基于EM78P419N單片機的消毒烘干機設計原理

為了改善傳統烘干機烘手時(shí)間長(cháng)、易交叉感染、可靠性低等問(wèn)題，進(jìn)行了消毒干手機的設計。該設計利用紅外技術(shù)檢測信號，再將光信號轉換成電信號送入EM78P419N 單片機，通過(guò)單片機的處理后，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(guò)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(lèi)人員聚集或流動(dòng)的場(chǎng)所應用廣泛。

隨著(zhù)生活水平的提高，人們的衛生意識不斷增強。在公共場(chǎng)所用紙巾擦手將會(huì )造成交叉感染和資源浪費。傳統的干手機只能烘手，不能消毒，干手的時(shí)間長(cháng)達近30 s。因此，本文針對普通干手機的不足，設計一種新型的干手機，干手時(shí)間僅為3~ 5 s，手伸即噴，手離即停，無(wú)延時(shí)噴霧現象。

1 硬件總體設計

1. 1 系統組成

該設計以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、報警模塊、電源等組成。設計時(shí)，各個(gè)模塊可相對獨立設計調試，最后集成為整個(gè)系統。硬件系統框圖如圖1 所示。

圖1 硬件系統框圖

1. 2 工作原理

利用紅外漫反射原理來(lái)感應是否有手置入。需要干手時(shí)，將手放到干手機里，紅外線(xiàn)被手反射到紅外接收器，紅外接收器將光信號轉換成電信號送到單片機中，信號經(jīng)過(guò)處理后啟動(dòng)消毒模塊，幾秒后，執行干手動(dòng)作。為了保證消毒水的正常供應，在開(kāi)機時(shí)，干手機會(huì )對消毒水位進(jìn)行檢查，當水位低于1/ 5 時(shí)，電路會(huì )報警。同時(shí)，考慮到季節的不同，可切換涼風(fēng)和熱風(fēng)，降低年運行費。

2 硬件設計

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。其內部有4K×13 位一次性只讀ROM，8 級堆棧供子程序嵌套，8 位實(shí)時(shí)定時(shí)/ 計數器,8 位多路A/ D 轉換器，3 個(gè)脈沖寬度調制器，6 個(gè)中斷源，可編程自由運行看門(mén)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，經(jīng)分頻得到穩定的38 kHz 載波頻率，編碼信號對38 kHz載波信號進(jìn)行調制，再經(jīng)紅外發(fā)射管D19向外發(fā)射紅外線(xiàn)。

當手置于干手機中時(shí)，有一部分紅外線(xiàn)反射到接收電路中的紅外接收頭HS3008 轉換成電信號，再經(jīng)過(guò)放大器Q12進(jìn)行放大送到SC9149RX IN 端，當接收編碼與發(fā)射編碼一致時(shí)，HP3 輸出高電平到單片機的13 腳。

2. 3 消毒模塊

該模塊由電磁閥和滴水泵組成。當有手置入干手機中，單片機13 腳接收到紅外接收電路送來(lái)的電信號后，從9 腳發(fā)出脈沖信號加到Q8 管放大后供給光電耦合器U3 作驅動(dòng)信號。光電耦合器輸出信號驅動(dòng)雙向可控硅管U8 ，可控硅管U 8 導通即輸出220 V 電壓傳送給電磁閥使其打開(kāi)。隨后，單片機8 腳發(fā)出的信號經(jīng)處理后加到滴水泵，水泵將消毒水壓上來(lái)，再通過(guò)一個(gè)霧嘴，使消毒水霧化，均勻噴在手的表面。當干手機無(wú)人使用時(shí)，機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，避免出現滴露現象。