陳蒙　韓幫國(guó)

摘 要：本文預(yù)設(shè)計(jì)出一種可以定時(shí)的燃?xì)庠?，此次設(shè)計(jì)中預(yù)采用電子定時(shí)的方式，用STC89C51單片機(jī)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)閉燃?xì)庠畹哪康?，通過(guò)矩陣鍵盤輸入定時(shí)時(shí)間后，可在預(yù)設(shè)時(shí)間完成后關(guān)閉燃?xì)庠睿o生活帶來(lái)了便利，也減少了安全隱患。最后通過(guò)Solid Works驗(yàn)證了其機(jī)械結(jié)構(gòu)，并對(duì)其電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)及其仿真，驗(yàn)證了其合理性。

關(guān)鍵詞：電子定時(shí);燃?xì)庠?STC89C51;SolidWorks

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.101

0 引言

現(xiàn)今生活中經(jīng)常性的突發(fā)火災(zāi)，其中因燃?xì)庠蚨l(fā)火災(zāi)的情況占很大一部分，一種可以定時(shí)的燃?xì)庠畹某霈F(xiàn)，可以很好的減少這方面的安全隱患。本文的燃?xì)庠畹脑O(shè)計(jì)采用了鍵盤旋鈕作為輸入，STC89C51作為主控板，舵機(jī)作為輸出的方式，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定時(shí)，以及良好的控制，并加裝有顯示屏模塊，報(bào)警模塊，多種傳感器，以及物理阻斷按鈕等，更進(jìn)一步的保證了，燃?xì)庠畹陌踩约皩?shí)用性[1]。

1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

相對(duì)于傳統(tǒng)的燃?xì)庠?，此電子定時(shí)式燃?xì)庠畈捎昧穗娮哟蚧?，舵機(jī)控制燃?xì)忾y[2]。灶頭與傳統(tǒng)燃?xì)庠钤铑^相似，底座為大理石板結(jié)構(gòu)，美觀光滑不易傳熱，控制部分為鍵盤、旋鈕、指示燈、蜂鳴器、顯示屏等的集成，安裝在傳統(tǒng)燃?xì)庠钚o的位置附近，電池燃?xì)夤艿冉Y(jié)構(gòu)集成在底座下側(cè)，進(jìn)行封閉處理不影響整體美觀性，整體進(jìn)行滅弧處理[3]。

2 控制部分設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)采用STC89C51芯片為主控芯片，由輸入模塊，控制模塊，輸出部分，三部分組成，輸入部分為：矩陣鍵盤輸入定時(shí)時(shí)間，并啟停定時(shí)功能;旋鈕控制火候大小;傳感器檢測(cè)有無(wú)氣體泄漏，進(jìn)一步保證安全。考慮到實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性，控制模塊采用了STC89C51芯片，其提供的引腳可完全滿足正常設(shè)計(jì)及使用，以及開發(fā)功能[4]。輸出部分主要由舵機(jī)控制燃?xì)忾y來(lái)完成，完成火候啟閉，火候大小的調(diào)節(jié);電子打火成功率高，顯示屏可顯示定時(shí)時(shí)間，火候大小等;指示燈可分辨燃?xì)忾y是否打開，是否定時(shí)以及傳感器的輸出;蜂鳴器可實(shí)現(xiàn)定時(shí)完成后報(bào)警，以及傳感器檢測(cè)泄露報(bào)警等。

（1）輸入部分設(shè)計(jì)。1）矩陣鍵盤部分設(shè)計(jì)：此矩陣鍵盤輸入部分采用了，4×4矩陣鍵盤，結(jié)合程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了，燃?xì)庠羁傮w的打火啟用?；痍P(guān)閉，即按鈕按下控制進(jìn)氣閥啟閉的舵機(jī)工作，同時(shí)電子打火裝置工作實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)控制;對(duì)實(shí)現(xiàn)了定時(shí)功能的啟停，定時(shí)時(shí)間的輸入以及通過(guò)矩陣按鍵調(diào)節(jié)燃?xì)庠罨鸷虻拇笮　?）旋鈕部分設(shè)計(jì)：考慮到傳統(tǒng)火候調(diào)節(jié)的習(xí)慣，本設(shè)計(jì)在矩陣鍵盤調(diào)節(jié)火候的基礎(chǔ)上，添加了旋鈕調(diào)節(jié)，通過(guò)旋鈕控制輸入電流的變化，控制傳動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制火候的微弱變化，精準(zhǔn)并且方便快速精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。3）傳感器輸入部分設(shè)計(jì)：本設(shè)計(jì)充分的考慮到安全問(wèn)題，在各電器部件采用滅弧處理后并且加裝了多種傳感器，溫度傳感器、各電器部分如果溫度過(guò)高會(huì)引起蜂鳴器工作報(bào)警，并控制進(jìn)氣閥舵機(jī)工作切斷燃?xì)夤?yīng)。

（2）輸出部分設(shè)計(jì)。燃?xì)忾y控制舵機(jī)，火候控制舵機(jī)，舵機(jī)工作溫度為-30-60℃，工作扭矩為13KG/cm，控制精度為0.13°，精度高扭矩大并且適用于此工作環(huán)境;提示指示燈，此裝置有三個(gè)指示燈，指示燈一顯示燃?xì)庠畹膯⑼?，指示燈二顯示定時(shí)功能的啟停，以及定時(shí)結(jié)束指示燈閃爍，指示燈三顯示傳感器狀態(tài)，傳感器報(bào)警時(shí)知指示燈三閃爍，蜂鳴器在定時(shí)結(jié)束以及傳感器檢測(cè)到信號(hào)時(shí)都會(huì)工作報(bào)警;并且此裝置加裝了液晶顯示屏，以便顯示定時(shí)時(shí)間以及其他功能信息。

3 功能實(shí)現(xiàn)原理

整體功能實(shí)現(xiàn)為，使用時(shí)按下開始按鈕，燃?xì)忾y舵機(jī)以及電子打火裝置工作，燃?xì)庠罟ぷ?，通過(guò)鍵盤火候大小調(diào)節(jié)或者旋鈕火候大小調(diào)節(jié)，通過(guò)調(diào)節(jié)火候控制舵機(jī)從而間接精準(zhǔn)的控制火候的大小;當(dāng)需要啟用定時(shí)功能的時(shí)候時(shí)，通過(guò)矩陣鍵盤輸入定時(shí)時(shí)間，按下定時(shí)啟用按鈕，定時(shí)開始，定時(shí)結(jié)束后通過(guò)控制燃?xì)忾y舵機(jī)，自動(dòng)關(guān)閉燃?xì)庠睢?/p>

4 仿真及驗(yàn)證

本設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用了SolidWorks軟件進(jìn)行了檢測(cè)及仿真，驗(yàn)證了其機(jī)械結(jié)構(gòu)的可行性及穩(wěn)定性，電子電路部分進(jìn)行了Protues設(shè)計(jì)及程序燒錄，驗(yàn)證了其電控部分的穩(wěn)定正常運(yùn)行，此燃?xì)庠钤O(shè)計(jì)所選用的機(jī)械結(jié)構(gòu)材料及其電子部分元器件，皆考慮并滿足工作環(huán)境及工作條件的需要，下一階段將進(jìn)行實(shí)物測(cè)試。

5 結(jié)論及展望

本文設(shè)計(jì)了定時(shí)燃?xì)庠畹恼w外觀結(jié)構(gòu)及整個(gè)裝置的控制部分。采用solidworks軟件檢測(cè)了定時(shí)燃?xì)庠顧C(jī)械結(jié)構(gòu)的可行性和穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)電路部分進(jìn)行了Protues設(shè)計(jì)及程序燒錄，驗(yàn)證了其電控部分的運(yùn)行穩(wěn)定性。為下一階段實(shí)物制作墊下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在現(xiàn)在較為忙碌的社會(huì)生活中，可以定時(shí)的燃?xì)庠钣兄鴱V泛的需求，一種電控定時(shí)式燃?xì)庠顚⒊蔀樯鐣?huì)的主流，將會(huì)解決人們?cè)谌粘Ｉ鹱鲲垥r(shí)，對(duì)時(shí)間的把握，以及火候的控制，以及更簡(jiǎn)潔安全方便的控制，可以使日常家居的燃?xì)庠钕蛑斯ぶ悄艿姆较蚋M(jìn)一步。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉敏.傳感器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：280-284.

[2]李奇兵，周建梅，馮乙軒等.一種智能燃?xì)庠畋Ｗo(hù)裝置的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)科技投資，2017（23）：312-313.

[3]步允澤.智能燃?xì)庠羁刂葡到y(tǒng)的研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2017（04）：133-134.

[4]許中璞.智能電力系統(tǒng)中單片機(jī)控制技術(shù)研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（12）：173.

作者簡(jiǎn)介：陳蒙（1998-），男，安徽淮北人，學(xué)士，研究方向：機(jī)電一體化。