基于EM78P419N单片机的消毒烘干机设计原理

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为了改善传统烘干机烘手时间长、易交叉感染、可靠性低等问题,进行了消毒干手机的设计。该设计利用红外技术检测信号,再将光信号转换成电信号送入EM78P419N 单片机,通过单片机的处理后,启动电磁阀和滴水泵进行消毒。

定时完成后,启动加热器和风扇进行烘干。整个过程完全自动控制,避免了交叉感染,手伸即喷,手离即停。同时,研制出的样品具有成本低、体积小、可靠性高、干手时间短等优点,在各类人员聚集或流动的场所应用广泛。

随着生活水平的提高,人们的卫生意识不断增强。在公共场所用纸巾擦手将会造成交叉感染和资源浪费。传统的干手机只能烘手,不能消毒,干手的时间长达近30 s。因此,本文针对普通干手机的不足,设计一种新型的干手机,干手时间仅为3~ 5 s,手伸即喷,手离即停,无延时喷雾现象。

1 硬件总体设计

1. 1 系统组成

该设计以EM78P419N 处理器为核心,由红外发射模块、接收模块、消毒模块、干手模块、液位显示、报警模块、电源等组成。设计时,各个模块可相对独立设计调试,最后集成为整个系统。硬件系统框图如图1 所示。

 

图1 硬件系统框图

1. 2 工作原理

利用红外漫反射原理来感应是否有手置入。需要干手时,将手放到干手机里,红外线被手反射到红外接收器,红外接收器将光信号转换成电信号送到单片机中,信号经过处理后启动消毒模块,几秒后,执行干手动作。为了保证消毒水的正常供应,在开机时,干手机会对消毒水位进行检查,当水位低于1/ 5 时,电路会报警。同时,考虑到季节的不同,可切换凉风和热风,降低年运行费。

2 硬件设计

电路原理图如图2 所示。


图2 电路原理图

2. 1 处理器EM78P419N

EM78P419N 是采用低功率、高速CMOS 工艺制造的8 位单片机。其内部有4K×13 位一次性只读ROM,8 级堆栈供子程序嵌套,8 位实时定时/ 计数器,8 位多路A/ D 转换器,3 个脉冲宽度调制器,6 个中断源,可编程自由运行看门狗定时器,3 个双向I/ O 端口。

2. 2 红外发射、接收模块

红外发射电路由晶振电路产生455 kHz 信号,经分频得到稳定的38 kHz 载波频率,编码信号对38 kHz载波信号进行调制,再经红外发射管D19向外发射红外线。

当手置于干手机中时,有一部分红外线反射到接收电路中的红外接收头HS3008 转换成电信号,再经过放大器Q12进行放大送到SC9149RX IN 端,当接收编码与发射编码一致时,HP3 输出高电平到单片机的13 脚。

2. 3 消毒模块

该模块由电磁阀和滴水泵组成。当有手置入干手机中,单片机13 脚接收到红外接收电路送来的电信号后,从9 脚发出脉冲信号加到Q8 管放大后供给光电耦合器U3 作驱动信号。光电耦合器输出信号驱动双向可控硅管U8 ,可控硅管U 8 导通即输出220 V 电压传送给电磁阀使其打开。随后,单片机8 脚发出的信号经处理后加到滴水泵,水泵将消毒水压上来,再通过一个雾嘴,使消毒水雾化,均匀喷在手的表面。当干手机无人使用时,机器则处于待定工作状态,此时水泵、电磁阀相继停止工作,避免出现滴露现象。

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