基于EM78P419N單片機(jī)的消毒烘干機(jī)設(shè)計(jì)原理

為了改善傳統(tǒng)烘干機(jī)烘手時(shí)間長、易交叉感染、可靠性低等問題，進(jìn)行了消毒干手機(jī)的設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)利用紅外技術(shù)檢測信號(hào)，再將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送入EM78P419N 單片機(jī)，通過單片機(jī)的處理后，啟動(dòng)電磁閥和滴水泵進(jìn)行消毒。

定時(shí)完成后，啟動(dòng)加熱器和風(fēng)扇進(jìn)行烘干。整個(gè)過程完全自動(dòng)控制，避免了交叉感染，手伸即噴，手離即停。同時(shí)，研制出的樣品具有成本低、體積小、可靠性高、干手時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，在各類人員聚集或流動(dòng)的場所應(yīng)用廣泛。

隨著生活水平的提高，人們的衛(wèi)生意識(shí)不斷增強(qiáng)。在公共場所用紙巾擦手將會(huì)造成交叉感染和資源浪費(fèi)。傳統(tǒng)的干手機(jī)只能烘手，不能消毒，干手的時(shí)間長達(dá)近30 s。因此，本文針對(duì)普通干手機(jī)的不足，設(shè)計(jì)一種新型的干手機(jī)，干手時(shí)間僅為3~ 5 s，手伸即噴，手離即停，無延時(shí)噴霧現(xiàn)象。

1 硬件總體設(shè)計(jì)

1. 1 系統(tǒng)組成

該設(shè)計(jì)以EM78P419N 處理器為核心，由紅外發(fā)射模塊、接收模塊、消毒模塊、干手模塊、液位顯示、報(bào)警模塊、電源等組成。設(shè)計(jì)時(shí)，各個(gè)模塊可相對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)調(diào)試，最后集成為整個(gè)系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)框圖如圖1 所示。

圖1 硬件系統(tǒng)框圖

1. 2 工作原理

利用紅外漫反射原理來感應(yīng)是否有手置入。需要干手時(shí)，將手放到干手機(jī)里，紅外線被手反射到紅外接收器，紅外接收器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送到單片機(jī)中，信號(hào)經(jīng)過處理后啟動(dòng)消毒模塊，幾秒后，執(zhí)行干手動(dòng)作。為了保證消毒水的正常供應(yīng)，在開機(jī)時(shí)，干手機(jī)會(huì)對(duì)消毒水位進(jìn)行檢查，當(dāng)水位低于1/ 5 時(shí)，電路會(huì)報(bào)警。同時(shí)，考慮到季節(jié)的不同，可切換涼風(fēng)和熱風(fēng)，降低年運(yùn)行費(fèi)。

2 硬件設(shè)計(jì)

電路原理圖如圖2 所示。

圖2 電路原理圖

2. 1 處理器EM78P419N

EM78P419N 是采用低功率、高速CMOS 工藝制造的8 位單片機(jī)。其內(nèi)部有4K×13 位一次性只讀ROM，8 級(jí)堆棧供子程序嵌套，8 位實(shí)時(shí)定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器,8 位多路A/ D 轉(zhuǎn)換器，3 個(gè)脈沖寬度調(diào)制器，6 個(gè)中斷源，可編程自由運(yùn)行看門狗定時(shí)器，3 個(gè)雙向I/ O 端口。

2. 2 紅外發(fā)射、接收模塊

紅外發(fā)射電路由晶振電路產(chǎn)生455 kHz 信號(hào)，經(jīng)分頻得到穩(wěn)定的38 kHz 載波頻率，編碼信號(hào)對(duì)38 kHz載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，再經(jīng)紅外發(fā)射管D19向外發(fā)射紅外線。

當(dāng)手置于干手機(jī)中時(shí)，有一部分紅外線反射到接收電路中的紅外接收頭HS3008 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過放大器Q12進(jìn)行放大送到SC9149RX IN 端，當(dāng)接收編碼與發(fā)射編碼一致時(shí)，HP3 輸出高電平到單片機(jī)的13 腳。

2. 3 消毒模塊

該模塊由電磁閥和滴水泵組成。當(dāng)有手置入干手機(jī)中，單片機(jī)13 腳接收到紅外接收電路送來的電信號(hào)后，從9 腳發(fā)出脈沖信號(hào)加到Q8 管放大后供給光電耦合器U3 作驅(qū)動(dòng)信號(hào)。光電耦合器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)雙向可控硅管U8 ，可控硅管U 8 導(dǎo)通即輸出220 V 電壓傳送給電磁閥使其打開。隨后，單片機(jī)8 腳發(fā)出的信號(hào)經(jīng)處理后加到滴水泵，水泵將消毒水壓上來，再通過一個(gè)霧嘴，使消毒水霧化，均勻噴在手的表面。當(dāng)干手機(jī)無人使用時(shí)，機(jī)器則處于待定工作狀態(tài)，此時(shí)水泵、電磁閥相繼停止工作，避免出現(xiàn)滴露現(xiàn)象。