基于单片机的投币式全自动豆浆机专业系统设计.doc

基于单片机投币式全自动豆浆机系统设计
何聪聪，乔刘洋，张建，胡茂博，徐安安，任乘乘*
（安徽大学 电气工程与自动化学院 230601）
摘要：本文以单片机技术为核心，以机械平衡装置，压力传感器应用为辅助技术，设计了基于单片机投币式全自动豆浆机系统设计。产品考虑到了实际制作过程技术方面取舍，又结合了商业运营也许性，如尽量使用便宜可靠材料，使用较为透明材料，投币器放弃电子设计而使用较为简朴机械设计。 基金项目：安徽大学创新创业训练筹划（10357061）， 安徽大学教诲质量提高筹划项目（xjjyxm14048）. (任乘乘).

核心词：单片机技术，压力传感器，投币式全自动豆浆机系统

The Design of coin operated automatic soya bean milk machine Systems
Congcong He，Liuyang Qiao，Jian Zhang，Maobo Hu，Anan Xu，Chengcheng Ren
(School of Electrical Engineering and Automation，230601，China)
Abstract：By using the single chip microcomputer technique，the mechanical equilibrator，and the pressure sensor technology，this paper studied the coin operated automatic soya bean milk machine.Taking into account the actual process of technology choice，and com- bined with the business possibilities，such as the use of cheap and reliable materials，use of transparent materials，the coin give up electronic design and the use of simple mechanical design.
Key words：Single chip microcomputer technique，Pressure sensor， The coin operated automatic soya bean milk machine.
1 引言
随着着人们生活提高，豆浆机成为人们喜欢饮品，但是和灌装饮料相比，豆浆有一种巨大缺陷就是繁琐制作过程，为了让人们随时随处都可以喝上香甜可口豆浆，咱们提出了全自动化豆浆机理念。
让喜欢喝豆浆消费者随时随处喝上豆浆，全自动化豆浆机只有一种开核心，类似于家用饮水机，内部相称于一种黑箱，操作十分简朴，并且可以用于商用，例如，在寝室或者食堂门口安装，只要顾客投下一枚一元硬币，豆浆机就会流出一杯豆浆，不需要消耗人们大量精力和体力去制作豆浆。
2 设计和整体思路
通电后，系统拟定保温箱与否存在豆浆，如果存在，单片机批示加温装置开始对豆浆进行加热，达到一定后，保温装置会维持保温箱里豆浆在适当温度，如果系统发现水箱内豆浆不够，则报警灯会报警。
单片机控制放进搅拌槽里水量和豆子量，系统工作固定期间，将混合物输入到保温设备中存起来。
投入一元硬币，由于当投入硬币后，当硬币通过进币口时，比较线圈感应出比较电压，如果拟定为一元硬币，则系统启动开始输出豆浆，否则系统不响应。
系统拟定启动后，单片机控制从保温设备中输出国定豆浆到设备下方杯子中。系统输出一杯新鲜豆浆。单片机控制设备冲洗时间，每隔固定期间，保温设备布满后，系统停止榨豆浆。
此项目创新点就在于通过单片机来控制豆浆机运转，只要简朴投币进去就可以出来一杯热豆浆，协助位于快时代咱们节约时间，并且可以懂得豆浆制作全过程。
3 硬件电路和软件实现
硬件电路重要实现内容是电压稳定，由于单片机正常工作电压是5V而投币器正常工作电压是12V，为了实现电压转换，因而采用如下图电路变化原理图。软件设计重要涉及投币器真假辨认，水温监测，自动加热等。
3.1 硬件设计
3.1.1电压转换器
电压转换器（用于实现单片机5v电压规定和投币器12v电压规定统一化）其原理图1所示：

图1 5-12V升压电路
当芯片内开关管(Q1)导通时，电源经取样电阻R1、电感L1、MC340631脚和2脚接地，此时电感L1开始存储能量，而由C4对负载提供能量。当Q1断开时，电源和电感同步给负载和电容C4提供能量。电感在释放能量期间，由于其两端电动势极性与电源极性相似，相称于两个电源串联，因而负载上得到电压高于电源电压。开关管导通与关断频率称为芯片工作频率。只要此频率相对负载时间常数足够高，负载上便可获得持续直流电压。
3.1.2投币器设计
本豆浆机采用比较式投币器（见图1），它由比较线圈，AD，检测光眼，进币口电机等构成，工作原理如下：
当投入硬币后，当硬币通过进币口时，比较线圈感应出比较电压，经整形解决送入到AD转换器当中，经AD转换后送到CPU。
投币器重要功能涉及四个某些：一是用于产生高频方波振荡电路，而是用于控制真假币流向电闸门，三是用于检测硬币投入过程各个位置光电传感器，最后就是控制所有检测和控制电路集中控制单元。
1、 方波振荡电路
这个功能模块最重要是产生高频信号线圈，当没有任何铁质物品进入线圈时，这个高频方波振荡电路输出频率是很稳定、一致高频信号，当有铁质物品进入时，这个线圈电感值变化，从而引起振荡电路输出高频信号频率变化，只要通过检测这些变化值，便可以区别出真假币。
2、 电闸门驱动
电闸门是一种简朴直流电机控制闸门，它作用就是检测到硬币为真时，驱动小电机正转，使真币进入，然后再反转关闭进币口，如检查到硬币为假时，则让硬币退出。（见图2，3）

图2 方波振荡电路

图3 电闸门驱动
3.1.3 水箱设计
存储豆浆水箱构造类似于自动电热开水器，其由水箱、水路通道以及电加热控制电路构成。构造示意图如下图4所示，电加热控制电路如下图5所示。

图4 水箱构造示意图

图5 电加热控制电路
水箱工作原理工作原理
　　1.水箱、水通道：生水箱进水。水位上升浮子使进水阀关闭。浮子开关s2动作。电热管加热，水开后沸水被蒸汽压入储水箱。
　　煮沸储存箱水满时，浮子sl动作，恒温电热管工作。保持开水提供饮用。当生水箱水位下降时，浮球下降时，进水阀开通加水，重复循环过程。周而复始保证开水正常供应。
　　2.电加热器控制电路：接通OS，主电路得电。LEDl灯点亮。当生水箱水位达到设定水位时。水位控制开关S2闭合。接触器KM1线圈得电动作。主触头闭合，加热管EHl～EH3得电加热，开水进入储水箱。若开水储量局限性，则保温电热管EH4小工作，若开水储量达到设定值，Sl动作。
　　Wll与触点一O2接通。接触器KMl线圈断电复位，主触头断开EHl—EH3加热管电源。
停止加热。此时。交流接触器KM2线圈得电动作，KM2触头闭合。EH4得电投入保温。在保温过程中，开水温度受温控开关sTl出水与ST2控制。低于sTl与ST2设定温度时。温控开关自动通电加加热；如温度高于设定值时温控开关STT与ST2则自动断电，停止加热。
当水箱缺水时，水位开关S2自动断开电源，保证加热器在无水或水量局限性状况下及时切断电源。当开水储量局限性时。水位开关s1也自动断开，保温加热管也不参加加热。SA为再沸腾按钮。
3.2 软件设计
3.2.1 水箱软件流程图，如图6所示。

图6 水箱软件流程图
3.2.2 全自动豆浆机软件流程图
在机器安装后，水箱为空时，接通电源，当豆浆浮子触顶时，低压开关常开触点闭合，同步主板接到由低压开关传播过来一种“水压足够”信号.经主板CPU解决后，给进水电磁阀继电器一种信号，使继电器导通，同步相应批示灯亮，进水电磁阀打开进水，延时在13秒到15秒后，高压泵继电器接到主板信号，继电器接通，同步相应批示灯亮，高压泵得到电压起动，机器开始制豆浆，其大体工作流程如下图7所示：

图7 豆浆机运营过程

4 总结(Conclusion)
本次项目重要是设计一种投币式豆浆机，投币器与豆浆机充分结合，实现当有硬币投入时便有热乎乎豆浆出来，这个设计项目对于当前快时代可让人们花很少时间去等待豆浆。机械，控制，电路等各种知识相结合实现一体化设计，实现自动加水、磨豆、搅拌、清洗、出豆浆等过程。在设计过程中咱们对解决问题能力有了进一步提高，增进团队合伙能力，互相学习。但愿将来此设计能大众化，服务人民。

参照文献
[1] 侯殿有. 单片机C语言程序设计[M]. 北京：人民邮电出版社，.
[2] 郑文纬，吴克坚. 机械原理[M]. 北京：高等教诲出版社，1997.