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生活電器

干手器方案設計開發


洗手后,將手伸到自動干手器(烘手器)吹風口附近,便會有(熱)風吹出將手烘干,一旦手在吹風過程中離開,自動干手器會迅速停止工作,而一旦連續工作一段時間,自動干手器還會停止工作,稍后再試,則會繼續工作。由于自動干手器衛生、便捷,越來越多的公共場所開始使用自動干手器,部分家庭也開始使用自動干手器。根據吹風速度,自動干手器可分為慢速和快速兩種;按照安裝方式,自動干手器可分為壁掛式和駐立式兩類。

一、自動干手器的工作原理

自動干手器靠遠紅外線自動感應工作,由紅外線發射器、接收器、單穩態延時開關、固態繼電器及電吹風等組成,組成簡易自激多諧振蕩器,由紅外發射管向外發出頻率約40kHz的調制紅外光。當人手伸到自動干手器下方時,發射出的紅外線被人手反射回去一部分,并被光敏三極管接收后,轉換成相同頻率的電信號,再經紅外線接收專用前置放大集成電路放大、整形、帶通比較后,輸出低電平脈沖信號,進而觸發構成的單穩態電路進人暫態,使其輸出高電平,發光,交流固態繼電器導通,從而電吹風通電即可送出熱風。當手烘干離去時,失去紅外脈沖信號,恢復高電平,單穩態電路很快復位,由于延時作用,電吹風最多再工作10s左右即自動復原,從而停止工作。為調節改變自動干手器動作靈敏度,可以在電路中加入電阻和電容組成的串連網絡,以提高前置放大器的頻率特性和增益,保證在出現短暫信號消失如手晃動偏離了紅外探測范圍時,電路供電不會出現瞬間跳躍,保證電吹風仍能穩定、連續地工作。

二、干手器的關鍵元器件

自動干手器的“心臟”主要是驅動風葉的單相異電動機,考慮到自動干手器在具有水源的潮濕環境中使用,電動機的結構必須適應潮濕環境而不至于產生早期失效現象。如單相電容式異步電動機,往往由于電容故障導致潮濕環境中的電容式感應電動機運行可靠性降低。如采用單相串激電動機,潮濕環境工作中的換向器容易受潮短路,電介質的絕緣性能變差,導致電動機的耐久性及使用壽命縮短。該電機的噪音較大,對無線電波的干擾嚴重,運行時各房間內及附近的電視機及錄放像設備的圖像會出現多幅橫條干擾,影響清晰度,所以也不宜采用。采用單相雙環罩極異步電動機就比較適應上述環境它排除上述兩種電動機的不足之處,罩極電動機在潮濕環境的耐久性較好使用壽命長電機定子磁極為裝卸式,激磁繞組為集中繞組,直接繞入尼龍線圈架套于鐵心磁極上然后用專用夾具將鐵心磁極壓入定子扼部這一工作在49kV的壓力機上完成。這種電機結構的介質電氣強度大于4000V.1min不擊穿符合GB4706.1-2005家用電器的安全技術標準II類電器產品電氣強度3000V.1min不擊穿不閃絡的規定,一般在額定電壓就順利起動,與額定電壓應能順利起動的規定值相比有較大的安全裕度。

深圳干手器方案設計

三、干手器常見質量問題

由于自動干手器銷量不大,大型企業不愿意組織生產,使得目前國內自動干手器生產廠商普遍是一些生產規模小、技術實力差、生產設備落后的小企業,甚至還存在一些手工作坊式的加工廠,這些企業生產的產品質量情況令人擔憂,近年來對自動干手器型式試驗抽查的合格率都小于50%,主要存在以下質量問題:

(1)產品標記不全或不規范:標記應包含指導使用者正確使用的重要信息,正確地標示產品的標記是確保使用者人身財產安全的基本的措施之一。標記要求耐久和醒目,在正常使用后不應脫落,內容應清晰可辨。常見的問題是無生產商名稱、機型型號、無防水等級標記、無裝配圖、說明書,II器具標識不規范、額定電壓、功率標志不規范、標識不全等。

(2)電氣安全性能問題多:夸大技術指標,欺騙和誤導消費者(主要集中在片面夸大輸入功率);內部布線亂、接地連接不可靠、耐熱耐燃測試不合格和防觸電保護不合格,這些不合格項目都與用戶人身安全和環境安全密切相關的強制性項目上。這些產品不合格的主要原因是:生產企業規模小、技術實力薄弱,導致生產企業在電熱元件的參數設計失誤,致使輸入功率偏差過大;出風口開口過大,導致部分產品用測試指能接觸到帶電體。有的內部布線采用多股導線采用簡單焊錫連接方式導致連接不可靠;選用的絕緣材料不具備承受125℃耐熱性能劣質材料。有的企業缺乏必要的檢測手段,少數企業對產品質量控制不嚴等。

四、干手器方案設計思路

作為現代化的潔具電器,烘手器比傳統的毛巾更適用,而且避免了疾病和細菌的交叉感染。烘手器是一種循環多方向的出風設備,在其出風口部位設立了一個導風裝置。其裝置上有一種導風頁片。在轉動導風頁片的過程中,烘手器開始了循環不定向的出風。市場上大多數的烘手器產品基本是由很普通的數字器件組成。電路結構不管是調試還是安裝,都不怎么便捷,呈現單一的功能作用。如果烘手器內部電路發生了故障,維修不方便,而用其他的電路元件進行替換相對比較難。而使用單片機技術應用在烘手器制作上,整個電路構成比較簡單。單片機是一種集成電路芯片,集成了中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM以及多種I/0口和中斷系統,被稱為微型的計算機系統,價格低廉而且處理事務能力強。

烘手器制作選擇的單片機為INTEL公司MCS-51系列的89C52單片機產品。將89(352單片機作為整個電路芯片的控制方,其電子開關以紅外線控制為主。一般來說,普通的烘手器都設置了紅外感應設備,能夠感應到人手的溫度,并控制開關,將電熱吹風機打開。手的溫度離開,又控制開關,關閉電熱吹風機。因此,用單片機技術應用在烘手器制作內,也要在其內部安裝紅外控制開關和電熱吹風機。用線路將其相連,使用效果和市場銷售的自動烘手器相同。在烘手器制作時,還可以自由發揮,加入燈光效應或者是聲響效應。也可在烘手器表面貼上一些飾物,增強美觀性。用單片機技術制作烘手器,只需一塊集成塊就足夠了,和基本電路的功能一樣。

五、烘手器開發的技術原理

加入單片機技術的烘手器做好以后,接上電源。整個烘手器有電流通過,初始化i/o口,主控制程序開始調動聲光系統,出現聲光提示。對內部設調編程,讓單片機隔一小段時間輸出小段的方波。89C52單片機有低電平驅動的能力,可以驅動發射頭開始射出紅外線。安裝發射頭和接收頭的時候,要注意仔細調試,保持最佳的距離。可以用物體接近發射頭與接收頭,紅外光會發射到物體上再反射回來,被接收頭接收。一旦接收頭接收了紅外光,其高電平就會轉變成為低電平。由于外部下拉為低電平,89C52的P3口將輸出電流,造成中央處理器斷開。整個服務程序就此中斷關閉。程序內的燈光、音響、繼電器都連在一條線路上,致使電熱吹風機吹出熱風。

外部中斷器開始成為了I/0口,不定期的檢測周邊的電平。當P3口寫入“1”后,它們被內部上拉為高電平,重新返回,中央處理器連接,系統待機。在這段時間要做好延時的準備。人的手會在烘手器中不停的晃動,接收頭如果不做好延時準備,會不斷的發出信號,使得繼電器又開又閉合,跳動不止。做好延時準備,也能夠給人反映的準備。該自制烘手器設置的延時時間為3秒,基本解決抖動現象。而播放音響聲音的方法為振蕩方法,耗用的時間長,而且每次一旦中斷就會突然的關閉繼電器。繼電器的跳動頻率高,從而影響了使用壽命。如果要避免出現較大的跳動頻率,將繼電器的吸合時間延長,那么可用電容器蓄能。89C52單片機中的P2口為內部上拉電阻的8位雙向i/o口,可以限制電流的輸入量,減少電容的充電反應,避免損壞了I/0口。

烘手器方案開發公司

六、干手器單片機的電源電路

(1)電源電路:該單片機的電源電路部分,是利用變壓器整流二極管電流獲取到了直流電,再通過三端穩壓集成電路得到了5V的直流電,可供單片機進行使用。內部的電吹風使用交流電為220V。

(2)紅外檢測電路:紅外檢測由紅外發射構件和紅外接收構件構成。紅外發射構件由紅外發光二極管IRLED組成。而紅外接收構件是接收電路,主要包括紅外監測二極管、限副器、放大器、積分電路、帶通濾波器等,還有一個接收頭,接收紅外信息。

(3)電熱吹風機工作電路:繼電器采用5V電壓、5A電流的規格,用IN4007二極管并聯繼電器線口。繼電器的線圈串聯PNP三極管。線路口要加上電阻,和電極之間做好接電阻的準備。

七、烘手器(干手器)安裝與調試程序

將單片機技術應用在烘手器制作上,需對自制的烘手器進行調試。調試能夠測算出接收信號的靈敏性。而使用一體化接收頭,能夠固定好接收信號的靈敏度,并且可以將發射頻率進行調節。接收頭最敏感的頻率大約是36kHz-40kHz,感應距離時常會延長到7米左右,超出預先的感應距離。因此,對紅外二極管,可采用500kHz的頻率進行調試。調節定時器中斷程序中的電平變化,可以將發射的頻率改變。通過調試發現,感應距離應該在15cm-20cm之間。

總結

市場上的烘手器功能單一、結構復雜,而且價格較高。將單片機技術應用于烘手器制作中,其性能更加穩定可靠,方便維修,而且價格低廉。單片機技術的線路比較簡潔,程序簡單靈活,因此在制作烘手器的過程中沒有較大的線路難題。單片機集成了中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM以及多種I/0口和中斷系統,由于其在烘手器制作中有明顯的優勢,將會更廣泛的應用在日后生活之中。

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