自動(dòng)豆?jié){機(jī)控制板的替代(上) 一級(jí)修理的產(chǎn)生背景 “新三年,。舊三年,?？p縫補(bǔ)補(bǔ)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(duì)各種電子產(chǎn)品進(jìn)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(duì)單元電路的整體置換的修理形式稱為三級(jí)修理,，如對(duì)電腦的聲卡、顯卡,、網(wǎng)卡等故障的修理,，就是采用對(duì)單元電路板的整體置換的三級(jí)修理方法進(jìn)行的；對(duì)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(jí)修理．如對(duì)顯示器,、電視機(jī),、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(dá)到修復(fù)的目的,；另外還有一些產(chǎn)品。它們采用單片機(jī)技術(shù),，當(dāng)控制電路中的單片機(jī)損壞或程序出現(xiàn)故障后,，在進(jìn)行這類產(chǎn)品的修理時(shí)。只能尋找廠家專用的電路板來進(jìn)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(shí)，就可以采用一級(jí)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(jì)一個(gè)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(dòng)控制設(shè)備進(jìn)行過維修。如筆者曾為某廠的噴水織機(jī)中的某個(gè)驅(qū)動(dòng)控制電路板進(jìn)行過修理,，使以往需要200美元,、一星期時(shí)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(jí)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(jí)修理。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,。采用單片機(jī)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(dòng)電飯煲,、自動(dòng)洗衣機(jī),、自動(dòng)豆?jié){機(jī)、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(jí)修理這一新的服務(wù)形式推出了水面,。一級(jí)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(dòng)化控制設(shè)備,。特別是一些進(jìn)口的自動(dòng)化控制設(shè)備，將它們進(jìn)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(dòng)化生產(chǎn)程度的不斷提高,。一級(jí)修理形式的需求會(huì)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(dòng)豆?jié){機(jī)一級(jí)修理實(shí)踐 下面以自動(dòng)豆?jié){機(jī)修理實(shí)踐為例,，闡述一級(jí)修理的修理步驟與方法,。 一級(jí)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(jì)新控制電路。3,、根據(jù)原控制電路板的大小設(shè)計(jì)PCB板(印刷電路板),。4、對(duì)新控制電路進(jìn)行印刷電路板的裝配,、整機(jī)安裝,、整機(jī)調(diào)試和老化試運(yùn)行。5,、聽取用戶意見,。完善修理效果。 下面按照以上五步驟進(jìn)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(dòng)豆?jié){機(jī)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(jī)電源插頭插入220V交流電源,，豆?jié){機(jī)指示燈亮起,、發(fā)熱管開始對(duì)水進(jìn)行加熱。當(dāng)水溫加熱到80度左右,，豆?jié){機(jī)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(jī)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(duì)原印刷電路板進(jìn)行分析后．繪制出原控制電路圖。該自動(dòng)豆?jié){機(jī)原控制電路板上使用的是PCVl6V8H型號(hào)的單片機(jī)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(jī)的功能要求,，選用 ATMEL公司的單片機(jī)AT89C2051。并根據(jù)豆?jié){機(jī)的功能要求設(shè)計(jì)了新的控制電路圖(見圖1所示),。從而也確定了該自動(dòng)豆?jié){機(jī)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(duì)220V交流電進(jìn)行降壓．從次級(jí)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(shí)電源變壓器還對(duì)220V交流電進(jìn)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(duì)次級(jí)輸出的交流電進(jìn)行橋式整流,，再由C2、C3進(jìn)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(jìn)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(jī)的工作電源．就能保證IC2工作時(shí)的穩(wěn)定和可靠。 IC2得到 5V工作電壓后,。就進(jìn)入工作狀態(tài),。首先． 5V電壓對(duì)C6進(jìn)行充電，使IC2①腳RST(復(fù)位)端瞬間變成高電位,。從而使單片機(jī)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(jī)將進(jìn)入初始化,。 單片機(jī)完成初始化后即開始運(yùn)行程序。程序的第一步是通過單片機(jī)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(jī)也已開始工作,。 第二步為水位檢查程序,。單片機(jī)進(jìn)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(jī)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(jī)就令P1．3端輸出提示信號(hào)．通過 VT3放大后推動(dòng)BL．使蜂鳴器發(fā)出“嘀,、嘀,、嘀”的急促響聲；同時(shí)CPU令P1．4端輸出間斷的電信號(hào),。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(jī)即進(jìn)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(dòng)繼電器 K1動(dòng)作,，通過K1的觸點(diǎn)作用將電熱管與220V電源接通。于是電熱管對(duì)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(shí)．避免產(chǎn)生大量的泡沫,。在燒煮豆?jié){時(shí)就不會(huì)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(shí)間。所以,，預(yù)加熱在自動(dòng)豆?jié){機(jī)中是很有必要的,。當(dāng)冷水被加熱到80度左右時(shí)．溫度傳感器TK的內(nèi)部觸點(diǎn)就閉合。通過P3．4口給單片機(jī)輸入一個(gè)控制信號(hào),。當(dāng)CPU接受到來自P3．4口的“停止加熱”控制信號(hào)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(jī)進(jìn)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(dòng)繼電器 K2吸合，再接通粉碎電機(jī)的工作電源。使粉碎電機(jī)高速旋轉(zhuǎn),。帶動(dòng)刀片高速切削,，實(shí)施對(duì)粉碎物的粉碎。為了減少電機(jī)的發(fā)熱量,，粉碎電機(jī)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(jī)斷點(diǎn)停轉(zhuǎn)一粉碎停止,。待溢出現(xiàn)象消失,。粉碎工作再次進(jìn)行。粉碎電機(jī)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(jìn)入燒煮豆?jié){階段,。由于黃豆被粉碎時(shí)。雖然是在80度左右水溫下進(jìn)行粉碎的,，但是還是會(huì)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(duì)矛盾,。為了使豆?jié){機(jī)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(duì)循環(huán)次數(shù)進(jìn)行累計(jì)計(jì)算．或是計(jì)算總的加熱時(shí)間(包括溢出時(shí)間在內(nèi))的兩種計(jì)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(dá)2分鐘的兩種計(jì)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(jì),，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(shí),，就將豆?jié){的一個(gè)電位與溢出觸點(diǎn)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(hào),。當(dāng)P3．2口中斷控制信號(hào)送給單片機(jī)，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(hào)消失．電熱管又一次得電開始加熱,。 第六步為報(bào)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(hào)．通過VT3推動(dòng)蜂鳴器BL發(fā)出“嘀,、嘀”的響聲,；同時(shí)。 P1．4端輸出間斷的電信號(hào),。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(shí)，均使用中斷程序,。從而使電機(jī)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(jī)更具有人性化的智能特性,，提高了豆?jié){機(jī)的自動(dòng)控制性能和整機(jī)的含金量,。 控制電路中保護(hù)熔斷器FU的熔斷值為5A，對(duì)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(duì)電熱管的保護(hù)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,?？梢赃M(jìn)行手動(dòng)粉碎。如果此時(shí)正在加熱,。則加熱暫時(shí)停止,；如果此時(shí)恰好溢出。則自動(dòng)讓位于溢出保護(hù)．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(gè)傳感器,。使用中，將裝植物的金屬杯接控制電路的公共點(diǎn)“地”,。探針分別通過傳輸線與單片機(jī)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(shí)．內(nèi)部呈現(xiàn)斷開形式。當(dāng)在80度以上溫度時(shí),。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(jī)中使用的是600W發(fā)熱管。粉碎電機(jī)為異步交流電機(jī),。該種電機(jī)力矩大,，轉(zhuǎn)速高，特別適合豆?jié){機(jī)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(diǎn)最大電流為2A,，型號(hào)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(diǎn)問的接觸火花．保護(hù)繼電器觸點(diǎn),。