Thiết kế và phát triển đồ sắt điện

Bàn ủi điện là một thiết bị điện sử dụng hiệu ứng nhiệt của dòng điện để làm nóng mặt đế để ủi các loại vải khác nhau. Hiện nay, bàn là điện gia dụng chủ yếu được chia thành bàn ủi điện thông thường không có bộ điều chỉnh nhiệt và dựa vào con người để điều khiển bàn ủi điện điều chỉnh thời gian và nhiệt độ với điều khiển nhiệt độ lưỡng kim. Cái trước rất nguy hiểm khi mọi người quên tắt công tắc nguồn, cái sau vẫn duy trì công suất lớn khi bộ điều chỉnh bị hỏng hoặc mọi người không sử dụng, và cũng có nguy cơ hỏa hoạn.

Để cải thiện sự an toàn của bàn ủi điện gia dụng và giảm mức tiêu thụ năng lượng, bài viết này đề xuất và thiết kế một thiết bị kiểm soát an toàn cho bàn ủi điện dựa trên công tắc cảm ứng, máy vi tính đơn chip và thyristor. Công tắc cảm ứng được sử dụng để phát hiện trạng thái sử dụng của bàn ủi điện. Công suất đầu ra của bàn ủi điện được điều khiển bởi máy vi tính chip đơn để điều khiển góc dẫn của bộ chỉnh lưu điều khiển silicon, từ đó đạt được mục đích kiểm soát nhiệt độ an toàn, tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ.

1. Nguyên lý và vấn đề điều chỉnh nhiệt độ sắt điện

Để đáp ứng các yêu cầu về nhiệt độ ủi của các loại vải khác nhau, một bộ điều chỉnh nhiệt được thêm vào trên cơ sở của bàn ủi điện thông thường, có thể điều khiển nhiệt độ của mặt đế để có thể điều chỉnh liên tục trong khoảng từ 60 đến 250oC. Các cấu trúc nhiệt thường được sử dụng là tất cả các cấu trúc lưỡng kim. . Nguyên lý điều chỉnh nhiệt độ là khi nhiệt độ của mặt đế tăng đến nhiệt độ được đặt bởi núm điều chỉnh nhiệt độ, dải lưỡng kim thay đổi từ thẳng sang uốn cong, ngắt kết nối khỏi tiếp xúc tĩnh và cắt đứt mạch, khi nhiệt độ của bàn ủi điện giảm dần, dải lưỡng kim dần dần thay đổi. Sự uốn cong trở nên thẳng và khi nhiệt độ giảm xuống một mức nhất định, dải lưỡng kim tiếp xúc với tiếp điểm tĩnh một lần nữa, do đó lặp đi lặp lại, nhiệt độ được kiểm soát gần nhiệt độ cài đặt.

Sau khi áp dụng bộ điều chỉnh nhiệt, độ an toàn của bàn ủi điện đã được cải thiện rất nhiều, nhưng vẫn có những mối nguy hiểm an toàn tiềm ẩn. Những lý do bao gồm hai khía cạnh sau đây. Về bản thân bàn ủi điện, tấm lưỡng kim của bàn ủi điện điều chỉnh nhiệt độ bị mất tính đàn hồi do áp suất kéo dài hoặc sản lượng điện cao trong thời gian dài khiến các tiếp điểm bị hỏng và không hoạt động, về phía người dùng, nó gây ra hỏa hoạn do hoạt động không đúng cách, chẳng hạn như bàn ủi điện Đặt không chính xác, đặt theo chiều ngang hoặc chiều dọc trong một thời gian dài; quên cắt điện.

Hiện nay, theo các vấn đề an toàn nêu trên, hai phương pháp sau chủ yếu được sử dụng để cải thiện: một là sử dụng cảm biến nhiệt độ, cảm biến thái độ và thuật toán điều khiển mờ để phát triển bộ điều khiển sắt điện thông minh, nhưng phương pháp này có công nghệ kiểm soát nhiệt độ phức tạp, chi phí cao và khó sử dụng. Đối với bàn là điện gia dụng, nó chủ yếu được sử dụng cho bàn ủi công nghiệp hoặc các sản phẩm sắt điện cao cấp, thứ hai, theo trạng thái hoặc tư thế của bàn ủi điện, trạng thái hoặc tư thế tiếp tục trong một khoảng thời gian trước khi tắt. Nó liên quan đến kiểm soát nhiệt độ cụ thể, nhưng sử dụng trạng thái, cảm biến thái độ và bộ hẹn giờ để kiểm soát việc tắt nguồn điện để đảm bảo an toàn. Nó có ưu điểm là sử dụng chi phí thấp và an toàn hơn, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi.

Tuy nhiên, phương pháp cải tiến thứ hai vẫn có các vấn đề sau:

(1) Về trạng thái sử dụng hoặc phát hiện tư thế, các cảm biến tư thế thông thường bao gồm công tắc thủy ngân, công tắc tiếp xúc lăn kim loại, v.v ... Trước đây, bàn ủi điện có áp lực bảo vệ môi trường trong các liên kết cuộc sống của sản xuất, sử dụng và tái chế, trong khi sau đó dễ bị hỏng hóc ;

(2) Khi bộ hẹn giờ được sử dụng để điều khiển tắt nguồn, thường chỉ có ba phương thức đầu ra công suất: đầu ra toàn bộ trong quá trình sử dụng bình thường, một nửa công suất trong thời gian treo (như ts), sau thời gian ts, công suất 0 Đầu ra. Do sản lượng nửa công suất vẫn được duy trì trong suốt thời gian treo, nhiệt độ của mặt bàn ủi của điện tương đối cao, không chỉ gây nguy hiểm hỏa hoạn mà còn gây lãng phí năng lượng nghiêm trọng.

2. Thiết kế bộ điều khiển an toàn cho bàn ủi điện dựa trên máy vi tính chip đơn

2.1 Ý tưởng thiết kế cơ bản của bàn là điện

Nhằm vào các vấn đề của bàn ủi điện điều chỉnh nhiệt độ lưỡng kim, bài viết này đề xuất bộ điều khiển an toàn đơn chip cho bàn là điện. Ý tưởng thiết kế cơ bản được trình bày trong Hình 1.

Trạng thái của bàn tay con người được phát hiện bởi công tắc cảm ứng được lắp đặt ở tay cầm của bàn ủi điện, nghĩa là, công tắc cảm ứng phát ra tín hiệu khi tay người cầm tay cầm và được coi là đang sử dụng, khi công tắc cảm ứng không có đầu ra tín hiệu khi tay người rời khỏi tay cầm, nó được coi là ở trạng thái tạm dừng. .

Do điều khiển đơn chip, bàn ủi điện có thể đạt được "đầu ra suy giảm năng lượng" khi bị treo. Quá trình điều khiển là: hệ thống treo được phát hiện và đầu ra là một nửa công suất ngay lập tức. Trong thời gian ts tiếp theo, máy tính chip đơn điều khiển sự dẫn điện của thyristor Góc, do đó, công suất đầu ra bị suy giảm và giảm đi một cách trơn tru, nếu nó được phát hiện sẽ được sử dụng trong ts, nó sẽ ngay lập tức trở lại công suất đầy đủ, nếu trong ts, tín hiệu được khôi phục để sử dụng không được phát hiện, vi điều khiển sẽ điều khiển thyristor để bật Góc vẫn ở mức 0 và thyristor bị cắt, tương đương với tắt nguồn (đây là tắt điện tử) và còi sẽ phát ra để nhắc nhở người dùng rút phích cắm điện (đây là tắt máy vật lý) và nó sẽ không thể tiếp tục sử dụng cho đến khi khởi động lại.

So với "đầu ra một nửa công suất", các đặc điểm của bộ điều khiển "đầu ra suy giảm công suất" là: (1) Sau khi phát hiện việc đình chỉ sử dụng, công suất đầu ra bị giảm một nửa và trong thời gian ts tiếp theo, công suất vẫn giảm dần cho đến khi Nó bằng không, nhưng nó có thể dễ dàng và nhanh chóng làm nóng đến nhiệt độ đã đặt khi được nối lại, điều này có tính đến an toàn và hiệu quả; (2) Bộ điều khiển tiết kiệm năng lượng hơn trong thời gian "sử dụng lơ lửng" để "sử dụng lại", Hình 2 Khu vực giữa là năng lượng tiết kiệm trong khoảng thời gian này.

2.2 Sử dụng phát hiện trạng thái

Hình 2 cho thấy một công tắc cảm ứng tự thiết kế. Các tiếp điểm đầu vào được dẫn ra bên ngoài tay cầm bằng sắt. Khi một người chạm vào các tiếp điểm của công tắc cảm ứng, các tiếp điểm sẽ nhận được tín hiệu lộn xộn trong không khí thông qua cơ thể con người. Sau khi ba cực ba giai đoạn được khuếch đại và lọc bởi tụ điện, cuối cùng nó được đưa vào máy vi tính đơn chip như một tín hiệu về trạng thái sử dụng của bàn ủi điện. So với công tắc thủy ngân và công tắc tiếp xúc bóng lăn kim loại, công tắc cảm ứng này có các đặc tính đáng tin cậy, bảo vệ và an toàn môi trường và chi phí thấp.

2.3 Phát hiện giao nhau không AC

Ở trạng thái lơ lửng, nếu vi điều khiển muốn điều khiển góc dẫn của thyristor, thì việc phát hiện giao thoa 0 AC phải được thực hiện trước tiên, như trong Hình 3 cho sơ đồ mạch phát hiện cắt ngang AC. Trong ảnh, mạch chỉnh lưu gồm D1 ~ D4 cung cấp dạng sóng DC xung cho bộ ghép quang PC817. Khi dạng sóng đi từ điểm cao nhất đến điểm 0, bộ ghép quang sẽ bị tắt, bóng bán dẫn Q1 không thể được bật và tiềm năng được cung cấp cho cổng RA2 của vi điều khiển. Không, máy vi tính đơn chip hoàn thành phát hiện giao thoa 0, cung cấp điểm khởi đầu cho máy vi tính đơn chip để điều khiển sóng cắt nhỏ của thyristor.

2.4 Góc dẫn của SCR được điều khiển bởi máy vi tính chip đơn

Trong Hình 4, triac được sử dụng như một thiết bị chuyển mạch có thể điều khiển nối tiếp trên mạch phần tử gia nhiệt điện trong mặt đế của bàn ủi điện, và điện trở R11 cung cấp dòng điện kéo lên cho cực G của SCR được điều khiển bởi máy vi tính đơn chip. Khi máy vi tính đơn chip kích hoạt cực G một lần, thyristor sẽ được bật và sẽ duy trì cho đến khi điện áp đặt vào hai cực trị bằng không. Nửa chu kỳ dòng điện xoay chiều tần số công suất là 10ms. Nếu máy vi tính đơn chip bắt đầu định thời tại vị trí 0 của dòng điện xoay chiều, sau 5ms, cổng RB3 của bộ vi điều khiển sẽ tạo ra mức cao để kích hoạt cực G của thyristor, sau đó thyristor giữ trước nửa chu kỳ dương hoặc âm. Bật, tại thời điểm này, SCR điều khiển một nửa công suất đầu ra của bàn ủi điện. Đầu ra suy giảm năng lượng của bàn ủi điện về cơ bản là để chia thời gian tạm dừng ts thành nhiều phân đoạn (chẳng hạn như 50 phân đoạn). Trong mỗi giai đoạn, điện áp trung bình của phần tử gia nhiệt được thay đổi bằng cách điều khiển góc dẫn của thyristor. Với việc kéo dài thời gian tạm dừng, dẫn. Từng góc và điện áp trung bình giảm dần, và công suất đầu ra của bàn ủi cũng giảm dần. Nếu thời gian ts tăng và việc sử dụng không được khôi phục, tín hiệu báo động âm thanh sẽ được phát ra.

Luồng chương trình điều khiển 2.5 MCU

Sau khi máy vi tính đơn chip được khởi tạo, nó liên tục phát hiện trạng thái sử dụng của bàn ủi điện và xác định chế độ đầu ra nguồn theo phản hồi tín hiệu từ công tắc cảm ứng. Sau khi đầu ra một nửa công suất, trạng thái sử dụng vẫn được phát hiện liên tục và nếu sử dụng được khôi phục, toàn bộ công suất sẽ được cấp ngay lập tức, nếu không, công suất đầu ra sẽ giảm dần trong thời gian quy định. Sau khi hết thời gian, thyristor sẽ bị cắt để tắt máy điện tử. Cải thiện sự an toàn và nhắc nhở người dùng rút phích cắm nguồn điện thông qua bộ rung để đạt được tắt máy vật lý.