端，发热盘的另一端通过保险丝FU2后接交流电的零线。主控芯片U1(单片机)接口RLY通过输出高低电平来触发三极管Q1的开通与关断，从而控制继电器触点的吸合及断开，来控制压力锅的加热和不加热。

Claims (8)

1.一种压力锅控制电路，包括交流电接入电路，其特征在于：所述交流电接入电路连接有交直流转换电路，交直流转换电路连接有主控芯片U1，主控芯片U1分别连接有继电器控制电路、压力开关检测电路、温度检测电路、数码显示器、LED灯显示电路、功能按键电路、蜂鸣器控制电路，继电器控制电路连接有发热盘，压力开关检测电路连接有压力开关，温度检测电路连接有温度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种压力锅控制电路，其特征在于：所述交流电接入电路包括火线ACL、零线ACN、保险丝FU1，保险丝FU1连接火线ACL接入端，交流电接入电压为AC85V～AC265V。

3.根据权利要求2所述的一种压力锅控制电路，其特征在于：所述交直流转换电路包括安规电容CX1、电阻R9、限流电阻RX1、整流二极管D2、电解电容EC1、控制芯片IC1、电容C4、二极管D3、电感线圈LX1、二极管D4、电解电容EC2、电阻R2，

保险丝FU1接入端连接安规电容CX1、电阻R9、限流电阻RX1的一端，安规电容CX1和电阻R9并联连接，限流电阻RX1的另一端与整流二极管D2串联连接，整流二极管D2的另一端连接电解电容EC1正极和控制芯片IC1的1脚，安规电容CX1、电阻R9、电解电容EC1负极连接零线ACN，控制芯片IC1的2脚连接二极管D3、电容C4、电感线圈LX1的一端，二极管D3的另一端连接零线ACN，电容C4的另一端连接控制芯片IC1的3脚，电感线圈LX1的另一端连接二极管D4、电解电容EC2的正极、电阻R2，二极管D4的另一端连接控制芯片IC1的3脚，电解电容EC2的负极、电阻R2的另一端连接低压地线GND；

电解电容EC2和电阻R2并联组成最终应用的电压电流输出低压端，以电解电容EC2的正极端方向为直流正电压的输出，电解电容EC2的负极端方向为直流低压地线GND。

4.根据权利要求3所述的一种压力锅控制电路，其特征在于：所述主控芯片U1包括有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚、19、脚、20脚，共20个接电脚；

所述主控芯片U1的1脚与直流低压地线GND输出端连接、20脚与直流正电压的输出端连接、1脚与20脚之间连接有电容C2；

所述数码显示器包括有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚，共12个接电脚；

所述LED灯显示电路包括灯组LED1、灯组LED2、灯组LED3，共三组；

所述灯组LED1由发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L11组成，发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L11的阳极共同连接主控芯片U1的17脚，发光二极管L5、发光二极管L6、发光二极管L7、发光二极管L11的阴极分别对应连接主控芯片U1的3脚、12脚、13脚、16脚；

所述灯组LED2由发光二极管L4、发光二极管L8、发光二极管L9组成，发光二极管L4、发光二极管L8、发光二极管L9的阳极共同连接主控芯片U1的9脚，发光二极管L4、发光二极管L8、发光二极管L9的阴极分别对应连接主控芯片U1的3脚、7脚、5脚；

所述灯组LED3由发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L10组成，发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L10的阳极共同连接主控芯片U1的10脚，发光二极管L1、发光二极管L2、发光二极管L3、发光二极管L10的阴极分别对应连接主控芯片U1的8脚、7脚、12脚、13脚；

所述功能按键电路包括有功能开关电路一、功能开关电路二、功能开关电路三，共三组；

功能开关电路一包括开关K1、开关K2、开关K3、电阻R1，电阻R1的一端连接主控芯片U1的11脚，电阻R1的另一端并联连接开关K1、开关K2、开关K3的一端，开关K1、开关K2、开关K3的另一端分别对应连接主控芯片U1的8脚、12脚、7脚；

功能开关电路二包括开关K4、开关K8、开关K9、电阻R4，电阻R4的一端连接主控芯片U1的6脚，电阻R1的另一端并联连接开关K4、开关K8、开关K9的一端，开关K4、开关K8、开关K9的另一端分别对应连接主控芯片U1的3脚、5脚、7脚；

功能开关电路三包括开关K5、开关K6、开关K7、电阻R3，电阻R3的一端连接主控芯片U1的16脚，电阻R3的另一端并联连接开关K5、开关K6、开关K7的一端，开关K5、开关K6、开关K7的另一端分别对应连接主控芯片U1的3脚、12脚、8脚；

所述数码显示器的1脚、2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚分别对应连接主控芯片U1的8脚、7脚、6脚、5脚、3脚、2脚、16脚、15脚、14脚、8脚、12脚、11脚；

所述主控芯片U1的19脚连接继电器控制电路；

所述主控芯片U1的4脚连接压力开关检测电路；

所述主控芯片U1的18脚共同连接温度检测电路和蜂鸣器控制电路。

5.根据权利要求4所述的一种压力锅控制电路，其特征在于：所述继电器控制电路包括电阻R7、三极管Q1、二极管D1、继电器REL、接线端子OUT、发热盘、保险丝FU2；

电阻R7的一端连接主控芯片U1的19脚，另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接继电器REL的负极，继电器REL的正极连接直流正电压，继电器REL的线圈两端之间反接一个二极管D1，继电器REL的常开触点的一端连接火线ACL、另一端的闭合导通触点连接接线端子OUT，接线端子OUT的另一端连接压力锅的发热盘，发热盘的另一端连接保险丝FU2，保险丝FU2的另一端连接零线ACN。

6.根据权利要求4所述的一种压力锅控制电路，其特征在于：所述压力开关检测电路包括压力开关KG和电阻R8，压力开关KG的一端接地、另一端连接主控芯片U1的4脚和电阻R8，电阻R8的另一端连接主控芯片U1的9脚。

7.根据权利要求4所述的一种压力锅控制电路，其特征在于：所述温度检测电路包括电阻R5、电阻R6、电容C1、温度传感器NTC；

所述蜂鸣器控制电路包括电容C5、蜂鸣器BZ；

主控芯片U1的18脚连接电容C5，电容C5的另一端连接蜂鸣器BZ的负极，鸣器BZ的正极连接直流正电压；

主控芯片U1的18脚连接电阻R5，电阻R5的另一端连接电阻R6、电容C1、温度传感器NTC，温度传感器NTC的另一端连接直流正电压，温度传感器NTC的输入端连接电容C1和电阻R6，电容C1和电阻R6的另一端接地，电容C1和电阻R6是并联关系；温度传感器NTC为热敏电阻。

8.根据权利要求3所述的一种压力锅控制电路，其特征在于：所述直流正电压为5V。

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