УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЛИТОЙ

Полезная модель относится к области электронного управления и, более конкретно, к электронной системе управления питанием для нагревательных элементов плиты нагрева.
Известно устройство управления питанием электрических нагревательных элементов, подключенных к электрической плите.
Оно описано, например, в патенте США №2194431.
Известное устройство управления по патенту США №2194431 содержит коммуникационную шину, к которой подключен контролер со встроенным таймером, импульсный источник питания, цифровой дисплей, подключенный к контроллеру, реле для управления мощностью нагревательных элементов, звуковую сигнализацию, кнопки включения и выключения.
Задачей настоящей полезной модели является снижение энергозатрат, повышение надежности работы и удобства в обслуживании.
Поставленная задача решена за счет того, что устройство управления плитой содержат плату управления и силовую плату, конструктивно соединенные между собой крепежными элементами и шлейфом, припаянным к силовой плате, а разъем соединен с платой управления для управления режимами работы нагревательных элементов и отображения состояния на дисплеях и индикаторах, при этом микроконтроллер со встроенным таймером платы управления связан с мультиплексором, сенсорные кнопки блокировки и двойного нагрева соединены с индикатором режима двойного нагрева, а импульсный источник питания, включает в себя импульсный трансформатор с варистором и связан через реле для включения дополнительных элементов питания и узла подачи звуковых сигналов.
Сущность полезной модели поясняется рис.1, где схематично представлена конструкция управления плитой.
Устройство управления плитой (рис.1) представляет собой двухстороннюю печатную плату управления 1 и одностороннюю силовую плату 2, конструктивно соединенные между собой крепежными элементами 3, шлейфом 4 с разъемом 5. Шлейф 4 припаян к силовой плате 2, а разъем 5 соединен с платой управления 1. Плата управления 1 предназначена для управления режимами работы нагревательных элементов и отображения состояния на дисплеях и индикаторах.
Плата управления 1 состоит из микроконтроллера 13 со встроенным таймером двойного семисегментного дисплея 17 таймера, четырех семисегментных дисплеев уровня мощности 12 четырех нагревательных элементов, сенсорных кнопок уменьшения уровня мощности 10 и сенсорных кнопок увеличения уровня мощности 11, сенсорной кнопки уменьшения времени таймера 15, сенсорной кнопки увеличения времени таймера 16, сенсорной кнопки 14 включения - выключения устройства управления плитой, сенсорной кнопки блокировки 19 для включения - выключения режима блокировки всех кнопок, индикатора режима блокировки 18, одной или нескольких сенсорных кнопок двойного нагрева 22 для включения-выключения режима двойного нагрева, индикаторов режима двойного нагрева 21, мультиплексора 20 для передачи сигналов с сенсорных кнопок 10, 11, 15, 16, 19, 22 в микроконтроллер 13.
Силовая плата 2 предназначена для преобразования переменного напряжения первичной сети 220 В с чистотой 50 Гц в стабилизированное напряжение 5 В для питания логической части устройства управления плитой и 15 В для питания обмоток реле, для выдачи звуковых сигналов и для включения-выключения нагревательных элементов с помощью реле под управлением микроконтроллера 13 со скважностью в зависимости от установленного режима нагрева.
Силовая плата 2 состоит из импульсного источника питания, включающего в себя импульсный трансформатор 8 с двумя номиналами выходного напряжения, четырех главных реле 6 для включения-выключения четырех главных нагревательных элементов, одного или двух реле двойной зоны нагрева 7 для включения-выключения дополнительных нагревательных элементов, узла подачи питания реле, узла подачи звуковых сигналов.
Устройство управления плитой при подключении плиты к первичной сети производит автоматический контроль оборудования, после чего оно входит в режим блокировки, о котором указывает светящийся индикатор режима блокировки 18 и в котором все сенсорные кнопки 10, 11, 15, 16, 14, 22 заблокированы.
Для включения устройства управления плитой необходимо снять блокировку, прикоснувшись к сенсорной кнопке блокировки 19 пальцем руки, после чего индикатор режима блокировки 18 гаснет и включается устройство управления плитой, прикоснувшись к сенсорной копке включения-выключения 14. На дисплеях уровня мощности 12 всех нагревательных элементов высвечивается «0»: устройство управления плитой готово к работе - установке режимов работы нагревательных элементов.
Вся работа устройства управления осуществляется под управлением микроконтроллера 13, который циклически опрашивает сенсорную кнопку включения-выключения 14 и все сенсорные кнопки 10, 11, 15, 16, 19, 22, сигналы с которых поступают через мультиплексор 20 в микроконтроллер 13, который реагирует соответственно на каждую нажатую кнопку: выдает сигналы для включения-выключения реле главных 6 нагревательных элементов и реле двойной зоны нагрева 7 в зависимости от заданного уровня мощности и выдает сообщения на дисплеи уровня мощности 12, на дисплей таймера 17, на индикатор режима блокировки 18 и на индикатор режима двойного нагрева 21, выдает сигналы для звуковой сигнализации.
Выбор и установка уровня мощности нагревательных элементов производится с помощью сенсорных кнопок уменьшения уровня мощности 10 и сенсорных кнопок увеличения уровня мощности 11, при этом на соответствующем дисплее уровня мощности 12 высвечивается выбранный уровень мощности от 1 до 9 и циклически включается-выключается соответствующее реле главное 6. Время включения-выключения и соответственно мощность нагревательного элемента зависит от заданного уровня мощности. При определенном цикле включения реле главных 6 и реле двойной зоны нагрева 7 время включения реле возрастает с повышением уровня мощности и при уровне мощности, равном 9, реле не выключается. Выключение нагревательного элемента производится путем установки уровня мощности, равного «0». Выключение всех нагревательных элементов и соответственно устройства управления плитой производится с помощью сенсорной кнопки включения-выключения 14, после чего дисплеи уровня мощности 12 невключенных ранее нагревательных элементов гаснут, а на дисплеях уровня мощности 12 включенных ранее нагревательных элементов высвечивается символ "H" в течение времени индикации остаточного тепла. Время индикации остаточного тепла зависит от заданного уровня мощности и от времени работы нагревательного элемента, но не более определенного времени.
Включение таймера для работы с одним из четырех нагревательных элементов осуществляется путем прикосновения к сенсорной кнопке увеличения времени таймера 16 или к сенсорной кнопке уменьшения времени таймера 15, после чего выбирается нагревательный элемент, задается уровень мощности с помощью сенсорной кнопки уменьшения уровня мощности 10 и/или с помощью сенсорной кнопки увеличения уровня мощности 11 время таймера с помощью сенсорной кнопки уменьшения времени таймера 15 и/или с помощью сенсорной кнопки увеличения времени таймера 16. При этом на дисплее таймера 17 высвечивается заданное время, а на дисплее уровня мощности 12 выбранного нагревательного элемента - заданный уровень мощности, включается для работы соответствующее реле главное 6. Ежеминутно показание дисплея таймера 17 уменьшается на единицу и по истечении заданного времени нагревательный элемент выключается с выдачей звукового сигнала в течение одной минуты и индикацией на дисплее уровня мощности 12 символа "H" в течение времени индикации остаточного тепла. Выключение таймера выполняется также при установке пользователем значения времени таймера "00", или при одновременном нажатии сенсорной кнопки уменьшения времени таймера 15 и сенсорной кнопки увеличения времени таймера 16 или при выключении нагревательного элемента, работающего по таймеру. Это обеспечивает экономичность устройства.
Режим двойного нагрева, в котором включается дополнительный нагревательный элемент, устанавливается с помощью сенсорной кнопки двойного нагрева 22 при условии, что соответствующий нагревательный элемент включен, при этом светится индикатор режима двойного нагрева 21, включается реле двойной зоны нагрева 7 аналогично реле главного 6. Выключение режима двойного нагрева производится повторным прикосновения к сенсорной кнопке двойного нагрева 22, после чего индикатор режима двойного нагрева 21 гаснет. Это также обеспечивает экономичность устройства.
В устройстве управления плитой реализован режим подогрева, в котором нагревательный элемент работает определенное время при максимальной мощности нагрева, соответствующей уровню мощности "9", а затем переходит на меньшую мощность согласно заданному уровню мощности от 1 до 8. Режим подогрева передается на соответствующий дисплей, уровня мощности 12 нагревательного элемента путем высвечивания децимальной точки. Режим подогрева отменяется автоматически по истечении определенного времени, которое зависит от выбранного уровня мощности после подогрева, и пользователем принудительно во время работы режима подогрева.
При работе устройства управления плитой, когда заданы режимы работы нагревательных элементов, может быть включен режим блокировки с помощью сенсорной кнопки блокировки 19, при этом индикатор режима блокировки 18 начинает светиться. Этот режим предохраняет сенсорные кнопки устройства управления плитой от случайного прикосновения чего-либо, т.к. в этом режиме заблокированы все сенсорные кнопки 10, 11, 15, 16, 22, кроме сенсорной кнопки включения-выключения 14. Режим блокировки включается также автоматически через одну минуту, если значение уровня мощности всех нагревательных элементов, равное "0", более 10 секунд. Все это увеличивает надежность работы устройства управления.
Работа импульсного трансформатора 8 в импульсном режиме на частоте 100 кГц позволяет получить достаточную мощность при малых габаритах.
Применение варистора 9 позволяет защитить импульсный источник питания от скачков напряжения в первичной сети.
Узел подачи питания реле запрещает подачу напряжения на обмотки реле, если значение уровня мощности всех нагревательных элементов равно "0", обеспечивая таким образом дополнительную защиту от случайного включения нагревательного элемента.
Кроме того, устройство обеспечивает равномерную и быструю подачу тепла в рабочую зону нагрева. Для всех четырех нагревательных элементов существует режим подогрева, который можно отменить как автоматически по истечению определенного времени, так и по желанию пользователя.