1 豆?jié){機(jī)基本結(jié)構(gòu)
圖1為高效省時豆?jié){機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在不改變原有豆?jié){機(jī)結(jié)構(gòu)的同時,，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)主軸的上方安裝一消泡裝置,。此時電機(jī)具有磨漿和消泡功能，磨漿階段以磨漿功能為主,，消泡功能為輔,；在煮漿階段以消泡功能為主，磨漿功能為輔,。
2 控制系統(tǒng)電路和工作原理
控制系統(tǒng)電路如圖2所示,，該電路由中穎公司的SH69P42單片機(jī)、溫度檢測電路,、溢出檢測電路,、干燒檢測電路、電機(jī)控制驅(qū)動電路,、加熱器控制驅(qū)動電路,、蜂鳴器報警驅(qū)動電路和電源電路等組成。
中穎公司的SH69P42是一種先進(jìn)的CMOS 4位單片機(jī),，該單片機(jī)集成了SH6610D CPU內(nèi)核,、RAM、ROM,、定時器,、I／O端口、2通道10位PWM、看門狗定時器,、4通道8位ADC,、低電壓復(fù)位，廣泛應(yīng)用于家用電器和電動車控制器中,。
220 V交流電源經(jīng)變壓器降壓和橋式整流,，得到+12 V電壓，給繼電器K1～K2和蜂鳴器供電,。三端穩(wěn)壓器78L05輸出+5 V電壓給單片機(jī)供電,。SH69P42采用內(nèi)部RC振蕩器，頻率為4 MHz,，SH69P42的PC1腳輸出報警信號,，經(jīng)Q3三極管放大，驅(qū)動蜂鳴器報警,。PC2輸出電動機(jī)驅(qū)動信號,，經(jīng)三極管Q1放大，驅(qū)動繼電器K1吸合,，控制電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),，可完成打漿和消泡工作。PC3輸出加熱信號,，經(jīng)三極管Q2放大,，驅(qū)動繼電器K2吸合，控制電熱管加熱,。PB3為缺水檢測輸入端,，PB2為溢出檢測輸入端，PA1為溫度檢測輸入端,。缺水檢測電路由R8,、C9和測溫電極外殼組成，加熱管的外殼接地,，正常工作時,，PB3腳輸入低電平；若水位低于測溫電極即缺水時,，PB3腳輸入高電平,，加熱和電機(jī)自動斷電，從而實現(xiàn)缺水保護(hù),，同時,，蜂鳴器發(fā)出急促報警聲。用同樣方法可檢測豆?jié){是否溢出,。防溢電極接至PB2腳,，豆?jié){沸騰之前,，防溢電極遠(yuǎn)離水面，PB2腳為高電平,，當(dāng)泡沫上升,，接觸到防溢電極時，PB2腳為低電平,。
3 豆?jié){機(jī)工作流程和控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
把泡好的黃豆或干豆和水按要求裝入杯內(nèi),，插上電源插頭，按啟動鍵會聽到蜂鳴器響一聲,，單片機(jī)開始工作,，PC3腳輸出高電平,，K2吸合加熱管開始加熱,；PA1腳接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(NTC)，該熱敏電阻安裝在測溫電極內(nèi),，當(dāng)水溫升到80℃左右時,，PA1腳為低電平，此時控制PC2腳為高電平,，K2吸合電動機(jī)開始工作,，安裝在轉(zhuǎn)軸上的刀片高速轉(zhuǎn)動，將泡豆打碎,，產(chǎn)生豆?jié){,。當(dāng)?shù)谝淮我绯鰰r，進(jìn)入第一階段加熱啟動750 W加熱,，加熱時間為60 s,，在此期間，判斷有溢出時,，加熱停止2 s再繼續(xù)加熱,。進(jìn)入第二階段后，啟動400 W加熱,，加熱時間為30 s,，在此期間，判斷有溢出時,，加熱停止2 s再繼續(xù)加熱,。第二階段結(jié)束時，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動,。進(jìn)入第三階段后,，啟動350 W加熱，加熱時間為210 s,，在此期間,，判斷有溢出時，加熱不停止，但是電機(jī)啟動5 s后停止,，此時電機(jī)主要起到消泡作用,，直至結(jié)束，蜂鳴器發(fā)出均勻的鳴叫聲,，表示豆?jié){已煮熟,，同時使系統(tǒng)停止工作。圖3為此控制系統(tǒng)的流程圖,，可以看出整個制漿過程約10 min,，比目前市場上的豆?jié){機(jī)效率提高約1倍。
4 結(jié)束語
該單片機(jī)控制系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng),、強(qiáng)電和弱電隔離,、軟件中具有看門狗、安全可靠等優(yōu)點,，特別是采用大功率加熱縮短預(yù)熱時間,，同時在后續(xù)小功率煮漿階段采用消泡控制，使加熱不停,，保證了豆?jié){充分煮熟并具有濃香風(fēng)味,，避免了豆?jié){溢出，縮短整體制漿時間,?；赟H69P42單片機(jī)高效省時豆?jié){機(jī)設(shè)計方案，在不改變原有豆?jié){機(jī)基本結(jié)構(gòu)和功能的同時,，在電機(jī)主軸上安裝一簡易消泡裝置,，采用加熱和磨漿并行處理，加熱和消泡同時進(jìn)行的控制策略,。實踐證明,，該方案可將制漿時間縮短為現(xiàn)有豆?jié){機(jī)的50％，提高了效率,。