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自動豆?jié){機控制板的替代 一級修理的產(chǎn)生背景 “新三年。舊三年。縫縫補補再三年”的說法在我國廣為流傳。體現(xiàn)了一種艱苦奮斗的傳統(tǒng)美德。現(xiàn)在人們的生活水平提高了。大部分的家庭都用上了家用電器，但艱苦奮斗的思想不能丟。對各種電子產(chǎn)品進行修理，利國利民，符合我國國情，所以修理行業(yè)在我國得到較快地發(fā)展。在修理電子產(chǎn)品中。我們把電子產(chǎn)品中對單元電路的整體置換的修理形式稱為三級修理，如對電腦的聲卡、顯卡、網(wǎng)卡等故障的修理，就是采用對單元電路板的整體置換的三級修理方法進行的；對電子產(chǎn)品中涉及到具體故障元件的置換修理形式稱為二級修理．如對顯示器、電視機、音響、隨身聽等的修理．就是用好的元器件換下已損壞的元器件。達到修復(fù)的目的；另外還有一些產(chǎn)品。它們采用單片機技術(shù)，當(dāng)控制電路中的單片機損壞或程序出現(xiàn)故障后，在進行這類產(chǎn)品的修理時。只能尋找廠家專用的電路板來進行轉(zhuǎn)換修理。但在無法找到專用的控制電路板，又要解決用戶之憂時，就可以采用一級修理的方法。即：將該產(chǎn)品的原控制電路板不用，重新設(shè)計一個控制電路來替代原有的控制電路，并保持電子產(chǎn)品原有的使用功能。這種修理方法的性質(zhì)與前兩種修理方法相比已發(fā)生了質(zhì)的變化。筆者在幾年前就使用這種修理方法多次為一些工廠的自動控制設(shè)備進行過維修。如筆者曾為某廠的噴水織機中的某個驅(qū)動控制電路板進行過修理，使以往需要200美元、一星期時間才能將該控制電路板從某國特快郵件發(fā)到該廠的替換修理(三級修理)．最終只花50元左右人民幣就解決了這種故障。而且修理后該部分的故障率明顯降低。這種修理形式就是修理行業(yè)中的一級修理。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展。采用單片機控制的產(chǎn)品已經(jīng)十分普遍．涉及的領(lǐng)域也十分廣泛。在家電領(lǐng)域中，如自動電飯煲、自動洗衣機、自動豆?jié){機、空調(diào)器等。這些產(chǎn)品大多采用模糊控制的控制理念。使產(chǎn)品具有智能控制功能，而贏得市場的認(rèn)同。也將一級修理這一新的服務(wù)形式推出了水面。一級修理使原有的產(chǎn)品或控制設(shè)備恢復(fù)原有功能，這種修理形式不僅適合民用家電、電氣類產(chǎn)品，而且還適合企業(yè)中的許多自動化控制設(shè)備。特別是一些進口的自動化控制設(shè)備，將它們進行國產(chǎn)化改造，從而降低生產(chǎn)成本和維修成本，擺脫國外生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)的技術(shù)封鎖．還能從中學(xué)習(xí)到別人的長處為己所用，這也是我國修理行業(yè)追求的目標(biāo)。隨著企業(yè)自動化生產(chǎn)程度的不斷提高。一級修理形式的需求會越來越迫切。越來越普遍，越來越受到用戶的歡迎，具有較大的服務(wù)市場和發(fā)展前景。 自動豆?jié){機一級修理實踐 下面以自動豆?jié){機修理實踐為例，闡述一級修理的修理步驟與方法。 一級修理的步驟分為以下幾步：1、了解被修設(shè)備的電路功能。2、根據(jù)原電路功能設(shè)計新控制電路。3、根據(jù)原控制電路板的大小設(shè)計PCB板(印刷電路板)。4、對新控制電路進行印刷電路板的裝配、整機安裝、整機調(diào)試和老化試運行。5、聽取用戶意見。完善修理效果。 下面按照以上五步驟進行逐一介紹。 (1)了解被修設(shè)備的電路功能 據(jù)用戶及自動豆?jié){機使用說明書介紹：當(dāng)放入適量浸泡好的黃豆、加入適量的冷水，將豆?jié){機電源插頭插入220V交流電源，豆?jié){機指示燈亮起、發(fā)熱管開始對水進行加熱。當(dāng)水溫加熱到80度左右，豆?jié){機停止加熱。然后開始每粉碎15秒停5秒共三次的粉碎過程。再經(jīng)過2分鐘左右的燒煮，最后豆?jié){機發(fā)出提示音，即告豆?jié){加工結(jié)束。 (2)'L"-I-新控制電路圖 使用反繪圖法對原印刷電路板進行分析后．繪制出原控制電路圖。該自動豆?jié){機原控制電路板上使用的是PCVl6V8H型號的單片機和一塊CD4040數(shù)字集成電路及—些元器件組合而成。 根據(jù)豆?jié){機的功能要求，選用 ATMEL公司的單片機AT89C2051。并根據(jù)豆?jié){機的功能要求設(shè)計了新的控制電路圖(見圖1所示)。從而也確定了該自動豆?jié){機的新工作原理： 控制電路采用變壓器降壓、晶體二極管整流等方法獲得工作電源。當(dāng)電源插頭XPl插入220V交流電。T1開始對220V交流電進行降壓．從次級輸出12V左右的低壓交流電．從而適應(yīng)電路的使用要求；同時電源變壓器還對220V交流電進行電網(wǎng)隔離，以提高控制電路的使用安全性能。整流硅堆URl對次級輸出的交流電進行橋式整流，再由C2、C3進行濾波，以形成較平滑的直流電．送給三端集成正輸出穩(wěn)壓器 ICl進行穩(wěn)壓調(diào)整。經(jīng)ICl穩(wěn)壓作用后．輸出 5V直流電壓。經(jīng) C4、C5濾波后輸出紋波很低的 5V電壓。作為單片機的工作電源．就能保證IC2工作時的穩(wěn)定和可靠。 IC2得到 5V工作電壓后。就進入工作狀態(tài)。首先． 5V電壓對C6進行充電，使IC2①腳RST(復(fù)位)端瞬間變成高電位。從而使單片機硬件復(fù)位。由于R1的放電作用，又使RST端電位逐漸降低。最后，RST端由高電位變成了低電位，完成了復(fù)位任務(wù)。隨后單片機將進入初始化。 單片機完成初始化后即開始運行程序。程序的第一步是通過單片機中的 CPU(中央處理器)將P1．4口變成高電位。使綠色發(fā)光二極管VDl發(fā)光顯示，以示電源電路正常，單片機也已開始工作。 第二步為水位檢查程序。單片機進2kT作狀態(tài)后。CPU將以訪問P3．5端電位的形式來判斷檢查豆?jié){機中是否有水，以及檢查水位是否符合要求。如果 P3．5端為高電位．說明水位不符合要求，單片機就令P1．3端輸出提示信號．通過 VT3放大后推動BL．使蜂鳴器發(fā)出“嘀、嘀、嘀”的急促響聲；同時CPU令P1．4端輸出間斷的電信號。使VDl閃爍發(fā)光顯示。如P3．5端為低電位．則說明水位的高度符合要求．單片機即進入下一工作程序。 第三步為水加熱程序。當(dāng)水位符合要求后。CPU就令P3．7口由低電位變成高電位，使VTl導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器 K1動作，通過K1的觸點作用將電熱管與220V電源接通。于是電熱管對冷水開始加熱。直至將水加溫到80度左右。這種加熱也稱之為預(yù)加熱。主要是為了防止在以后粉碎黃豆等物時．避免產(chǎn)生大量的泡沫。在燒煮豆?jié){時就不會因泡沫過多而造成頻繁的溢出．造成加熱頻繁的被迫停止，延長了豆?jié){的加工時間。所以，預(yù)加熱在自動豆?jié){機中是很有必要的。當(dāng)冷水被加熱到80度左右時．溫度傳感器TK的內(nèi)部觸點就閉合。通過P3．4口給單片機輸入一個控制信號。當(dāng)CPU接受到來自P3．4口的“停止加熱”控制信號后，即令P3．7口為低電位，使VTl截止一K1釋放一電熱管失電而停止加熱。至此水加熱程序結(jié)束。 第四步為粉碎程序。當(dāng)水溫加熱到80度左右后，單片機進入粉碎程序。在粉碎程序中。CPU令P112口輸出高電位，使VT2導(dǎo)通，驅(qū)動繼電器 K2吸合，再接通粉碎電機的工作電源。使粉碎電機高速旋轉(zhuǎn)。帶動刀片高速切削，實施對粉碎物的粉碎。為了減少電機的發(fā)熱量，粉碎電機每粉碎15秒．就休息5秒，然后再開始第二輪粉碎。在粉碎過程中。如果出現(xiàn)溢出現(xiàn)象。CPU即令P1．2口停止高電位輸出而變?yōu)榈碗娢惠敵觯谑荲T2截止一 K2復(fù)位一電機斷點停轉(zhuǎn)一粉碎停止。待溢出現(xiàn)象消失。粉碎工作再次進行。粉碎電機每粉碎工作15秒休息5秒鐘為一輪。這種工作過程共循環(huán)5次．然后結(jié)束粉碎程序。 (上接32頁) 第五步為燒煮豆?jié){程序。當(dāng)粉碎程序結(jié)束，接下來就進入燒煮豆?jié){階段。由于黃豆被粉碎時。雖然是在80度左右水溫下進行粉碎的，但是還是會產(chǎn)生較多的泡沫。所以，該階段表現(xiàn)的是加熱與溢出之間的一對矛盾。為了使豆?jié){機適應(yīng)較多種類植物的加工需要，該程序中采用了加熱一次如溢出一次為一次循環(huán)，并對循環(huán)次數(shù)進行累計計算．或是計算總的加熱時間(包括溢出時間在內(nèi))的兩種計算方式并用，即在“加熱一溢出—停止加熱”共循環(huán)1 0次或是煮豆?jié){到達2分鐘的兩種計算方式中。只要一種先被確認(rèn)。就告“燒煮豆?jié){程序”結(jié)束。這種智能控制設(shè)計，可以保證得到滿意的豆?jié){加工效果。煮豆?jié){的過程為：P3．7口高電位--"'VTl導(dǎo)通--*K1吸合一開始煮豆?jié){；如出現(xiàn)溢出現(xiàn)象時，就將豆?jié){的一個電位與溢出觸點相通路，將P3．2的高電位拉低為低電位。于是形成了P3．2口的中斷信號。當(dāng)P3．2口中斷控制信號送給單片機，CPU即令 P317口為低電位--"VTl截止一K1釋放一電熱管失電一煮豆?jié){停止。當(dāng)P32口的中斷控制信號消失．電熱管又一次得電開始加熱。 第六步為報捷程序。一旦豆?jié){煮好，CPU令P1．3口輸出慢節(jié)奏的1000Hz音頻信號．通過VT3推動蜂鳴器BL發(fā)出“嘀、嘀”的響聲；同時。 P1．4端輸出間斷的電信號。使VDl也隨著“嘀、嘀”節(jié)奏而閃光。當(dāng)然。在此之前，你也已經(jīng)聞到香濃的豆?jié){味了。 在粉碎過程中，或在燒煮豆?jié){過程中出現(xiàn)溢出時，均使用中斷程序。從而使電機迅速停止工作或使電熱管迅速停止加熱。采用中斷形式后，使豆?jié){機更具有人性化的智能特性，提高了豆?jié){機的自動控制性能和整機的含金量。 控制電路中保護熔斷器FU的熔斷值為5A，對配合800W的電熱管比較合適。如使用快速熔斷器，可以將熔斷值降為4A，那樣對電熱管的保護更為有效。 S1是一只輕觸按鈕，在燒煮豆?jié){程序中。當(dāng)按下S1。可以進行手動粉碎。如果此時正在加熱。則加熱暫時停止；如果此時恰好溢出。則自動讓位于溢出保護．但BL發(fā)出與按鈕按下同節(jié)奏的按鍵提示音，以示用戶操作。 SKl和SK2分別是水位檢測傳感器和溢出檢測傳感器。為了減少制造成本，許多廠家都是采用探針來代替這兩個傳感器。使用中，將裝植物的金屬杯接控制電路的公共點“地”。探針分別通過傳輸線與單片機的P3．5端和P3．2端連接。 TK是一只雙金屬片式溫度傳感器。TK在80度溫度以下時．內(nèi)部呈現(xiàn)斷開形式。當(dāng)在80度以上溫度時。內(nèi)部呈現(xiàn)接通形式。 U形發(fā)熱管的功率為800W．也有一些豆?jié){機中使用的是600W發(fā)熱管。粉碎電機為異步交流電機。該種電機力矩大，轉(zhuǎn)速高，特別適合豆?jié){機中使用。其功率為60—120W左右。 K1、K2為普通的12V小型繼電器。其觸點最大電流為2A，型號為：4123／12V。 BL為一只外徑12mm的蜂鳴器。直流電阻為32Q左右。 VD2和VD3是兩只整流二極管。在電路中起續(xù)流之用，以提高K1、K2的復(fù)位速度，減小觸點問的接觸火花．保護繼電器觸點。 |
