家里有一款九阳的豆浆机,使用了快九年的时间,质量还是挺好,不过平时也不是经常用,只是偶尔想喝豆浆时,会用它来打豆浆喝。今天来把它拆解了,看看它使用了哪些元器件,运用了怎样的设计思路,没准我们还能从中受到一些启发。
产品信息:
这款九阳豆浆机的型号为JYDZ-202,加热功率850W,额定电压220V/50Hz,电机功率180W,容量为1500ml,功能有:营养米糊;果蔬冷饮;五谷豆浆;全豆豆浆。
拆解过程:
先来个全貌:
1.jpg 2.jpg

整台机子分为杯体跟机头两部分,下图左边为杯体,右边为机头,杯体的插座里面有微动开关,所以机头必须正确安放下去才能启动,机头那个短金属棒叫做防溢电极,防止在煮豆浆时豆浆溢出,在它的下方还有一个防干烧电极,它跟里面NTC温度传感器是接一起的,防干烧电极的原理是加水后,水充当电阻的作用,微处理芯片把这个“电阻”取样分析,做出加热或停止加热的指令。
3.jpg
先来拆解杯体部分:
4.jpg
可以看到里面有一个过温保险丝,接在加热管上,过温保险丝型号为:RH230,当加热管温度超过230摄氏度时,保险丝将熔断。
再来拆解机头部分,先把刀片取下来:
5.jpg
接着拆掉螺丝:
7.jpg
可以看到机头里面的结构也很简单,一个工频变压器,一个电机,两块电路板,还有杂乱无章的线路;
8.jpg
需要注意的是插头部分绿色线为接地线,棕色线为火线,红色线为加热丝供电线,蓝色线为零线;
9.jpg
LED指示灯面板的每颗LED灯珠对应不同的功能,灯珠全部显示红光;
10.jpg
这台机子采用的是古老的工频变压器来进行电压转换,输入220V/50Hz,电路工作时经万用表测试输出12伏左右。工频变压器,廉颇老矣,尚能饭否?当然能,目前工频变压器在很多电子产品上还有广泛的应用。
再来看看防溢电极长什么样子:
   11.jpg                            
看来防溢电极也不是什么高新技术,就一条刻着螺纹的小零件,接下来重点关注一下电控部分;
控制板正面:
12.jpg
控制板背面:
13.jpg
尽管这机子使用了很长时间,但它的电路板依然崭新无比,焊盘上的锡点依然是那么光亮饱满,这是因为电路板的正面和背面都涂了一层三防漆,涂上三防漆可以起到防潮、防尘、防静电、防老化、防腐蚀等作用。
MCU主控芯片用的是中颖电子的8位ADC型4位单机,型号为SH69P42,该芯片集成了CPU内核、RAM、ROM、定时器、I/O端口、2通道10位PWM、看门狗定时器、4通道8位ADC,低电压复位,它的引脚定义如下图所示:
13-1.png
另外,由于豆浆机它只需要往一个方向打浆就可以了,刀片也只有一边是锋利的,所以不需要进行换向,这款机子也没有换向装置。
最后把电机拆下来:
14.jpg
16.jpg
这款豆浆机采用的是单相串励电机,不要被它名字中的单相两个字所迷惑,它其实是一种交流直流通用的电机,上面丝印写着220V/50Hz,但经过测试,通直流电,只要18伏,该电机也能转动起来;虽然它有个好听的名字,但性格有点怪,不管正负怎么调 ,也不管通直流电还是交流电,它只能往一个方向转,这是因为该电机的上下两个定子线圈跟里面的转子线圈是串联的,当改变电流方向时,虽然转子的电流方向改变, 但定子的电流方向也同时改变了,物理课有讲到,电流方向跟磁场方向同时改变,等于都没变;如果想改变它的转动方向,其实也简单,只需在转子加一个顺逆开关即可,原理如下图所示:
IMG_20230730_233345.jpg
电机的发明是人类科技进步的重要里程碑,它的出现极大的推动了人类社会的发展,这么重要的部件,请允许我多拍几张:
18.jpg
别说,从这个角度一拍,还真像个艺术品;
19.jpg
在电机转子线圈和换向器之间还涂了一层包封胶,它可以有效保护电机颈部部位,防止水、油、灰尘等物质的侵入,从而延长电机的使用寿命。
20.jpg
电路讲解
该产品的电路控制原理很简单,我专门画了一张图,配合控制板的正反面,便能很容易明白它的工作原理:
222222.png
22.jpg
这款豆浆机功能有:营养米糊;果蔬冷饮;五谷豆浆;全豆豆浆四个功能,这里以全豆豆浆(干豆湿豆)为例讲解一下它的工作原理,其他功能原理基本相同。
将机头按正确位置放人杯体中,插上电源,市电便经电源插座、ANO、FU进入机头后分两路,一路经K1、K2、K3的触点向电机、加热管提供220V交流电压,C13、R34也就是继电器上面那颗电容与电阻是用来消除电机励磁绕组产生的自感电动势;另一路经变压器变压后,经过D1~D4四颗二级管组成的桥式整流、CI、C2滤波,形成12V直流电压,这12V电压也分两路,一路加到三个继电器K3、K2、K1的激磁绕组上;另一路经R23限流、C17滤波、78L05稳压器稳压,输出5V稳定的电压,为LED指示灯、防溢电极、防干烧电极、温度传感器和MCU主控芯片提供工作电压或基准电压。
在豆浆泡沫尚未接触防溢电极时.5V电压经R3、R13分压加到11脚,使该脚为高电平,一旦豆浆泡沫碰到防溢电极,高电平则被防溢电极短路,使11脚变为低电平,MCU将中止加热管加热或者半功率加热,以防豆浆外溢。
在待机状态MCU的1脚为低电平0V,此时电源指示灯亮;MCU2、3、4、5脚均为高电平,16、17、18、19脚均为低电平;在面板上按两次“好豆浆“按钮,此时,MCU 5脚由高电平转为低电平,干豆湿豆LED灯亮,经MCU识别,确定执行全豆豆浆制作程序,MCU 17脚,19脚转为高电平,T1、T3三极管导通,K1、K3继电器线圈励磁,K1-1和K1-3两个触点闭合,K3-1和K3-3触点也闭合,220伏电压加在加热管上,加热管全功率加热约12分钟,当温度传感器检测到预打浆设定的温度(85度)后,MUC 19脚转为低电平,T3三极管截止,K3线圈断电,K3-1和K3-3触点断开,此时加热管停止加热,MCU 17、18脚转为高电平,T1、T2三极管导通,K1、K2线圈励磁,K1-1和K1-3闭合、K2-1、K2-3也闭合,220伏电压加在电机上,电机旋转带动刀片进行预打浆一次;之后电热器再全功率加热至打浆温度85度,之后电机会间歇旋转打浆数次,再继续全功率加热使豆浆沸腾。当豆浆泡沫升高碰到防溢电极时,17脚转为低电平,K1-1和K1-3断开,18脚无动作,19脚转为高电平,K3-1和K3-3触点闭合,此时,220V电压经过D6二极管半波整流,加热管半功率加热延煮、间歇加热、反复煮沸并防溢、充分煮熟后发出声光报警,提示豆浆己做好,全过程用时20分钟左右。
电机和加热管是由三个继电器K1、K2、K3控制,这三个继电器各自并联了一个红色玻璃封装的续流二极管,当继电器线圈关断时,线圈会产生的很高的反向电动势,续流二极管能把线圈产生的反向电动势通过电流的形式消耗掉。
总结:
首先感谢面包板论坛组织的这次活动,通过这一次的拆解,提高了动手能力,也让我对九阳这个名牌有了更深的了解;其实,拆解一款产品,拆解过程很简单,但要完美的组装回去,还是要花一些功夫的,谢谢大家。