CN2286838Y - 燃气灶微电脑控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及带温度传感器燃气灶的微电脑控制器。该控制器由单片机作为核心控制器,通过热敏电阻作温度传感器,配合A/D转换部件检测锅底温度,由单片机发出信息控制电磁阀和继电器动作,以便及时关断气路,实现定时烹煮,自动煮开水,超温报警熄火等功能。该控制器控制精度高,功能强,安全可靠,适用于带温度传感器的燃气灶具。

Description

燃气灶微电脑控制器

本实用新型公开了一种带温度传感器燃气灶用燃气灶微电脑控制器。现有的带温度传感器燃气灶使用的控制器是采用机械或一般的电子元件实现熄火保护，定时烹煮以及限温等功能，但准确度不够，安全性不高，功能不强。

本实用新型目的是提供一种用微电脑(单片机)对燃气灶进行实时控制，尤其是控制水煮开自动熄火、超温报警熄火、防止过烧引起火灾的燃气灶微电脑控制器。它能提供准确有效的燃气灶控制功能，使定时烹煮，自动烧开水，超温熄火保护等功能均比现有的优越，由于采用电脑控制，所以功能更强，安全性更高。

经科技查新的资料有：1、温控燃气炉及锅，CN2105626U；2、全自动燃气灶，CN2108232U；3、自动燃气炉，CN2147440Y；4、全自动控制燃气灶，CN2132110Y；5、自控燃气灶，CN2182935Y；6、自控点火安全旋流集中燃烧煤气灶《中国技术成果大全》1992-9-309；7、JZY2-C型家用燃气灶《中国技术成果大全》1993-1-329。

省级国内查新结论：经查阅上述文献资料，得到多篇同类产品的文献报导，将所查文献与本实用新型的技术要点进行对比，发现在功能上有一定的相同之处，如：熄火保护功能和定时烹煮，但在实现这些功能时，文献报导均是采用机械方法或电器元件控制的，面本项目则采用电脑来控制。同时，也发现了本项目所特有的功能，如：自动烧开水功能、温度显示、安全熄火功能和电池弱示功能。综上所述，目前国内尚未发现技术要点与本实用新型完全相同的产品或项目报导。本实用新型是以下述方式完成的：微电脑控制器由硬件及软件部分构成，硬件是以一次性写入(OTP)或掩膜单片机1作为核心控制器，NTC负特性热敏电阻7及电阻网络3作为温度传感器及A/D转换部件检测锅底温度，采用与电磁阀及热电偶回路串联之继电器4作为电路→气路控制关断的执行机构，利用振荡电路6及压电陶瓷蜂鸣器5作为控制器报警系统，由单片机控制驱动的LCD液晶显示器2与按键8及其检测电路为控制器人机交换界面。为保证控制系统正常工作装设电池弱检测电路10加上串联在传感器回路中的抗干扰部件线绕磁芯9构成微电脑控制器硬件电路。通过单片机内部写入软件执行定时烹煮功能，温度显示及超温报警熄火功能。自动煮开水功能更是采用单片机判断水开的浮动沸点教学模型实现。

本实用新型的优点；

1、采用单片机控制，提高控制准确度，增强控制功能。

2、用单片机I/O口控制液晶显示器，不用另加驱动器，降低控制器成本。

3、利用数字模型判断水开浮动沸点，提高控制精度。

4、有电池低压报警功能，能及时更换电池，保证控制器可靠工作。

5、用软、硬件抑制电子打火干扰，提高工作可靠性。

6、由单片机控制关火继电器，使用更安全。

下面参照附图结合实施例对本实用新型作详细说明。

图1是本实用新型的原理框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

图3是本实用新型的结构布置图。

本实施例按图2线路接线，按图3的结构布置安装在一块印刷电路板上。

电路中的单片机采用日立公司的HD4074224S的OTP或掩膜芯片，利用具有负特性温度系数NTC的热敏电阻(Rs)为传感器7，检知锅底温赓，由于紧贴锅底的传感器与锅内水温接近，故可推算出锅内温度。由热敏电阻负特性可知，当温度变化时热敏电阻Rs的阻值会起相对变化，使电阻R7两端电势起相应变化。当温度升高Rs变小，R7两端电势变小，电势具体数值由单片机A/D转换电路结合软件的逐次比较法得出，即可知相应的温度值。A/D转换原理是利用R-2R电阻网络3，通过单片机I/O输出256种高低电平组合，在A点得出不同的电压值256种，与传感器的输入电压比较，取其最接近的一组电压的传感器电压值，继而确定其实际温度。当水烧开后三分钟内，单片机控制电磁阀切断气源，同时报警告知水开，实现水煮开自动关气功能。在实现该功能时，我们提出水的沸点在四个主要干扰量(不同火量，不同水量，不同煮水器皿，传感器测量误差)的作用下是一种浮动沸点的概念。根据横糊逻辑和专家系统理论的概念总结出一套能综合考虑上述四个主干扰量，从而判断水开的数学模型。

气路的控制由串联在热电偶与电磁阀回路中的继电器4常闭触头来执行。当需关闭气源熄火时，与B点相连的单片机IC1第23脚输出一低电平信号，使继电器线圈导通，常闭触点断开，使电磁阀两端失去电势而关闭。

按键检测电路8中R1、R2、R3的阻值不同，SW1、SW2、SW3分别按下时C点电势为Vcc/3、Vcc/4、Vcc/2，利用A/D转换电路可判断出是那个键按下，如①自动烧开水；按一次开水壶键(SW1)，液晶显示器2显示手指符号，蜂鸣器发出“哗”一声，可自动烧开水。水开后三分钟内自动熄火。熄火后显示器出现代码“C2”。

②烹调时间控制：按时间加减键(SW2、SW3)，设定时间最长为2小时59分，最短设定1分钟，可连续按下快速设定，也可每按一下增减一分钟设定时间。时间结束时自动熄火，显示器出现代码“C1”。

③防油温过热功能；按两次开水壶键(SW1)，温度从0℃→130℃开始显示，以后每次以10℃为进位显示。温度＞250℃时，则自动熄火。出现代码“E1”。

温度传感信号输入是靠图中Rs负温度系数热敏电阻，通过R7、R6、R8的分压后给单片机TC1的第17脚输出一个0.1Vcc～0.8Vcc的电信号，从而实现了温度—电压转换。

另一方面，IC1通过第2～5，第25～28脚给由R10～R25构成的R-2R梯形电阻网络3输入由FF～Yoo的HEX码值，从而在IC1的第15脚实现了一个由1.0Vcc～0.0Vcc的256级D/A转换。这个电压值同时利用IC1的内部模拟电压比较器与IC1第17脚的温度—电压信号进行比较，从而得到一个温度信号的A/D转换值。

利用IC1内部ROM储存的温度——A/D转换编码对应表，IC1便能检知当前的温度输入值。

液晶显示器2是通过单片机IC1利用软件及外部电阻R26～R29的分压关系，对第10～13脚控制实现两个COM的液晶显示1/2偏压驱动脉冲电压，构成由软件实现的液晶显示驱动电路。

低电压告警输入是当电池电压较低(≤4.2V)时，通过单片机及液晶显示电池电压告警符号，以便及时更换电源，保证控制功能的可靠。

由于燃气灶本身的特殊要求，使点火器和控制器必须共用一个6伏电源，点火器电压(一万五千伏脉冲电压)直接对机壳(电源正极)打火，控制器必须加抗干扰措施，我们在软件和硬件上作了处理。软件方面，主要从优化程序结构和增加多重记忆及定时重刷新等技术克服脉冲对RAM的干扰；在硬件方面，增加滤波电容，以及在主干扰源上串加绕线磁芯，消除脉冲干扰，使微电脑控制器能正常工作。

Claims (5)

1、一种用于带温度传感器燃气灶的微电脑控制器，由核心控制器、热敏电阻及电阻网络、A/D转换部件、电磁阀、继电器、振荡电路、压电陶瓷蜂鸣器、液晶显示器、按键及其检测电路、电池弱检测电路、抗干扰绕线磁芯等组成，其特征在于核心控制器是采用一次性写入(OTP)或掩膜单片机。

2、根据权利要求1所述的微电脑控制器，其特征是热敏电阻采用NTC负特性热敏电阻。

3、根据权利要求1所述的微电脑控制器，其特征是液晶显示器的驱动电路是采用同一单片机的I/O口作为控制线，一共有8个I/O口。

4、根据权利要求1所述的微电脑控制器，其特征是抗干扰除使用绕漆包铜线的磁芯外，还采用定时刷新RAM及PC内容内记忆状态标志位，对标志位采取多字节B1t作标志。

5、根据权利要求1所述的微电脑控制器，其特征是在实现自动煮开水功能时，采用由单片机判断水开的浮动沸点数字模型。

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