此豆浆机采用微电脑控制,有全豆、五谷、果蔬、玉米汁四种工作方式,800~1000ML,感应按键操作,实绘电路见图1。
一、工作原理
控制系统芯片U1为SH69P42M,中颖公司CMOS4位单片机,SOP20封装,集成有SH6610D CPU内核、RAM ,ROM、定时器、1/O端口、2通道10位PWM、看门狗定时器、4通道8位ADC、低电压复位等,广泛应用于家用电器和各种控制器中。SH69P42M引脚说明见表1。
此机由电源、复位、工作方式选择、温度控制、防溢出检测、防干烧控制、半/全功率转换、电机/电热器转换、电热器驱动、蜂鸣器声光报警和过零检测等电路组成。
1.电源电路220V交流电经电源插座、接插件J3送入电源变压器T降压和二极管D1-D4(1N4001)桥式整流,得到+13V电压,给继电器K1-K3(SRIH-12VDC-SH-A、SRIH-12VDC-SH-C)和蜂鸣器FMQ(TDC1220S-12Q)供电,三端稳压块U2(WS78L05)输出+5V电压给U1、工作方式选择电路U2(TS02N)及防溢出、防干烧等电路供电。
2.复位电路R14(104)、C5(104)及U1⑦脚组成低电平有效复位电路,开机瞬间C5两端电压不能突变为低电平0V,经R14充电后变高,复位结束。
3.工作方式选择电路全豆、五谷、果蔬豆浆及玉米汁四种工作方式,由U2(TS02N)选择与确定。TS02N为低功耗(800mW)双通道可自行校准灵敏度的电容式触控感应按键芯片,由并联同步运行、频率可调、开漏输出、嵌入式噪声消除及复位电路等电路组成,其原理是通过人体(手指)感应使输入电容发生变化,并与内部基准电容比较,再将差值进行放大,在输出端产生高低电平变化,从而实现对模拟信号的控制。
引脚配置见图2。TS02N引脚说明见表2。
U2(5)、④脚及触摸弹簧垫J1、J2等组成选择与确定电路。当轻触J1上部的绝缘部位时,对应的功能指示灯D10-D13呈蓝色,蜂鸣器FMQ鸣一声,提示已选中工作方式,此时再轻触J2上部的绝缘部位时,蜂鸣器FMQ也鸣一声,提示开始执行选中的工作方式,此后,触摸按键被封锁,禁止操作,待所有工序完成后解除封锁。如要重新选择工作方式,需断电后再选择。
4.温度控制电路由U1 11脚、电容C6(103)、电阻R22(102)、R23(1501)及负温度系数(NTC)热敏电阻RT等组成。RT位于防干烧电极管内底部,常温下RT非在路电阻约22kΩ,温度越高,阻值越低,反之亦然。+5V电压经RT、R23分压采样后,经R22送到U1 11脚。实测U1 11脚电压初始水温时约0.4V,预打浆时约2.2V,打浆时约2.3V,水开时约2.6V。温控电路的作用是把水温加热到预打浆、正式打浆时的温度,此后温控电路不再起作用,电路按约7分钟固定时长全功率或半功率加热至结束。在正式打浆前,若温度传感器开路,则约20s后中止工作,长鸣报警,反之则不报警,继续全功率加热至预打浆或正式打浆温度。
U1⑩脚为机型设置端,通过外部电阻设置机型。此机通过电阻R16(512)接+5V,无下拉电阻,查资料得知属于29型机,非高原机,其他型号为:下拉电阻8.2kΩ、29型高原机;5.1kΩ、28型机;3.1 kΩ、28型高原机。U1根据⑩脚基准电压和11脚采样电庄,确定执行相应的控制程序。实测U1⑩脚电压约4.7V、
5.防溢出检测电路由U1 17脚、R5(102)、R24(474)、高频消噪电容C7、接插件CON3( Y)及防溢电极等组成。防溢电极(L=25mm、φ=5mm)位于机头顶部,电热器EH(650W)金属壳与电机壳、刀体刀轴及线路板地线相连,作为另外一极,并通过EH位于机头最下部。当水触及防溢电极即溢出时,+5V电压经R24及水本身的电阻值进行分压,17脚由高(3.6V)变低(1.3V)、U1据此执行相应程序。实测若预打浆前检测出溢出,则停止全功率加热,待溢出消失后继续全功率加热;若预打浆后检测出溢出,则待溢出消失后改为半功率加热,反之则全功率加热;在预打浆、正式打浆期间即电机转动期间,即使有溢出,打浆也照常进行;在煮浆延煮阶段(约7分钟),若检测出溢出,则工作结束后间断鸣叫,反之则长鸣报警。.
6.防干烧控制电路由U1 15脚、电阻R7(102)、R25(204)、高频消噪电容C8、接插件CON3(S)及防干烧电极(L=100mm、φ=6mm)等组成。当无水时,+5V电压经R25、R7到15脚,15脚电压为高(约2.5V)、U1据此锁死触摸按键,长鸣报警并禁止执行任何动作,以防干烧引起意外;当有水时,防干烧电极通过水接地,+5V电压被R25及水电阻分压,15脚电压变低(约1.2V)、U1开始执行相应的控制程序。
7.半淦功率转换电路由U1③脚、三极管Q1(C9013)、继电器K1、二极管D9(8A10)等组成。当U1③脚为高电平(4.8V)时,Q1导通,K1的COM、NO触点吸合,D9被短接,市电正负半周均接通,电路工作在全功率状态;反之,U1③脚为低电平(OV)、COM、NO触点断开,D9导通,市电单向接通,电路工作在半功率状态。
8.电机/电热器转换电路由U1②脚、三极管Q2(C9013)、继电器K2、电机M(180W/AC220V)等组成。当U1②脚为高电平(4.8V)时,Q2导通,K2的COM、NO触点吸合,供电切换到电机一侧;反之,U1②脚为低电平(0V)、COM、NC触点接通,供电切换到 EH一侧。
电机两端并联的电容C15(0.1μF/AC275V)、电阻R31(56Ω/1W),其作用是吸收换向器与碳刷在电机旋转时产生的火花干扰。
9.电热器控制驱动电路由U1①脚、三极管Q3(C9013)、继电器K3、EH等组成。当U1①脚为高电平(4.8V)时,Q1导通,K3的COM、NO触点吸合,接通EH供电;反之,U1①脚为低电平(0V)、COM、NO触点断开,切断EH供电。
总之,K1的作用是在全波和半波之间进行转换,K2的作用是在电机和电热器之间进行转换,K3的作用是控制电热器断电与通电的。
K1、K2、K3动作与否受控于U1的①、②、③脚电压变化,而这些脚的电压高低则由工作方式决定,并由U1根据内部程序决定其工作时长。
10.蜂鸣器声光报警电路鸣叫电路由U1④脚、三极管Q4(C9013)、FMQ等组成,显示电路由U1 18、16、20、19脚、D10~D13及U1⑤脚、三极管Q1(J3)、蓝色LED弧形发光条X1等组成。
实测通电瞬间及触摸按键时,U1④脚瞬间电压约0.6V、Q4瞬间导通,FMQ“滴”一声,对应的U1 18、16、20、19脚电压由高(4.8V)变低(0.1v),对应的D10~D13点亮;预打浆时,U1④脚电压在0V~0.6V波动.Q4短暂导通,FMQ“滴”两声;预打浆前初始水温度为预打浆温度时,U1④脚电压在0V~0.6V波动,Q4短暂导通,FMQ“滴”三声;工作程序结束时,U1④脚电压在0V~0.6V波动,Q4间歇导通,FMQ按煮浆时的溢出状态发出“滴、滴”鸣叫或长鸣报警,同时,对应的D10~D13灯闪亮;工作异常(无水通电、干烧、温度传感器开路、检测电极接触不良、加水温度超过预打浆温度、打浆后短时间断电复电、工作结束后没换水又重新复电误操作等)时,U1④脚电压约2.3V, Q4导通,FMQ长鸣并禁止工作。
有水通电时,U1⑤脚电压为高(4.8V)时,Q1导通,X1点亮呈蓝色,反之,X1不亮。
11.过零检测电路由T次级线圈交流端、U1⑥脚、电阻R15(103)、电容C3(103)等组成。次级线圈11 VAC电压经D4半波整流、R15(103)限流、C3滤除干扰后,形成的半波电压送至CPU⑥脚(实测DC电压约2.6V),实现过零检测。目的是根据检测到的交流电的相位,控制继电器在相位过零点的导通和关断,避免电机绕组和电热器在通电瞬间受到大电流的冲击,延长机器的使用寿命。