一种多功能油烟机控制电路的制作方法

本发明涉及一种油烟净化设备，更具体地说，它涉及一种多功能油烟机控制电路。

背景技术：

油烟机改变了厨房的大环境，可以将对厨房环境和人体有害的油烟迅速抽走，将油烟排出到室外，减少污染，净化空气，并有防毒、防爆的安全保障作用。油烟机已成为现代家庭必不可少的厨房设备。

现有的油烟机不仅功能模式单一，且油烟机的各个执行器件(例如风机、照明等)需要单独的控制按键来操控，需要用户一次操作多个控制按键来控制各个执行器件的工作状态，从而切换油烟机的功能模式，不能一键切换油烟机的功能模式，使用不是很方便。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种多功能油烟机控制电路，能够一键切换油烟机的功能模式，方便用户使用。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种多功能油烟机控制电路，其特征是：包括操作识别电路和主控制电路和电源模块，所述操作识别电路包括第一mcu，还包括与第一mcu连接的控制按键和手势识别电路，控制按键用于供用户进行按压或触摸操作，手势识别电路用于感应用户的操作手势，所述第一mcu用于识别按键操作和手势操作动作，并输出相应的识别信号；所述主控制电路包括第二mcu，还包括与第二mcu连接的驱动模块、与驱动模块连接的开关模块，所述第二mcu用于控制驱动模块，所述驱动模块用于控制开关模块的开关动作，所述第一mcu与第二mcu连接，所述第二mcu用于接收第一mcu输出的识信号，并根据接收到的识别信号控制驱动模块，从而控制开关模块产生开关动作。

作为优选方案：所述开关模块包括多个开关单元，所述驱动模块包括多个驱动单元，所述驱动单元与开关单元一一对应，各个驱动单元用于单独控制各个开关单元的开关动作。

作为优选方案：所述手势识别电路包括红外发射模块和红外接收模块，所述红外发射模块采用两组红外信号发射灯，所述红外信号发射灯的正极均连接其工作电源，所述红外信号灯的负极通过电阻r3连接第一mcu的pwm信号输出引脚；所述红外接收电路包括两组红外信号接收头，所述红外信号接收头的电源引脚均连接其工作电源，所述红外信号接收头接地引脚均接地，所述红外信号接收头的信号输出引脚与第一mcu的i/o端连接。

作为优选方案：所述电源模块包括滤波电路、整流电路、降压电路和稳压电路，所述整流电路为全桥整流电路，所述整流电路的第一输入端与市电火线连接，所述整流电路的第二输入端与市电零线连接，所述降压电路包括电源管理芯片、光耦隔离芯片以及高频变压器t，所述电源管理芯片的cs引脚通过电阻r15与整流电路的第二输出脚连接，所述电源管理芯片的sw引脚与二极管d5的正极连接，电阻r17与电容c7串联，二极管d5的负极与电阻r17的另一端连接，电容c7的另一端与整流电路的第一输出端连接；所述电源管理芯片的comp引脚与光耦隔离芯片的集电极连接，所述光耦隔离芯片的发射极接地，所述光耦隔离芯片的阳极与稳压二极管dz1的正极连接，所述稳压二极管dz1的负极连接电阻r20，所述电阻r20的另一端输出+12v电源，所述光耦隔离芯片的阴极接地，所述光耦隔离芯片的阳极和阴极之间连接有电阻r19，所述变压器的输入侧线圈的一端与电源管理芯片的sw引脚连接，所述变压器的输入侧线圈的另一端与整流电路的第一输出端连接，所述变压器的输出侧线圈的一端连接二极管d7的正极，二极管d7的负极连接+12v电源，所述变压器的输出侧线圈的另一端接地，所述稳压电路包括稳压芯片，稳压芯片的输入引脚连接二极管d7的负极，稳压芯片的gnd引脚接地，在稳压芯片的连接有电容c13，电解电容c14与电容c13并联，在稳压芯片的2号引脚和3号引脚之间连接有电容c15，电容c16与电容c15并联，稳压芯片的3号引脚输出+5v电源。

作为优选方案：所述整流电路的第一输入端通过共模电感l的第一线圈连接市电火线，所述整流电路的第二输入端通过共模电感l的第二线圈连接市电零线。

作为优选方案：所述滤波电路包括电位器r13、电容c4和电阻r14,电位器r13、电容c4和电阻r14均为一端连接市电火线，另一端连接市电零线。

作为优选方案：所述第一mcu还连接有状态指示电路，所述状态指示电路包括led显示屏、led指示灯和led驱动模块，所述led驱动模块为led驱动芯片，所述led驱动芯片的dio引脚与第一mcu的i/o端连接，所述led驱动芯片的clk引脚与第一mcu的i/o端连接，所述led驱动芯片的stb引脚与第一mcu的i/o端连接，所述led驱动芯片的各个驱动引脚分别与led显示屏的各个接口连接，所述led指示灯的正极与led驱动芯片的驱动引脚连接，所述led指示灯的负极与led驱动芯片的i/o端连接。

作为优选方案：所述第二mcu还连接有蜂鸣器模块，所述蜂鸣器模块包括蜂鸣器sp，蜂鸣器sp的两端连接有电阻r21，电阻r21的一端连接其工作电源，电阻r21的另一端连接电流放大器的输出端，电流放大器的输入端连接第二mcu的i/o端。

作为优选方案：所述第一mcu采用型号为sc93f8333的单片机。

作为优选方案：所述第二mcu采用型号为ny8a053d的单片机。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、该控制电路采用多个控制按键、多个驱动单元和开关单元的设计，各个驱动单元分别用来控制各个开关单元产生开关动作，各个开关单元可以单独控制油烟机的各个独立的执行器件，各个执行器件配合实现油烟机的各种功能模式，通过将各个控制按键与一个或多个驱动单元对应，实现了一个按键对应一种功能模式，使得油烟机可以有多种功能模式供用户选择，满足用户的不同使用需求，用户可以一键切换功能模式，使用更加方便。

2、采用触摸操控和手势操控双击控制功能，使得用户既能通过按压触摸按键来实现操控，响应更快速、准确；又能通过隔空手势实现操控，避免用户与设备之间有接触，使用更加灵活，满足用户不同的使用需求，更具人性化。

附图说明

图1为本实施例中的油烟机控制电路的原理框图；

图2为本实施例中的操作识别电路；

图3为本实施例中的状态指示电路；

图4为本实施例中的电源模块的变压和整流电路图；

图5为本实施例中的电源模块的电源管理和稳压电路图；

图6为本实施中的控制和驱动电路图。

具体实施方式

参照图1，一种多功能油烟机控制电路，包括操作识别电路和主控制电路和电源模块。

其中操作识别电路包括第一mcu，还包括与第一mcu连接的控制按键和手势识别电路，控制按键用于供用户进行按压或触摸操作，手势识别电路用于感应用户的操作手势，第一mcu用于识别按键操作和手势操作动作，并输出相应的识别信号。

主控制电路包括第二mcu，还包括与第二mcu连接的驱动模块、与驱动模块连接的开关模块，第二mcu用于控制驱动模块的工作状态，驱动模块用于控制开关模块的产生开关动作。

第一mcu与第二mcu连接，第二mcu用于接收第mcu输出的识信号，并根据接收到的识别信号控制驱动模块，从而控制开关模块产生开关动作。

第一mcu还连接有状态指示电路，状态指示电路用于显示油烟机的各个功能模式。

第二mcu还连接有蜂鸣器模块。

电源模块用于向操作识别电路和主控制电路供电。

本实施例中的开关模块包括多个开关单元，驱动模块包括多个驱动单元，驱动单元与开关单元一一对应，各个驱动单元用于单独控制各个开关单元的开关动作。各个开关单元分别连接在油烟机的甩油盘、发热管、外排风机、静电场和紫外灯等的供电回路中，通过控制各个开关单元的开和关，即可控制油烟机的上述各个执行器件开始和停止工作。

开关单元采用的是继电器单元，驱动单元采用的是放大电路。

参照图2，本实施例中第一mcu采用型号为sc93f8333的单片机，本实施中的红外发射模块采用两组红外信号发射灯，即红外信号发射灯lelir1和红外信号发射灯lelir2，lelir1的正极连接+5v电源，lelir1的负极通过电阻r3连接第一mcu的28号引脚(即pwm信号输出引脚)；lelir2的正极连接+5v电源，lelir2的负极通过电阻r2连接第一mcu的28号引脚。

该电路在工作时，第一mcu的28号引脚向红外信号发射灯的负极发送pwm信号，pwm信号的电压幅值低于5v，红外信号发射灯两端的电随pwm信号的高低电平变化而变化，即红外信号灯会交替明暗变化，从而发出红外脉冲信号。

红外接收电路包括两组红外信号接收头，即红外信号接收头ir1和红外信号接收头ir2，ir1和ir2的电源引脚均连接+5v电源，ir1和ir2的接地引脚均接地，ir1的信号输出引脚与第一mcu的10号引脚(i/o端)连接，ir2的信号输出引脚与第一mcu的13号引脚(i/o端)连接。

设置两组红外信号发射灯和红外信号接收头，是为了提高检测手势的准确性。只有当两个红外信号接收头同时向第一mcu输出高电平时，才判断为有效手势。

触摸按键a1通过上拉电阻r4与第一mcu的27号引脚(i/o端)连接；触摸按键a2通过上拉电阻r5与第一mcu的26号引脚(i/o端)连接；触摸按键a3通过上拉电阻r6与第一mcu的25号引脚(i/o端)连接……触摸按键a9通过上拉电阻r12与第一mcu的15号引脚(i/o端)连接。触摸按键的数量视具体需求而定，可增减。

该触摸与手势识别电路还包括接线端子con4,第一mcu的9号引脚(信号输出端)通过电阻r1与con4的1号端口连接，1号端口用于与外部信号接收设备连接，第一mcu的1号引脚(vdd)与con4的3号端口连接，3号端口接入电源+5v，第一mcu的2号引脚(cmod)通过电容c3接地，第一mcu的号引脚(vss)接地，第一mcu的1号引脚(vdd)还通过电容c2接地，第一mcu的1号引脚(vdd)还与电解电容c1的正极连接，c1的负极接地，c1的正极还接入+5v电源。

电容c3、电容c2以及电解电容c1均起到滤波的作用。

操作识别电路的工作原理为：当用户操作触摸按键时，触摸按键第一mcu反馈一触摸电平信号，反之当用户没有操作触摸按键时，则触摸按键不会向第一mcu反馈触摸电平信号，从而实现判断用户是否进行触摸操作。

当人将手做出相关的手势时，例如人手置于红外信号发射灯前方，使红脉冲信号反射，反射回的红外脉冲信号被红外信号接收头接收到，从而使红外信号接收头向第一mcu输出高电平信号，此时即可判断用户做出了操控手势，即实现了手势识别。

参照图3，本实施例中的状态指示电路包括led显示屏、led指示灯和led驱动模块。led驱动模块采用的是型号为tm1668的led驱动芯片。led驱动芯片的1号引脚(dio)与第一mcu的22号引脚(i/o端)连接，led驱动芯片的2号引脚(clk)与第一mcu的21号引脚(i/o端)连接，led驱动芯片的3号引脚(stb)与第一mcu的20号引脚(i/o端)连接。led驱动芯片的7、8、9、10、11、23、24号引脚(驱动引脚)分别与led显示屏的3、4、5、6、7、1、2号接口连接。led驱动芯片的6号引脚(vdd)连接+5v电源，led驱动芯片的22号引脚接地，led驱动芯片驱动led显示屏对操控信息进行显示。

指示灯包括led1、led2……led10。指示灯的数量视具体情况而定。以led1指示灯为例：led1指示灯的正极与led驱动芯片的12号引脚(驱动引脚)连接，led1的负极与led驱动芯片的21号引脚(i/o端)连接。其他各组led的连接方式见图3，不再赘述！

当led驱动芯片的12号引脚输出高电平，且led驱动芯片的21号引脚输出低电平时，指示灯led1会亮起，否则led1保持在熄灭状态。通过各个led指示灯来指示各个触摸操作和手势操作是否识别成功。

参照图4和图5，电源模块包括滤波电路、共模电感、整流电路、降压电路和稳压电路。

整流电路为由二极管d1、d2、d3、d4构成的全桥整流电路，整流电路的第一输入端通过共模电感l的第一线圈连接市电火线，整流电路的第二输入端通过共模电感l的第二线圈连接市电零线。共模电感l的作用是提高电源模块的抗电磁干扰性能，便于通过emc测试。

在其他实施例中，可以去掉共模电感l，直接将整流电路的第一输入端直接与市电火线连接，将整流电路的第二输入端直接与市电零线连接。

在整流电路的第一输入端与第二输入端之间连接有电容c5，在整流电路的第一输出端和第二输出端之间连接有电解电容c6。电容c5和c6的作用分别用于整流前滤波和整流后滤波。

滤波电路包括电位器r13、电容c4和电阻r14,电位器r13、电容c4和电阻r14均为一端连接市电火线，另一端连接市电零线。

另外，在市电火线与整流电路的第一输入端之间还连接有熔断丝fuse，当电流过大时，熔断丝fuse会熔断，从而起到保护整个电路的作用，避免电路因短路烧毁。

降压电路包括型号为pn8149的电源管理芯片、型号为pc817的光耦隔离芯片以及型号为ef20的高频变压器t。电源管理芯片的1号引脚(cs)与2号引脚(gnd)之间连接有电阻r15，电源管理芯片的2号引脚(gnd)与整流电路的第二输出脚连接，电源管理芯片的3号引脚(vdd)通过电容c11接地，电解电容c10与c11并联，电源管理芯片的4号引脚(comp)通过电容c12接地，电源管理芯片的7号引脚(sw)与8号引脚(sw)连接，电源管理芯片的8号引脚(sw)与二极管d5的正极连接，电阻r17与电容c7串联，二极管d5的负极与电阻r17的另一端连接，电容c7的另一端与整流电路的第一输出端连接。

电源管理芯片的4号引脚(comp)与光耦隔离芯片的集电极连接，光耦隔离芯片的发射极接地，光耦隔离芯片的阳极与稳压二极管dz1的正极连接，稳压二极管dz1的负极连接电阻r20，电阻r20的另一端输出+12v电源，光耦隔离芯片的阴极接地，光耦隔离芯片的阳极和阴极之间连接有电阻r19。输出的+12v电源用于给继电器单元供电，以及作为稳压电路的输入电源。

电源管理芯片的3号引脚通过电阻r18连接二极管d6的负极，二极管d6的正极接地。

变压器t的高压侧线圈q1的一端与电源管理芯片的8号引脚(sw)连接，线圈q1的另一端与整流电路的第一输出端连接，电容c8与电容c9串联，电容c8的另一端与整流电路的第一输出端连接，电容c9的另一端接地，变压器t的高压侧线圈q2的一端接地，q2的另一端连接二极管d6的正极，二极管d6的负极通过电阻r18连接电源管理芯片的3号引脚(vdd)，变压器t的低压侧线圈q3的一端连接二极管d7的正极，二极管d7的负极连接+12v电源。

稳压电路包括稳压芯片，稳压芯片的型号为7805，稳压芯片的1号引脚连接+12v电源，线圈q3的另一端与稳压芯片的2号引脚连接，稳压芯片的2号引脚接地，在稳压芯片的连接有电容c13，电解电容c14与电容c13并联，在稳压芯片的2号引脚和3号引脚之间连接有电容c15，电容c16与电容c15并联，稳压芯片的3号引脚输出+5v电源。

电源模块的工作的原理为：市电交流电依次经过过滤电路的滤波、共模电感的扼流和过滤，再由整流桥将高压交流电转化为低压直流电，线圈q1的一端输入低压直流电，同时电源管理芯片的sw引脚输出脉冲电压，使得输线圈q1上产生交流电，经过变压器的降压后，在线圈q3上产生电压更低的交流电，线圈q3上的交流电经过二极管d7的整流后变为直流电，在稳压芯片的3号引脚(vout)输出+5v直流电源。+5v电源用于给第一mcu、第二mcu供电、led驱动芯片以及其他元器件供电。

参照图6，本实施例中的第二mcu采用型号为ny8a053d的单片机，驱动模块包括电流放大器a1、a2、a3……a9。对应地，继电器单元有j1、j2、j3……j9。电流放大器a1的输入端连接第二mcu的14号引脚(i/o端)，电流放大器a1的输出端连接继电器j1的线圈，继电器j1还连接+12v工作电源。如图4所示，继电器j1的开关触点连接在油烟机的发热管的电源回路中。继电器j2-j9的接线方式可以从图6和图4得出，不再一一赘述！

蜂鸣器模块包括蜂鸣器sp，蜂鸣器sp的两端连接有电阻r21，电阻r21的一端连接+12v电源，电阻r21的另一端连接电流放大器a10的输出端，电流放大器a10的输入端连接第二mcu的8号引脚(i/o端)。

主控制电路还包括接线端子cn12，第二mcu的7号引脚(rst)通过电阻r23与接线端子cn12的1号端口连接，cn12的1号端口连接+5v电源，第二mcu的7号引脚(rst)通过电阻r25与接线端子cn12的3号端口连接，cn12的3号端口用于接受第一mcu发出的电平信号，电解电容c18的正极连接+5v电源，电解电容c18的负极接地，电容c17的一端与第二mcu的7号引脚(rst)连接，电容c17的另一端接地，接线端子cn12的2号引脚(gnd)接地。

该多功能油烟机控制电路的工作原理为：用户触摸某一操作按键(a1-a9中的任一按键，每个按键代表一种工作模式)，第一mcu识别到用户的操作，并将该操作对应的电平信号输出至第二mcu，第二mcu接收到该电平信号后,其与对应的电流放大器(一个或多个电流放大器)连接的i/o端口输出高电平信号，电流放大器对该高电平信号放大并输出放大的驱动电流，驱动电流流入继电器的线圈，使继电器的开关触点闭合，从而将对应的执行器件的电源接通，使对应的执行器件开始工作，通过各个执行器件的配合实现用户当前按压选择的油烟机功能模式。用户通过按压不同的案件或是做出不同的手势，即可将油烟机切换至不同的功能模式，该多功能油烟机控制电路可以满足用户的不同使用需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。