压力式咖啡机设计开题报告(2)
4.2 液压系统的设计
图3.2 压力式咖啡机液压系统流程图
工作过程：当按下电源键和“杯量键”后，泵3启动，开始工作。从水箱1中抽出纯净水经过过滤器1过滤，分为两路，一路经过电磁换向阀1进入锅炉体内，作为加热水的介质，其在锅炉内水达到一定量后自动断电停止继续抽入。另一路通过单向阀进入待加热容器13，途中安插流量计6，此流量计的作用使控制进水量。进水400ml后，控制中心会发出信号使泵停止抽水。待加热容器由两部分组成，一部分呈管状，一部分呈箱体型，它们之间通过管路以及电磁换向阀14连接，可以自由进行热交换。为使水质更优质，内置过滤器11。锅炉8内有加热装置9，实质是一加热电阻，管状外壁是热交换介质，可以充分的与加热电阻和热水进行热量交换。锅炉上方置有蒸汽安全阀，防止锅炉内蒸汽压力过大，损坏锅炉以致毁坏咖啡机，可以控制炉内压力基本恒定。待温度传感器给出热水温度达到90℃的信号时，电磁换向阀14得电，带有压力的热水和热蒸汽进入酿造器18中，中途安插流量计17，此流量计控制进入热水的量，待流经热水的量达到设定值时，电磁换向阀14失电，压力热水不再进入酿造器。待热水与咖啡粉在酿造器18充分萃取酿造8s后，电磁换向阀19得电，泡制好的咖啡从下通道流出。这时，用户还可以按清洗键，锅炉内和容器内的水通过电磁换向阀流出来处理掉。
4.3 酿造器的设计
本设计中酿造器的功能一方面要接收来自螺旋轴传送过来的咖啡粉，把它盛放在滤网上方的滤纸上，另一方面热水从上方进水口冲进来与滤纸上的咖啡粉进行充分的萃取混合。8s后单片机控制电磁换向阀得电，酿造好的咖啡从下出水口流出。
图6 酿造器构造图
4 控制部分方案的设计
图31 压力式咖啡机控制流程图
压力式咖啡机控制系统的流程如图31所示。先启动电源初始化，操作者根据需要的水量调节拨码开关，按下启动键程序正式开始运行。磨豆电机、传粉电机、泵电机开始运行。加满水后，泵停止，待到水的温度达到90摄氏度时，加热停止，高压热水进入到酿造器中与已经被传粉电机送来的一定粒度的咖啡粉混合萃取形成一定浓度的咖啡液流出。最后单片机控制电磁换向阀闭合流出残留在系统的水。酿造完毕。
第一步为通电初始化以及选择杯量程序。接通电源以后，单片机得到+5V的工作电压，首先通过初始化按键使单片机硬件复位，完成复位后单片机进入初始化状态。操作者调节拨码开关，选择杯量大小。按下启动键，单片机开始控制系统工作，按照程序运行。
第二步为磨豆送粉及加水程序。程序开始时，单片机的P0口与P2口全被置1，这样输出为0。待单片机处理了拨码开关输送来的杯量信息后，将M1、M2、M3置0，即单片机的P2.0、P2.1、P2.2口置0.此时经驱动芯片处理后，M1、M2、M3的输出为1，程序启动磨豆和传粉电机，咖啡机一边捣碎研磨咖啡豆，一边将磨好的咖啡粉传经螺杆传送到酿造器里的滤网滤纸上。与此同时，电机M3被启动，泵开始工作，P0.0口置0，即F1口置1，电磁换向阀1得电，清水被抽入锅炉和待加热容器中。
第三步为加热程序。第一步启动电机后，同时开启定时程序。为避免加热电阻干烧，泵工作2s后，单片机程序置cal为0，驱动芯片输出cal为1，加热电阻的继电器闭合，加热电阻接通220V交流电源开始加热工作。待清水进入锅炉8s后，为了避免锅炉内的加热加水过多，造成蒸汽压力过大，单片机置P0.0口为1，F1输出0，电磁换向阀1失电，清水不再进入锅炉内，但进入待加热容器的水继续加。当流量计1计数到1752个脉冲，即流过400ml水后，单片机程序置P2.2口为1，即M3的输出为0，泵被停止。此时水一直在被加热。
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