全自動電腦電飯機的製作方法
2023-04-29 17:09:41
專利名稱：全自動電腦電飯機的製作方法
技術領域：
本實用和新型涉及一種電熱烹煮裝置，特別是一種由電腦定時控制的，從量米到煮飯全自動完成的煮飯裝置。
目前，較先進的電熱煮飯炊具是電飯煲，能煮熟飯後自動斷電自動保溫，或定時完成烹煮加熱，給人們生活帶來方便，但是煮飯前的工作，如量米、洗米、配水等必須人工操作，未能實現全過程自動化，所採用的控制技術較為落後，沒有開發利用電腦進行自動化控制。
本實用新型的目的是為克服上述現有技術的缺點而設計的一種全自動電腦電飯機，利用微機自動控制技術，提高工作的精確度、穩定性和可靠性，使操作更簡單，設計上更接近實際需要。
本實用新型的目的可以通過以下措施來實現本電飯機由機械和控制電路兩部分組成。
機械部分設有漏鬥形貯米鬥，貯米鬥的下部裝有紅外線對管組成的缺米檢測器，貯米鬥下端連接橫向放置的量米管，量米管內裝有螺旋量米軸，量米電機聯接量米軸，貯米鬥下面設有洗米缸，洗米缸內設有洗米器，洗米器與上面的大齒輪聯接，大齒輪中心孔是下米通道，洗米電機軸上的主動齒輪與大齒輪配合，洗米缸上部裝有超水位檢測頭，洗米缸口裝有噴水器，噴水器連接流量計，流量計與進水電磁閥連接，洗米缸下端與換向閥相連接，換向閥套的縱向設有通孔，橫向開設有閥芯運動道和排米水孔，閥芯設有排水通道與閥套的排米水孔配合，閥芯排米水道上口裝有篩網，閥芯聯接電磁吸，閥套縱向通孔下部設有紅外線對管組成的粥泡檢測器和蒸汽孔，煲膽裝在換向閥下方，閥套縱向通孔連通煲膽，煲膽下面有發熱盤，PCT溫度檢測器裝設在發熱盤內孔中。
控制電路由中央處理器CPU、解碼器、電壓比較器及控制驅動電路、顯示器、檢測電路、電源組成。中央處理器CPU有四組八位接口，第一組是檢測信號輸入口，PTC溫度檢測器、粥泡檢測器、高水位檢測器、缺米檢測器分別連接第一組接口；第二組控制信號輸出接口，其中6個輸出接口分兩組送給兩個解碼器擴展為16個輸出端，解碼器的輸出端分別接顯示燈和下米、洗米、噴水、下煲、加熱驅動電路；第三組接口輸出顯示控制信號，各接口分別接解碼器，解碼器輸出信號通過驅動電路使顯示器工作，第四組是按鍵輸入接口，分別接功能鍵、較時鍵、較分鍵、手動鍵、清洗鍵、立即鍵。
中央處理器CPU內部數據存儲器的低128位元組(除四組通用寄存器外)用作各餐的定時時間、飯(粥)米量、配水微調量寄存器和時鐘、顯示緩衝寄存器，以及存放各種工作標誌，內部程序存儲器EPROM存放程序、原始數據。CPU內設兩T定時/計數TIMERO和TIMERI，TIMERO用作時鐘中斷的定時器，TIMERI用作流量計的計數器。
電飯機自動工作流程量米→第一次洗米→第一次泌米水→第二次洗米→第二次泌米水→撥米下煲→配水→煮飯(粥)。
本實用新型採用中央處理器CPU對數據處理和控制，使電飯機從量米到煮飯(粥)全程序自動化，工作的精確度、可靠性高，穩定性好，使用功能多，壽命長，操作簡便，是先進、實用的自動化家用電器。
本實用新型的具體結構和實施例由以下附圖給出。
圖1是全自動電腦電飯機的縱向剖面；圖2是全自動電腦電飯機的電路圖。
以下將結合附圖對本實用新型作進一步詳述參照
圖1，機體[2]的上部是貯米鬥[3]，貯米鬥上面有蓋[1]，貯米鬥的下部裝有缺米檢測器[4]，貯米鬥下端連接量米管[28]，在量米管內裝有螺旋量米軸[27]，量米電機[25]聯接量米軸[27]，貯米鬥下面設有洗米缸[8]，洗米缸內設有洗米器[9]，洗米器與上面的大齒稱[24]聯接，由洗米電機[5]通過齒輪傳動，洗米缸上部裝有高水位檢測觸頭[6]，沿洗米缸口裝有噴水器[7]，噴水器與流量計[23]和進水閥[22]連接，洗米缸下端與換向閥相接，換向閥套[10]縱向有通孔，橫向有閥芯運動道和排米水孔，閥芯[11]設有排米水通道與閥套排米水孔相對應，排米水道口上裝有篩網[21]，閥芯[11]聯接電磁吸[19]，在閥套通孔下部裝有紅外線對管組成的粥泡檢測器[30]和蒸氣孔[20]，換向閥下方有煲膽[13]，為節能煲膽周圍裝有保溫罩[14]，煲膽放在發熱盤[15]上，發熱盤內孔中心裝有PCT溫度檢測器[17]，為了便於取放煲膽，發熱盤[15]裝在升降架[16]上，升降架[16]與機門[18]聯動，煲蓋[12]的上方裝有保護開關[29]，機體的正面有電腦操作面板，面板後面是電路板盒[26]。
以下結合附圖對本實用新型的工作原理作詳細描述如圖2所示，CPU的復位電路由R1和C3組成，復位信號由9腳引入，高電平有效。通電瞬間，C3兩端電壓為0，9腳高電平，系統復位。C3充電很快使兩端電壓上升到5伏，9腳低電平，系統開始工作，各輸入/輸出口均為高電平，時鐘電路工作，程序從地址OOH開始執行。時鐘電路由石英晶體XTAL、微調電容C1、C2以及CPU內部振蕩電路組成，向CPU提供工作所需的時鐘脈衝信號。
IC2、IC3、IC5、是3-8解碼器，即對三個輸入信號進行解碼，得到8個輸出狀態。例如，CBA輸入十進位數0時，Y0輸出低電平，其它各輸出端為高電平；CBA輸入十進位數時1時，只有Y1為低電平；依此類推，CBA輸入十進位數7時，只有Y7為低電平，從而使對應的發光二極體發光或對應的電路工作。IC5的作用是使顯示器工作在動態掃描方式，即各位顯示器逐個地循環地發光，以減小CPU輸出口的開銷。
IC4是二一十進位碼至七段解碼器驅動器(簡稱CBD碼解碼器)，功能是當8421(即6、2、1、7腳)輸入BCD碼9時，通過驅動電路能使七段顯示器的對應「筆劃」發光。例如，8421輸入BCD碼2小時，輸出端A、B、G、E、D均為低電平(其餘三個輸出端為高電平)，經過反相驅動器後變為高電平，這時只要IC5的對應輸出端為低電平，則該位顯示器的a、b、g、e、、d段(數字5對應的筆劃)便發光，顯示出數字「Z」。
掉電保護電路在工作期間，若遇停電，則由各電源供電給CPU，使其正常運行，以保護工作現場和內部RAM記憶的各種參數，並使時鐘繼續運行。但在備用電源供電期間各種電機和發熱盤不能工作，而停止在當時的工作狀態，待市電供電時，備用電源被自動切斷，恢復現場，接續工作。停電檢測和電源切換R11R12、R13、R14、D19、D20、D21和一個電壓比較器來完成。當市電供電時，5伏主電源供給所有電路工作，經D19後供給CPU的電源電壓為4.7伏，當備用電源電壓低於4.7伏電，也可以經D21、D14給備用電源充電，此時D20、不能導通，備用電源沒有向CPU供電。R12、R13的分壓使電壓比較器的同相輸入端的電壓高於接地的反相輸入端的電壓，電壓比較器輸出高電平。當市電停電時，5伏主電源和+12伏電源均沒有電壓，除CPU外的其它電路以及交流用電器都停止工作。D19、D21均截止，只有D20、導通，備用電源經D20向CPU供電，CPU正常工作，時鐘正常運行，並保護掉電現場。此時，電壓比較器的同相、反相輸入端電壓均為0，因此輸出端也為低電平，程序通過CPU的P0.3檢測到後，即可保護工作現場，進入掉電保護狀態。
溫度檢測器主要採用了正溫度係數的溫控元件PCT。煮飯時，煲底開始溫度較低，PCT的電阻值較小，與R20的分壓較低，電壓比較器的反相輸入端的電壓比同相輸入端的電壓低，輸出高電平。當煮到煲底幹水時，煲底溫度升高很快，PCT的電阻增大很快，PCT與R20的分壓點電壓升高，很快就高於R21與R23的分壓，電壓比較器的同相輸入端的電壓低於的反相輸入端的電壓，輸出低電平，CPU通過P0.2檢測到後，關閉發熱盤。當溫度下降到一定時，電壓比較器輸出高電平，發熱盤又開始工作。
煮粥時，採用粥泡信號檢測器。在換向閥下方裝有一對紅外線發射-接收對管D23和D24，當有粥泡時，由於粥泡的拆射作用，使接收到的光線減弱，D24的內阻變大，C5正端的電壓升高，電壓比較器輸出高電平，三極體BG3飽和導通，集電極輸出低電平，CPU通過P0.1檢測到後，關閉發熱盤。因發熱盤有餘熱，煲內的粥繼續沸騰約3分鐘，然後再開發熱盤。
高水位檢測電路由R5、R6、R7、R8BG2和電壓比較器組成，HM與高水位檢測觸頭連接，機殼接地。洗米進水時，當水位到達洗米缸口，水面觸到高水位檢測觸頭後，因水的電阻較小，與R8的分壓後，HM的電壓降低，BG2得到偏壓後，由截止變為導通，電壓比較器的反相輸入端的電壓上升到超過同相輸入端的電壓，電壓比較器輸出低電平，程序通過P0.5檢測到後，立即關閉進水閥，以防止水從洗米缸口溢出。
繼電器驅動電路DR2有4個，分別驅動進水閥、洗米電機、換向閥磁吸和發熱盤，控制信號分別自M2、M1、M4、M3，電路完全相同，由光電耦合4N25、繼電器J、R28、R29、R30、C4、BG4組成。M接M1、M2、M3、M4的任一個，以M1為例，當M1有信號輸出時為低電平，光電耦合的發光二極體發光，其光線又使光敏三管導通，BG2也由截止變為飽和導綬，繼電器J吸合，洗米電機工作。量米電機驅動電路DR1的工作原理與DR2近似。
要本機全自動工作，首先必須進行參數設置。方法是用功能鍵K4選擇參數項目，然後用「校時」鍵K5、「校分」鍵K6進行調整。
調整前待命指示燈亮，本機工作在待命狀態，顯示器顯示當前時間，秒閃燈閃亮，上午/下午指示燈指示當前時間是上午或下午。
第一次接功能鍵K4，待命燈、秒閃燈、上午/下午燈滅，飯米量指示燈和臨時餐燈亮，顯示器D1顯示該餐的飯米量初始值0，這時按「校時」鍵K5，可使飯米量按50克的增量增加，到1200克後自動清0循環，顯示器同步顯示當前所選擇的米量，並且由程序隨時把所顯示的飯米量送入內部RAM保存。如果準備煮粥，則要讓飯量為0，方可調整粥米量，(如果準備煮飯，則粥米量必須為0，方可調整飯米量)。
第二次按功能鍵K4時，飯米量指示燈滅，粥米量指示燈亮，臨時餐燈繼續亮，顯示器d1顯示粥米量初始值0。這時按「校分」鍵K6，可使飯米量按50克的增量遞增，到300克時自動清0循環，顯示器同步顯示當前所選擇的米量，並且由程序隨時把所顯示的粥米量送入內部RAM保存。
第三次按力能鍵K4時，粥米量指示燈滅，定時指示燈、上午/下午燈亮，臨時餐燈繼續亮，秒閃燈閃亮，顯示器d3、d2、d1顯示臨時餐工作定時初始值000。這時按「校時」鍵K5可校對，按「校分」鍵K6，可校分，顯示器同步顯示該餐所選擇的定時時間，並且由程序隨時把所顯示的定時時間送入內部RAM保存。
第四次按功能鍵K4時，定時指示燈、上午/下午燈、秒閃燈滅，臨時餐燈繼續亮，顯示器d4、d3顯示臨時餐配水微調量增加量0。這時按「校時」鍵K5可調整配水微調量增加量，使以1為單位的增量遞增(每個單位可改變配水量的2％)，到9後自動清0循環。按「校分」鍵K6，顯示器改由d2d1顯示臨時餐配水微調量減小量0，這時再按「校分」鍵K6可調整配水微調量的減小量，使以1為單位的增量遞增(每個單位可改變配水量的2％)，並且由程序隨時把所顯示的微調量送入內部RAM保存。此時若要立即煮臨時餐，只要按一下「手動」K3即可立即從量米開始煮飯(粥)(其它餐沒有此功能)。若要定時工作，則再按一次工能鍵K4即可完成一個循環。此時待命狀態燈亮，臨時餐燈仍繼續亮6秒，在此6秒內如果繼續按功能鍵K4，則按上述的形式循環地設置早餐、午餐和晚餐的各項工作參數。否則，6秒後餐燈滅，待命狀態指示燈繼續亮，回到開始時的待命狀態。
經過上述的步聚循環四次，設置好各餐的各項工作參數後，只要時鐘到了某餐的定時時間，本機即可全自動地煮飯(粥)工作。
當打開機門時，飯煲下降，保護開關K7沒有受到壓力而回到常閉狀態，使I/O口P0.6為低電平，被程序檢測到後，電腦只能運行和顯示時鐘，而不能進行其它任何工作。當把飯煲蓋好蓋後放進機倉內關好門時，發熱盤和飯煲上升，煲蓋壓住保護開關K7，使其斷的開，P0.6變為高電平，電腦即可正常操作和控制。
主程序運行時，不斷地檢測各餐的定時時間是否到，時間一到，就立即調用工作子程序運行。此時工作指示燈D15、相應的餐燈和飯(粥)燈亮。首先由IC2的9腳輸出啟動量米電機的信號，經電機驅動電路DR1驅動量米電機，帶動螺旋形量米器量米，每50克米的量米時間約為3-5秒，由延時程序根據米量控制量米時間，與此同時，由IC2的10腳輸出啟動洗米電機的信號，經繼電器驅動電路DR2使繼電器J吸合，洗米電機啟動，通過齒輪減速傳動，使洗米器轉動，目的是防止落下洗米缸的米形成圓錐形而阻塞下米口。當量米結束時，關閉量米電機，並由IC3的9腳輸出啟動進水閥的信號，經繼電器驅動電路DR2使繼電器J吸合，進水閥進水，水由洗米缸口內緣的噴水器，沿著洗米缸的內壁進入洗米缸，洗米器繼續轉動洗米。洗米缸下端換向軸的淘沙網與換向閥的圓孔對正，此時米水和小沙粒經淘沙網、斜向排水通道、排水管流出機外。洗米時間由米量決定，通過延時程序控制。第一次洗米結束後，關閉進水閥和洗米電機，讓米水泌乾淨，經過二至三下秒後，重複一次洗米和泌米水過程。
第二次泌米水結束後，由IC3的11腳輸出啟動換向閥的信號，經繼電器驅動電路DR2使繼電器J吸合，換向器的磁吸吸合，磁吸使換向軸作水平移動，移到換向軸的圓孔與軸套的圓孔對齊，同時啟動洗米器，通過通向飯煲的圓孔，把米拔下飯煲，經過二十秒後，再啟動進水閥根據米量和配水微調量進行配水，水流把剩餘在洗米缸的米完全衝下煲內，洗米器繼續轉動拔米。配水量通過流量計進行檢測。配水結束後，關閉了洗米缸與飯煲的通道。同時，CPU的P1.6腳輸出信號，經繼電器驅動電路DR2使發熱盤工作，開始煮飯。
煮飯結束後，關閉工作燈，結束指示燈亮。
打開機門取飯(粥)時，結束批示燈滅，待命燈亮，返回待命狀態，此時才可以進行新的工作，在打開機門前不能進行任何工作。
手動煮飯該功能是為了解決有時需要人工控制而不要定時控制的問題。操作方法是先按一下手動鍵K3，此時臨時餐燈閃亮，表示詢問準備煮哪一餐，這時按「校分」鍵即可選擇某餐，然後再按手動鍵，就可以全過程自動地煮飯了。
清洗該功能的作用是清洗米缸，實際上是運行了兩次洗米程序(第②至④流程)。只要按一下清洗鍵即可開始，清洗結束後自動返回待命狀態。
立即煮飯該功能與普通電飯煲相似，實際上是直接開通發熱盤(只運行第⑧個流程)，沒有量米、洗米……等工序，以方便特殊需要。操作方法是先按一下「立即」鍵K1，此時飯指示燈和粥指示燈輪留閃亮，表示詢問煮弱還是煮飯，按「校時」鍵則開始煮飯，按「校分」鍵則開始煮粥。
停水等待在洗米或配水期間，若遇停水(通過流量計檢測)，則繼續10分鐘後關閉進水閥等待15分鐘，等待期間工作燈閃亮，然後再啟動進水閥，如此循環，一直到有水為止。
缺米檢測報警在貯米鬥的下段有一對紅外線對管，當貯米鬥剩米少於1200克時，接收管能接收到發射管發出的紅外線而內阻減小，從而使P0.6為高電平，程序檢測到後，由P0.7輸出報警信號，經R3、BG1驅動壓電陶瓷喇叭，並限制不能進行手動煮飯和定時煮飯。
權利要求1.一種全自動電腦電飯機，有機體和控制電路兩大部分，其特徵如下1)、貯米鬥[3]下端連接量米管[28]，量米管內裝有螺旋量米軸[27]，量米軸[27]聯接量米電機[25]，貯米鬥下部裝有缺米檢測器[4]；2)、貯米鬥下面設有洗米缸[8]，洗米缸內設有洗米器[9]，洗米器與上面大齒輪[24]聯接，大齒輪[24]與洗米電機[5]軸的齒輪配合，洗米缸口裝有噴水器[7]，噴水器連接流量計[23]，流量計[23]連接電磁閥[23]；3)、洗米缸[8]下端與換向閥相接，換向閥套[10]縱向設有通孔，橫向設有閥芯運動道和排米水孔，閥芯[11]設有排米水通道與閥套排米水孔配合，閥芯[11]排米水道上口裝有篩網[21]，閥芯[11]聯接電磁吸[19]，閥套縱向通孔下部設有粥泡檢測器[30]和蒸汽孔[20]；4)煲膽[13]裝在換向閥下方，閥套縱向通孔連通煲膽，煲膽下面發熱盤[15]內孔中心設有溫度檢測器[17]；5)控制電路由中央處理器CPU、解碼器IC2、IC3、IC4、IC5、電壓比較器IC6及控制驅動電路、顯示器、檢測電路組成；中央處理器CPU有四組八位接口，第一組是檢測信號接口P0，PTC溫度檢測器、粥泡檢測器、高水位檢測器、缺米檢測器分別連接第一組接口；第二組是控制信號輸出接口P1，其中6個輸出接口分兩組送給兩個解碼器IC2、IC3擴展為16個輸出端，解碼器輸出端分別接顯示燈和下米、洗米、噴水、下煲、加熱驅動電路；第三組是輸出顯示接口P2，各接口分別接解碼器IC4、IC5，解碼器輸出信號通過驅動電路接顯示器；第四組是按鍵輸入接口P3，各接口分別接功能鍵K4、校時鍵K5、校分鍵K6、手動鍵K3，清洗鍵K2、立即鍵K1。
專利摘要全自動電腦電飯機，機械部分有貯米鬥[3]、量米裝置、洗米裝置、下煲裝置、加熱控制裝置等組成，控制電路採用中央處理器CPU和解碼器、電壓比較器、驅動電路、顯示器、檢測電路等組成，能從量米、洗米、配水、煮飯(粥)全過程自動完成，工作的精確度、可靠性高，穩定性好，功能齊全，操作簡便，是先進實用的自動化家用電器。
文檔編號A47J43/00GK2223954SQ9520443
公開日1996年4月10日 申請日期1995年3月8日 優先權日1995年3月8日
發明者陳龍兵, 程洪基 申請人:陳龍兵, 程洪基