可控制温度的燃气型烤炉控制系统的制作方法

1.本发明属于户外烧烤技术领域，尤其涉及一种可控制温度的燃气型烤炉控制系统。


背景技术：

2.日常生活中厨房燃气为常用点火烹饪使用，燃气灶阀门大部分都可以调节开启程度，通过不同的火力来烹饪出各式各类的菜肴，这种传统的燃气灶可以满足某些场合的使用要求，但是在户外使用的过程中，外界因素干扰较多，燃气炉抗干扰能力较差，无法满足户外使用的需求。并且如果长时间需要保持某一温度烹饪，无法准确的调节火力使温度保持一定可控范围，造成烹饪食材不能满足口味需求。现有专利号为cn201811312119.7一种燃气烤炉包括外壳、燃气燃烧器、燃气阀和点火器，所述燃气燃烧器为红外燃烧器，燃气燃烧器包括底壳和红外燃烧板；所述外壳的前板上设有前开口，外壳的顶板和侧板上设有进风散热孔；还包括内胆。现有燃气烤炉采用燃气燃烧器为红外燃烧器，虽然避免了明火加热，但是相对制造成本较高，烤炉结构复杂，当烤炉外部气温发生较大变化时，烤炉内温度很难控制恒定。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供可控制温度的燃气型烤炉控制系统，从而实现燃气炉抗外界干扰能力强，可以自动控制炉内温度的燃气型烤炉控制系统。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
4.可控制温度的燃气型烤炉控制系统，包括主控单元、分别与主控单元电性连接的用于给整体系统供电的电源电路单元、用于控制燃气阀门出气量的汽缸阀门控制电路单元、用于检测烤炉内温度的温度采集电路单元、用于实时显示烤炉内温度和燃气阀门状态的显示屏幕驱动电路单元、用于烤炉内燃气点火开启的脉冲点火及火焰检测电路单元、以及用于户外备用供电的锂电池供电电路单元。
5.具体的，所述主控单元由hr8p506fhlq芯片以及其外围电路组成，主控制单元输入信号分别为点火反馈信号、按键信号、编码器信号、及温度采集电路输出电压；主控制单元输出信号分别为汽缸阀门控制信号、脉冲点火器控制信号、显示屏幕控制信号。
6.具体的，所述电源电路单元包括ncp1203d60r2g芯片，ncp1203d60r2g芯片的fb管脚连接二极管d17，adj管脚和gnd之间连接电阻r56，drv管脚连接mos管q7。
7.具体的，所述汽缸阀门控制电路单元包括两路汽缸阀门的控制电路以及一个比例阀的控制电路。
8.具体的，所述温度采集电路单元通过max6675isa芯片放大k型热电偶的两端电动势的变化转换为数字信号输出给主控单元进行温度采集。
9.具体的，所述显示屏幕驱动电路单元使用ta6932芯片接收主控单元输出的数据信号(din)，时钟信号(clk)，片选信号(stb)。
10.具体的，所述脉冲点火及火焰检测电路单元，其中脉冲点火电路使用两个mos管级联驱动，火焰检测电路包括两种检测方式，分别是电压检测输出hot_fb和电流检测输出hot_fb2，hot_fb信号为一定频率的方波，主控单元通过检测上升沿或者下降沿的方式判断点火是否成功。
11.与现有技术相比，本发明可控制温度的燃气型烤炉控制系统的有益效果主要体现在：
12.燃气型烤炉控制系统具有独特的三级阀门控制机制，使用高压转换器点火，控制系统采集5路平均分布在烤炉内部的热电偶计算烤炉实时温度，用户通过按键旋钮输入设定温度值。此时系统持续不断将采集实际温度与用户输入的设定温度的比较计算，采用pid算法不断的调节比例阀的开启比例，根据实时的温度差调节系统的燃气输出量，使炉内的温度稳定在用户设定温度。用户使用旋钮可以5℉一档调节设定温度值，实现精准稳定的控温。
附图说明
13.图1为本发明实施例系统连接结构示意图；
14.图2为本实施例主控单元电路图；
15.图3为本实施例电源电路单元电路图；
16.图4为本实施例汽缸阀门控制电路单元电路图之一；
17.图5为本实施例汽缸阀门控制电路单元电路图之二；
18.图6为本实施例汽缸阀门控制电路单元电路图之三；
19.图7为本实施例温度采集电路单元电路图；
20.图8为本实施例显示屏幕驱动电路单元电路图之一；
21.图9为本实施例显示屏幕驱动电路单元电路图之二；
22.图10为本实施例显示屏幕驱动电路单元电路图之三；
23.图11为本实施例显示屏幕驱动电路单元电路图之四；
24.图12为本实施例脉冲点火及火焰检测电路单元电路图；
25.图13为本实施例锂电池供电电路单元电路图。
具体实施方式
26.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
27.实施例：
28.参照图1-13所示，本实施例为可控制温度的燃气型烤炉控制系统，包括主控单元、分别与主控单元电性连接的用于给整体系统供电的电源电路单元、用于控制燃气阀门出气量的汽缸阀门控制电路单元、用于检测烤炉内温度的温度采集电路单元、用于实时显示烤炉内温度和燃气阀门状态的显示屏幕驱动电路单元、用于烤炉内燃气点火开启的脉冲点火及火焰检测电路单元、以及用于户外备用供电的锂电池供电电路单元。
29.主控单元主控制单元主要是由hr8p506fhlq芯片以及其外围电路组成。r8p506fhlq负责整个系统的数据采集与控制信号输出。其中输入信号分别为点火棒反馈信
号1(电压方式)，点火棒反馈信号2(电流方式)，按键1-3(用户设定温度模式)，编码器信号，温度采集电路输出电压。输出信号分别为三级汽缸阀门的控制信号，脉冲点火器控制信号，显示屏幕控制信号，声音单元控制信号等。hr8p506fhlq芯片采集温度信息，用户输入信息后在程序中进行综合性处理输出各类控制信号。
30.电源电路单元包括ac/dc电源电路，ac/dc电源电路的核心是ncp1203d60r2g芯片，当110v交流电通过c59，l5和c57组成的滤波器滤波后进入bd1整流桥，110v交流电压会放大1.41倍变为155.56v直流电压。这个直流电压会经过变压器tf2的初级绕组在mos管q7处停止；此时辅助绕组会产生感应电压由d4整流，c49滤波输出vsub给ncp1203d60r2g芯片供电，ncp1203d60r2g的管脚5drv脚输出电压，q7的gs端导通，初级绕组155.56v直流电压形成完整回路，r53，c53，d5和d13组成剑锋脉冲吸收电路保护初级绕组，变压器tf2次级绕组输出12v电压。上述过程是110v交流电转化为系统使用的12v直流电的过程。ncp1203d60r2g芯片具有反馈输入功能，ncp1203d60r2g芯片会根据fb脚输入的电压调节芯片内部的震荡频率从而调整初级绕组的电压，次级绕组电压随着初级绕组电压的变化而变化。从而稳定12v的直流电压输出。反馈系统使用tl341可调稳压管和817b光耦输出反馈信号。u6的参考引脚的输入电压取决于次级绕组的输出电压，经过分压电阻r23，r25得到参考电压从而判断是否导通阳极与阴极，当参考电压大于2.5v时，u6导通，u12的2脚接地，u12的1脚2脚电压差满足u12光耦开启要求，u12的3脚和4脚导通，系统形成完整闭环，保证了12v电压的稳定。r23与r25的分压电阻选值会直接影响到u6参考脚的输入电压，为保证tl341参考电压准确，应尽可能选取较小的电阻值，本实施例中选取1.5kω。
31.汽缸阀门控制电路单元包括两路汽缸阀门的控制电路以及一个比例阀的控制电路。其中汽缸阀门的控制电路使用两个三级管控制12v电压的输出，以主气缸阀门电路为例：mcu输出高电平信号时，t1三极管基极电压大于发射极电压，t1导通，此时t2三极管基极通过t1三极管接地，t2三极管发射极与基极产生电压差，t2导通，j6两端电压为12v，插入j6的主汽缸阀门开启；mcu输出低电平信号时t1的基极通过d10接地，与发射极电平一致，t1三级管截止，t2三极管基极通过r13电阻接12v与发射极电平一致t2三级管截止，j6两端电压为0v，插入j6的主汽缸阀门关闭。次级气缸阀门控制原理与主阀门控制原理类似。三级阀门为比例阀，mcu系统输出pwm控制阀门开启的比例。mcu的输出信号并不具备足够的能量驱动比例阀，所有电路中使用了lm358运算放大器来放大mcu的输出信号，proportional_valve_en数据接入u1(lm358)的3脚，u1的7脚输出放大后的信号驱动比例阀。
32.温度采集电路单元包括外接的pt1000电阻和高精度采样电阻。电路简单有效，效率高。以probe sense1示例：外接的pt1000电阻经j12接入温度采集电路，经过与r32电阻分压输出电压值，mcu经过c18滤波电容，r36限流电阻采集adc值，根据采集的电压计算出由j12接入的pt1000电阻的阻值，根据pt1000阻值与温度的对应表查询到当前该点位的温度。其中r32使用的为0.05％精度的2k电阻，以保证计算pt1000电阻的精度。温度采集电路单元使用max6675isa芯片放大k型热电偶的两端电动势的变化转换为数字信号输出给mcu进行温度采集。
33.显示屏幕驱动电路单元使用ta6932芯片接收mcu输出的数据信号(din)，时钟信号(clk)，片选信号(stb)。din在时钟上升沿输入串行数据，从低位开始。clk在时钟上升沿输入/输出串行数据，在上升或下降沿初始化串行接口，随后等待接收指令。stb为低后的第一
个字节作为指令，当处理指令时，当前其它处理被终止。当stb为高时，clk被忽略。ta6832的输出端内部继承了pmos输出和nmos输出两种输出方式，其中seg1-seg8使用pmos开漏输出连接显示屏的段码，grid1-grid16使用nmos开漏输出连接显示屏的位码。
34.脉冲点火及火焰检测电路单元分为两个部分：脉冲点火电路使用两个mos管级联驱动，mcu输出控制信号fire_power_en给t9的g极，输入信号为高电平时t9的s极和d极导通，t7的g极引脚此时为低电平，t7的s极和d极导通，j11的1脚输出5v控制信号启动点火脉冲器；输入信号为低电平时，t9g极与s极之间没有压差，mos管截止，此时5v的电压经r19接入t7的g极，mos管t7截止，j11关闭点火脉冲器。火焰检测电路本系统使用两种检测方式分别是电压检测输出hot_fb和电流检测输出hot_fb2。hot_fb信号为一定频率的方波，mcu通过检测上升沿或者下降沿的方式判断点火是否成功；hot_fb2信号为一定范围内的电压值，u14电流放大芯片ina180a3idbvr通过100k的采样电阻采集工作时的电流，经过u14放大后输出给mcu。
35.锂电池供电电路单元包括mt3068芯片，锂电池供电电路sw－端与锂电池接入电路的in－端通过电感l4相连，同时与锂电池供电电路的en通过电阻r78连接。
36.本实施例的燃气型烤炉控制系统具有独特的三级阀门控制机制，使用高压转换器点火，控制系统采集5路平均分布在烤炉内部的热电偶计算烤炉实时温度，用户通过按键旋钮输入设定温度值。此时系统持续不断将采集实际温度与用户输入的设定温度的比较计算，采用pid算法不断的调节比例阀的开启比例，根据实时的温度差调节系统的燃气输出量，使炉内的温度稳定在用户设定温度。用户使用旋钮可以5℉一档调节设定温度值，实现精准稳定的控温。
37.在本发明的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
39.虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。