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电烤箱方案开发设计

上架时间:2020-05-09
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产品类型:智能家居方案开发
产品颜色:方案开发
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电烤箱是目前市场中非常受欢迎的厨房电器产品之一。尤其是最近两年来,无论是家电卖场、超市的零售,还是礼赠品市场,经济实用的电烤箱都是销售量最快的产品。电烤箱对于日常生活也具有十分重要的作用,智能电烤箱能够实现对于烤箱的全自动控制,能够实时监测电烤箱的各个工作状态,在烤箱运行过程中出现意外情况,系统可以进行报警等智能化控制。

智能家电是目前家电发展的重要方向,对于提升家电的智能化水平以及家电的实际应用具有重要的作用。智能家电能够满足现在社会对于家电领域的多样化要求。本文将讨论智能电烤箱的设计方案以及相关电路的工作原理,对于其中的关键技术以及重要内容做了详细的分析探讨,对于其它智能家电的研发具有重要的参考意义。

一、电烤箱的工作原理

智能电烤箱由稳定的电源电路、单片机控制运算电路、显示驱动电路以及智能报警电路等功能模块构成,同时根据工作的需求还可以进行工作状态的预先设置。电源采用了传统的串联型稳压电源模块,能够根据需求输出6-12V的直流电压,单片机控制电路考虑到大规模工业生产以及工作性能的要求,采用了单片机进行控制,经过测试分析能够完成胜任产品的工作,在显示部分采用的VFD显示技术,以达到显示清晰、能见度高、显示内容丰富等家电产品的显示要求。整体电路的设计遵循模块化的设计方案,符合目前智能家电的发展趋势,满足了智能电烤箱应用过程中所有的实际需求。

深圳电烤箱方案开发公司

二、智能电烤箱方案设计要点

根据实际的用户需求调查,结合了目前市场上智能电烤箱的特点,制定了智能电烤箱的工作性能指标,主要分为以下几个方面。为了能够具有更好的适应性,产品设计具备3-24V的电源工作范围;控制电路要能够具备较强的实际驱动能力,其输出阻抗大不大于10千欧,输出驱动电流不小于20mA;产品要能够实现精确的计时,连续工作两天,其系统控制时间误差小于3秒;产品具备良好的人际界面,方便实现控制;产品要具备可移植性以及性能提升的空间。

三、智能电烤箱的技术方案

基于单片机设计的智能电烤箱控制板是由电源电路,单片机信号处理,显示单元,输出继电器控制电路,工作状态设置,工作状态报警电路等六个功能部分构成。在电路设计中遵循了模块化的设计方案,各个电路之间的功能相对独立,在电路的连接中要采用了对应的方案,尽量减少了模块电路之间的耦合。

电源电路的实现方案较多,目前常用的就是开关电源以及串联型稳压电源,由于设计中各个芯片的电源工作范围较宽,因此对于电源的稳定度以及纹波系数的要求不是非常高,从成本的角度考虑,设计中采用了结构简单性能较好的串联型稳压电源。电路采用了经典的变压、整流、滤波以及稳压的工作思路,在输出加入了两个接地电容,有效地减少了输出信号的谐波分量,提高了电源的稳定性;信号调理电路中采用了基于运算放大器的放大电路,其核心是比例运算放大电路,采取了三级放大,能够保证对于微小信号的检测以及处理;单片机采用的是性价比较高,同时也是家电等控制方面经常采用的单片机型号,其实时性以及控制能力都适应家电控制的要求;VFD显示器要求有较高的电流,因此采用了基于三极管的驱动方案,保证VFD显示的亮度以及其他效果;报警模块采用了直流蜂鸣器实现,同时电路具有多个继电器的控制,具有较强的外部控制功能。

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四、电烤箱的电路板的设计与程序开发

在电路原理图的基础上就可以应用辅助软件进行电子线路板(PCB)的设计以及单片机控制程序的开发。本产品采用了人工布局元件、自动布线的总体设计方案。在设计开发过程中先与产品的机械特性综合考虑,然后布局产品中的核心控制器件,比如说单片机等;最后进行其他一般元器件的布置,整体电路的布局要能够体现工艺化的生产要求以及结构化布线的需求进行,电路了整体布局美观使用,布线稳定可靠,整体产品工作性能良好。在控制程序的编写方面,采用了实时性较好以及存储空间要求较小的汇编指令集,在程序中大量应用了例子程序,增强了程序的可读性以及程序的模块设计思路。

五、电烤箱方案设计的关键点

纵观市场上销售的主流电烤箱产品,各企业都认为电烤箱技术的难点主要是在精确控温上,而生产工艺的关键点是外壳的工艺处理上。而零配件的选材也是决定电烤箱耐用性的关键因素。

1、电烤箱的成型工艺

电烤箱的外壳一般采用冷轧板和不锈钢,这两种材料在工艺处理上主要是拉伸、卷边、挤压、打孔等五金成型工艺。成型之后,表面还需要做喷涂、喷油等防锈处理和表面的美化处理。冷轧板和不锈钢成型处理工艺难度较高,由平板拉伸成立体的外壳的过程中,容易出现断裂、起皱等情况。

2、电烤箱的精确控温技术

精确控温多年来一直是电烤箱企业的主攻方向。控温一直是困扰电烤箱生产企业的一个难点,国家标准对于电烤箱箱体内温度偏差允许±30℃。决定电烤箱精确控温主要是感温方式和测温的位置。这其中有一个数据是非常重要的,即温度补偿值。电烤箱中的实际温度与感温器感受到的温度是存在偏差的。一般情况下,实际温度要高于感温器感受到的温度值,就需要给感温器加上补偿值来精确控温。感温器的补偿值要通过多次的试验获得,每次试验所得出数值不同,因此补偿值是一个多次试验之后计算出的平均值。试验次数越多,得出的补偿值就越准确。

另一个影响精确控温的是感温器摆放的位置。一般情况下,感温器都放在电烤箱右侧,通过传感器与控制器链接起来。感温器感温的方式有三种,一是使用感温支架进行测温;一是使用探头测温;还有就是感温器利用对空气进行测温,这种方式是最为精确的测温方式。

3、电烤箱选材的耐温性

另外,由于电烤箱是一种高温加热的电器产品,材质的耐温也是至关重要的,材质的优劣直接影响到产品的品质和使用者的使用效果。电烤箱使用材质中,以塑胶件和门玻璃的耐温最为关键。一般情况下,电烤箱的旋钮、拉手等都是塑胶产品,使用的材料一定是耐温在200°C以上的PBT、PF及尼龙等材料。有的企业为了节省成本,在原料中掺杂其它物质,这样会造成旋钮等经常使用的部件很快出现老化而坏损。另外,电烤箱控制板的盒子也要使用耐温的塑胶材料,否则容易在高温下变形。电烤箱的玻璃门直接与腔内的高温接触,要使用耐温在300°C以上的耐温钢化玻璃,否则容易出现爆裂伤人的情况。电烤箱的门玻璃采用了钢化镜面玻璃,玻璃门与烤网采用连动机构,玻璃门与微动电源开关采用有机结合,使用时更加安全,在工艺方面尽可能不采用尖角,棱角,以免伤到消费者。

随着消费者需求的不断变化,方便操作,精确控温的微电脑型电烤越来越受到消费者的青睐,也逐步成为电烤箱突围的一个突破口。这种产品外观精致,取消了温控和时间控制的旋钮,而使用触控、液晶显示的方式。在技术要求上,液晶显示器对于温度也是非常敏感的。在高温下,液晶显示器容易出现乱码的现象。因此,智能化的电烤箱在液晶显示器的耐温上也要进行处理。



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