CN103742951B - 角度开关传感器及利用其的烟灶联动系统 - Google Patents

Abstract

一种角度开关传感器，其特征在于包括定子、动子，定子上设有两个以上接线端子，动子上设有金属刷，旋转动子使金属刷与不同接线端子接触形成不同的导通电路，输出不同的火力信号。利用该角度开关传感器的烟灶联动系统，包括设置于燃气灶的燃气灶信号发射模块和设置于吸油烟机的吸油烟机信号接收模块，使用角度开关传感器的形式，无电压或电阻等电气特性，内部结构及工艺简单，有效地提升控制精度和可靠性，降低使用成本。

Description

角度开关传感器及利用其的烟灶联动系统

技术领域

本发明涉及到一种用于燃气灶的角度开关传感器及利用该角度开关传感器的烟灶联动系统。

背景技术

在现有技术中，烟灶联动系统中的灶具通过电位器或流量传感器输出火力信号，电位器通常输出精度较低，流量传感器存在安装不方便，电位器和流量传感器作为电气元器件，内部结构和制造工艺复杂，同时消耗一定电能，致使存在控制精度和可靠性不高且成本较高等缺陷。为克服这些缺陷，对燃气灶与吸油烟机的联动控制系统进行了改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种角度开关传感器及利用其的烟灶联动系统，它能有效地提升控制精度和可靠性，降低使用成本。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种角度开关传感器，包括定子、动子，定子上设有两个以上接线端子，动子上设有金属刷，旋转动子使金属刷与不同接线端子接触形成不同的导通电路，输出不同的火力信号。本发明的角度开关传感器，安装在灶具的阀杆上，动子随阀杆的转动而转动，动子的金属刷与定子不同接线端子接触导通，控制器内部已预先设定不同的导通电路代表不同的火力大小。

所述的定子为印刷电路板或钣金电路板。印刷电路板较钣金电路板更便于加工。

所述的定子上的两个以上接线端子，包括一个公共端子和一个以上选择端子，所述的金属刷设有两个触点，一个触点始终与公共端子接触，另一个触点与一个以上选择端子之一接触。金属刷的两个触点与定子的接线端子接触后连通内部电路。

所述的定子上设有4个或5个或7个接线端子。接线端子的数量与灶具上火力大小档位的设置相对应，档位少，接线端子数量便少，档位越多，需要的接线端子就越多。

还包括底座、密封盖，定子固定在底座上，密封盖盖在动子上。定子与底座、动子与密封盖可以一体成型也可以分体设置。

所述的动子还包括塑料座，金属刷固定在塑料座上。增加塑料座可便于金属刷的安装。

一种烟灶联动系统，包括：

设置于燃气灶的燃气灶信号发射模块，它包括：

上述的角度开关传感器安装在灶具阀杆上组成的旋钮角度开关检测单元，用于检测旋钮的旋转角度位置，输出的为数字信号；

灶具主控制单元，与旋钮角度开关检测单元电连接并对旋钮角度开关检测单元检测到的数字信号进行接收，判断旋钮角度位置；

信号发射单元，与灶具主控制器单元电连接，用于将所述的数字信号转换为模拟信号，再以无线的形式发射；

设置于吸油烟机的吸油烟机信号接收模块，它包括：

风机驱动单元，与吸油烟机主控制单元电连接，用于驱动风机的转动；

信号接收单元，与吸油烟机主控制单元电连接，用于接收所述无线信号，对所述的无线信号进行处理，并将信号发送至吸油烟机主控制单元；

吸油烟机主控制单元，处理来自于信号接收单元的信号，并将信号发送至风机驱动单元，用于驱动风机的转动。

所述的信号发射单元和信号接收单元为2.4G无线射频元件或AM制式的无线发射元件。

所述的信号发射单元和信号接收单元带有外置天线或内置天线。

所述的风机驱动单元的驱动电路包括驱动电路开关的三极管和与之相连的继电器开关。

本发明同背景技术相比所产生的有益效果：由于本发明的角度开关传感器包括定子、动子，定子上设有两个以上接线端子，动子上设有金属刷，旋转动子使金属刷与不同接线端子接触形成不同的导通电路，输出不同的火力信号，烟灶联动系统采用上述的角度开关传感器，使用角度位置开关的形式，无电压或电阻等电气特性，内部结构及工艺简单，有效地提升控制精度和可靠性，降低使用成本。

附图说明：图1为本发明角度开关传感器的整体结构图。

图2为图1的爆炸图。

图3为图1的截面剖视图。

图4为图2中定子5的放大图。

图5为图2中动子3的仰视图。

图6为图1中角度开关传感器的电路原理图。

图7为本发明烟灶联动系统连接框图。

图8为图7中燃气灶信号发射模块1的电路图。

图9为图7中吸油烟机信号接收模块2的电路图。

具体实施方式：参看附图1、附图2、附图3、附图4、附图5，本实施例的角度开关传感器，包括底座6、定子5、动子3、密封盖4，定子5固定在底座6上，密封盖4压紧在动子3上，定子5上设有两个以上接线端子，动子3上设有金属刷32，旋转动子3使金属刷32与不同接线端子接触形成不同的导通电路，输出不同的火力信号。

所述的定子5为印刷电路板或钣金电路板，本实施例中采用印刷电路板，结构简单，便于制造。

优选地，所述的定子5上的两个以上接线端子，包括一个公共端子和一个以上选择端子，所述的金属刷32设有两个触点，一个触点始终与公共端子接触，另一个触点与一个以上选择端子之一接触。

本发明的动子3还包括塑料座31，金属刷32固定在塑料座31上，便于金属刷32的安装。

工作原理：参看图3、图4、图5、图6，图6为本实施例的电路原理图，本实施例中接线端子的数量为5个，分别用a、b、c、d、e来表示，a、b、c、d、e等同图6中的1、2、3、4、5，与其中3为公共端子，1、2、4、5为选择端子，刚开始处于关机状态时，金属刷32的一个触点与3接触，另一个触点与2接触，开关K2闭合形成导通电路，输出关机信号，旋转灶具上的阀杆时带动动子3转动，当旋转至一定角度时，金属刷32的一端仍与3接触，另一触点与1接触，此时开关K1闭合形成导通电路，输出为小火状态，继续同向旋转阀杆，当金属刷32的另一触点与5接触时，开关K4闭合形成导通电路，输出为大火状态，再次同向旋转阀杆，当金属刷32的另一端与4接触时，开关K3闭合形成导通电路，设输出为小火状态，如此反复，输出不同的火力检测信号。当然，阀杆在旋转过程中可以反向旋转，工作原理同上。

接线端子的数量根据火力档位的设置也可以为4个或7个，当火力档位依次仅为关机、小火、大火时，接线端子为4时，基本工作原理同上，差别仅在于当旋转阀杆调节至大火时，再反向旋转回到小火状态；当火力档位依次分为关机、小火、中火、大火、中火、小火时，接线端子数可为7个，基本工作原理同上，在此不再赘述。

下面结合图7-图9对本实用新型的烟灶联动系统进行说明。

如图7所示，一种烟灶联动系统，包括：

设置于燃气灶的燃气灶信号发射模块1，它包括：

上述的角度开关传感器安装在灶具阀杆上组成的旋钮角度开关检测单元12，用于检测旋钮的旋转角度位置，输出的为数字信号；

灶具主控制单元11，与旋钮角度开关检测单元12电连接并对旋钮角度开关检测单元12检测到的数字信号进行接收，判断旋钮角度位置；

信号发射单元13，与灶具主控制器单元11电连接，用于将所述处理后的检测信号由数字信号转换成模拟信号，再以无线的形式发射出去；

设置于吸油烟机的吸油烟机信号接收模块2，它包括：

风机驱动单元22，与吸油烟机主控制单元21电连接，用于驱动风机23的转动；

信号接收单元24，与吸油烟机主控制单元21电连接，用于接收所述无线信号，对所述的无线信号进行处理，并将信号发送至吸油烟机主控制单元21；

吸油烟机主控制单元21，处理来自于信号接收单元24的信号，并将信号发送至风机驱动单元22，用于驱动风机23的转动。

如图8示出了灶具信号发射单元1的电路原理图，包括：第一单片机IC11、数字处理芯片IC12、第一谐振器XT1和第一复位电路。

第一单片机IC11通过输入端口DAT和数字处理芯片IC12连接，用于接收经过数字处理芯片IC12的旋钮角度位置信号。

第一谐振器XT1可采用4MHz的谐振器，第一谐振器的两端分别连接至第一单片机IC11的一组输入、输出端口，用于提供晶振。

第一复位信号输入电路连接于第一单片机IC11的Rst复位端口，第一复位信号输入电路包括3V电源、电阻R1、电容C1、接地端。3V电源与电阻R1的一端电连接，电阻R1的另一端与第一单片机IC11的Rst端口连接；电容C1的一端接地，电容C1的另一端与第一单片机IC11的Rst端口连接。所述复位信号输入电路用于提供复位电压，确保燃气灶信号发射模块1中电路稳定可靠工作。

信号发射单元13，与灶具主控制器单元11电连接，用于将所述处理后的检测信号由数字信号转换成模拟信号,并编码，再以无线的形式发射出去。其中，信号发射单元13可以采用2.4G无线射频元件或AM制式的无线发射元件，信号发射单元13带有外置天线或内置天线。

如图9示出了包括吸油烟机信号接收模块2的电路原理图，包括：第二单片机IC21、第二谐振器XT2、第二复位电路和驱动吸油烟机风机23运行的驱动电路。

第二单片机IC21通过输入端口接收所述信号接收单元24发送来的代表检测结果的无线信号，通过发送端口将所述的检测结果输出至风机驱动单元22。其中，信号接收单元24可以采用2.4G无线射频元件或AM制式的无线发射元件，信号接收单元24带有外置天线或内置天线。

第二复位信号输入电路连接于第二单片机IC21的Rst复位端口，第二复位信号输入电路包括3V电源、电阻R2、电容C2、接地端。3V电源与电阻R2的一端电连接，电阻R2的另一端与第二单片机IC21的Rst端口连接；电容C2的一端接地，电容C2的另一端与第二单片机IC21的Rst端口连接。所述复位信号输入电路用于提供复位电压，确保吸油烟机信号接收模块2中电路稳定可靠工作。

所述的风机驱动单元22的电路包括：作为驱动电路开关检测的三极管Q4和与之相连的继电器开关。

三极管Q4与第二单片机IC21输出端口AN1相连，用于接收第二单片机IC21的输出电平，若输出的为高电平，则三极管Q4导通。

其中，所述三极管Q4的发射极连接地线，电阻R5连接与第二单片机IC21端口和三极管Q4之间，作为基极限流电阻，使三极管Q4能工作在饱和导通状态。

所述的继电器线圈两端并联二极管D6，其目的是：当三极管Q4由导通变为截止时，继电器绕组感应出较大的的感应电压，与电源叠加后加到控制继电器线圈的三极管Q4集电极、发射极上，使发射结可能被击穿。而感应电压与电源电压叠加后对二极管来说却是正向偏向，使二极管D6导通，形成环流，高电压通过回路释放，从而保证三极管安全，同时也消除了感应电压对电路的干扰。

所述的风机驱动控制单元22的电路除了上述的方式外，还可以采用以下两种电路实现：包括连接至第二单片机IC21输出端口的开关电路，第二单片机IC21输出的电压通过开关电路驱动电机转动；包括连接至第二单片机IC21输出端口的可调频率的逆变电路，第二单片机IC2输出的指令通过逆变电路驱动电机转动。

本发明烟灶联动系统的工作原理：用户转动旋钮角度开关检测单元12中的阀杆，开启燃气灶的点火装置。装配于阀杆上的可旋转的角度开关传感器，通过阀杆转动产生的不同角度，各个角度区域上的选择端子分别和公共端子接通，对灶具主控制器单元11传输相应的旋钮角度位置信号。灶具主控制单元11，对旋钮角度开关检测单元12检测到的数字信号进行接收，并判断旋钮角度位置。灶具主控制单元11将处理后的数字信号发送给信号发射单元13。信号发射单元13将所述处理后的检测信号由数字信号转换成模拟信号,并编码，再以无线的形式发射出去。

Claims (9)

1.一种角度开关传感器，其特征在于包括定子（5）、动子（3），定子（5）上设有两个以上接线端子，动子（3）上设有金属刷（32），旋转动子（3）使金属刷（32）与不同接线端子接触形成不同的导通电路，输出不同的火力信号，所述的定子（5）上的两个以上接线端子，包括一个公共端子和一个以上选择端子，所述的金属刷（32）设有两个触点，一个触点始终与公共端子接触，另一个触点与一个以上选择端子之一接触，所述的公共端子为圆环形端子，所述的选择端子为圆弧段且所有选择端子分布在一个同心圆环上。

2.根据权利要求1所述的角度开关传感器，其特征在于所述的定子（5）为印刷电路板或钣金电路板。

3.根据权利要求1～2任一项所述的角度开关传感器，其特征在于所述的定子（5）上设有4个或5个或7个接线端子。

4.根据权利要求1～2任一项所述的角度开关传感器，其特征在于还包括底座（6）、密封盖（4），定子（5）固定在底座（6）上，密封盖（4）盖在动子（3）上。

5.根据权利要求1～2任一项所述的角度开关传感器，其特征在于所述的动子（3）还包括塑料座（31），金属刷（32）固定在塑料座（31）上。

6.一种烟灶联动系统，其特征在于包括：

设置于燃气灶的燃气灶信号发射模块（1），它包括：

权利要求1～5任一项所述的角度开关传感器安装在灶具阀杆上组成的旋钮角度开关检测单元（12），用于检测旋钮的旋转角度位置，输出的为数字信号；

灶具主控制单元（11），与旋钮角度开关检测单元（12）电连接并对旋钮角度开关检测单元（12）检测到的数字信号进行接收，判断旋钮角度位置；

信号发射单元（13），与灶具主控制器单元（11）电连接，用于将所述的数字信号转换为模拟信号，再以无线的形式发射；

设置于吸油烟机的吸油烟机信号接收模块（2），它包括：

风机驱动单元（22），与吸油烟机主控制单元（21）电连接，用于驱动风机（23）的转动；

信号接收单元（24），与吸油烟机主控制单元（21）电连接，用于接收所述无线信号，对所述的无线信号进行处理，并将信号发送至吸油烟机主控制单元（21）；

吸油烟机主控制单元（21），处理来自于信号接收单元（24）的信号，并将信号发送至风机驱动单元（22），用于驱动风机（23）的转动。

7.根据权利要求6所述的烟灶联动系统，其特征在于所述的信号发射单元（13）和信号接收单元（24）为2.4G无线射频元件或AM制式的无线发射元件。

8.根据权利要求7所述的烟灶联动系统，其特征在于所述的信号发射单元（13）和信号接收单元（24）带有外置天线或内置天线。

9.根据权利要求6所述的烟灶联动系统，其特征在于所述的风机驱动单元（22）的驱动电路包括驱动电路开关的三极管和与之相连的继电器开关。