超實用豆漿機電控系統電路設計

　　介紹了一種基于GPRS技術進行授權管理的商用豆漿機電控系統。該系統以STC89C58RD為主控芯片，以觸摸屏為觸控監視面板，不僅能夠自動完成豆漿制作的全部工藝流程，還可以借助GSM/GPRS模塊的GPRS功能實現對租賃出去的商用豆漿機進行遠程授權管理。豆漿機主控器主要由CPU微控制器、通信電路、觸摸顯示電路、時鐘電路、報警電路、隔離驅動電路、檢測電路以及電源電路等組成，其結構如圖3所示。微控制器作為整個控制系統的核心，控制完成系統的各項工作；通信電路用于完成主控器與授權管理機之間的通信；觸摸顯示電路用于實現系統各功能按鍵的觸控，并實時顯示豆漿機的運行狀態；時鐘電路用于產生豆漿機的系統時間、制漿工作時間等；報警電路用于提示制漿完成、租賃到期以及電機過載等情況；隔離驅動電路用于完成對電機、加熱盤、電磁閥等的工作控制；檢測電路用于檢測水箱上、下水位，熬漿桶、磨漿桶液位以及電機是否過載等情況。

　　通信電路

　　通信電路選用了SIMCOM公司生產的工業級SIM900-TE-C作為GSM/GPRS模塊，具有性能穩定、體積小、性價比較高等特點。設計中僅使用了SIM900-TE-C的短信和GPRS功能，因此，電路設計較為簡單，如圖4所示。

　　圖4 通信電路

　　其中，74LVC4245是一款電平轉換芯片，用于CPU和SIM900-TE-C模塊串行數據之間的電平轉換；U2是SIM卡座，其附近放置的瞬變電壓抑制二極管用于防止靜電損壞；發光二極管作為網絡指示燈，其狀態反映了SIM900-TE-C模塊的工作狀態。

　　隔離驅動電路

　　本系統由5V單片機控制220V用電設備，考慮到現場環境及制漿時電機的高速旋轉會產生較強烈的干擾信號，設計采取了二級電氣隔離的方式達到抗干擾的目的。借鑒PLC技術的繼電器原理，設計使用了光電耦合器來驅動繼電器（即一級隔離），再由繼電器驅動交流接觸器（即二級隔離），在單片機的弱電信號與220V電壓之間樹立了兩道堅實的屏障。其原理如圖5所示。

　　圖5 隔離驅動電路設計

　　圖5所示為其中一路隔離驅動，74HC573鎖存器用于擴展CPU的輸出接口，D0-D7分別接至CPU的P0.0-P0.7口作為控制信號。圖5中的電感元件分別代表繼電器和交流接觸器線圈，開關元件則代表它們的觸點。CPU將Q0信號拉低時，光耦U212驅動三極管T301導通，繼電器線圈得電、觸點閉合，進而交流接觸器線圈得電、觸點閉合，加熱盤電路接通開始工作。

　　本文以STC89C58RD為主控芯片，SIM900-TE-C為GSM/GPRS模塊，CM320240-7觸摸屏為觸控顯示面板，成功設計了一款基于GPRS技術進行授權管理的商用豆漿機電控系統。該系統不僅能夠完成渦流磨制漿的全部工藝流程，還可以實現對豆漿機的遠程授權管理，大大提高了商用豆漿機生產廠商與租賃者之間的工作效率。