[工学]第十二讲 燃气灶具油烟机协调控制系统.pptVIP

基于单片机的控制的步进电路驱动电路： 8、高压脉冲点火电路设计 9、电源设计 A、AC/DC 12V B、12V /4.0V 电源设计 * * * 灶具和油烟机 嵌入式智能协调控制系统 杭州电子科技大学 一、项目的背景和意义 1、目前全国年产燃气灶具和油烟机各2000万台，产值100亿。 2、燃气灶具、油烟机仍以机械式为主，技术含量相对较低，也是目前唯一没有进入智能化的家电产品。 3、整体厨房越来越受到消费者亲睐，燃气灶具和油烟机“一体化”协调控制也是大势所趋。 ４、厨电产品更注重安全、节能、美观和操作方便。 1、主要技术指标 　工作电压：AC 160V～260V。 　定时范围：1--99分钟。 　具有自动烧水、煲汤和恒温油炸等自动烹调功能。 　协调控制功能：油烟机能根据灶具火力大小和烧煮情况，自动调节风力大小。 　风机调速范围：20%--100% ，变频调速 二、产品技术要求和总体设计方案 　火力和风速大小均可由“＋”、“－”数字键控制 　触摸感应操作按键，VFD屏状态显示。 　安全保护：点火不成功、烧煮过程熄火、燃气泄漏、以及灶具工作结束后自动切断气源。 测温范围：0--300℃ 测温精度：5% 　工作温度：－２0℃～＋７０℃ 2、总体设计方案 为了实现灶具和油烟机的协调智能控制， 系统拟采用主从式结构，即由一个主机（灶具控制器）和一个从机（油烟机控制器）组成。 主机和从机间可采用如下几种通信方案： 红外无线通信 315MHZ无线通信 RS232 有线通信 电力线载波通信 最终我们采用电力线载波通信。 总体结构方案 三、灶具控制器（主机）设计 1、火力控制方案选择 （1）、方案一 本项目的关键是控制灶具火力大小，方案一选用线性比例电磁阀，由电磁阀线圈电流的大小，决定阀门开度。此方案的优点：结构简单，成本低；缺点：线圈电流大小不易控制，要保持阀门开度，就必须在线圈上通电流，因此灶具工作时功耗较大。 （2）、方案二 方案二选用步进电机控制机械旋塞阀 ，由阀门旋转角度决定开度大小。此方案的优点：控制精度较高，火力调节结束后，步进电机不需要通电维持，因此功耗较小。缸点：此方案一成本略高。 2、温度传感器选择 （1）、方案一 选用PT100铂电阻，优点：线性好，温度 范围宽； 缺点：阻值小，价格高。 （2）、方案二 选用热电偶，优点：温度范围宽，结构坚固； 缺点：线性比铂电阻、需冷端补偿。 （3）、方案三 选NTC热敏电阻，优点：价格低，体积小， 缺点：非线性严重，需用软件补偿处理。 灶具控制器（主机）结构方案 3、MCU选择 I/O口线数量： A、按键10个，故需10根扫描线； B、4位VFD数码管显示，再加上状态信号灯，共需6位，即6根数据线；每个数码管8段，共需14根数据线 C、步进电机为四相八拍控制，故每只需4根控制线，2只电机共需8根控制线 D、2只电磁阀共需2根控制线 E、温度检测3路：灶具熄火保护2路，锅底温度检测1路。 F、外扩EEROM一片，IIC接口，需3根控制线 G、主从通信需2根线。 从上可知，至少需要42根控制线。 FLASH容量估算：主要估算PID及模糊控制程序大小 考虑工作温度及可靠性：选择工业级MCU 考虑芯片价格：家用消费电子产品 最终选用FREESCALE的汽车级单片机 MC68HC908AW32。 4、感应触摸按键电路设计 感应按键可采用QUTAN或ATMEL公司的专用集成电路，也可采用分立器件构成的感应电路，考虑成本因素，我们采用分立器件构成的电路。 5、显示电路设计 考虑到LCD显示不清晰、LED功耗大、最终采用VFD屏。 VFD屏又称荧光数码管已大量应用于高档家电及汽车电子产品中，它是灯丝通电后，场致发光器件。 绿Green　 蓝Blue 橙Orange 发 光 颜 色 Color Of Illumination ℃ 80 ____ -55 T s t g 储存温度 Storage Temp ℃ 70 ____ -20 top 工作温度 Operating Temp μs ____ 100 ____ T p 脉冲宽度 Pulse Width ____ ____ 1/6 ____ D u 占空系数 Duty Factor Vp-p 28 25 ____ E b 阳