淡洲陽

一次，我看到一則有關(guān)家用電熱水壺發(fā)生爆炸的新聞。原因有二：一是操作不當(dāng)，如電熱水壺底盤有水，插上插座后造成電路短路；二是長時間使用導(dǎo)致線路老化等。

基于此，我研究了以單片機(jī)AT89C51為核心芯片的防干燒裝置，并驗(yàn)證了該思路的正確性。

一、電熱水壺基本原理

利用水沸騰時產(chǎn)生的水蒸汽使蒸汽感溫元件雙金屬片變形，并通過杠桿原理推動電源開關(guān)，使電熱水壺在水燒開后自動斷電。

電熱水壺重要的元件為PTC，干燒溫度可以設(shè)定在150℃至250℃之間的任何溫度。當(dāng)溫度到達(dá)設(shè)定值后，PTC元件的電阻迅速增加，加熱功率急劇下降，使其溫度保持在設(shè)定值而不會繼續(xù)上升。

我采用電子設(shè)計(jì)中常見的DS18B20元件，能及時檢測壺內(nèi)溫度，防止干燒情況出現(xiàn)。

二、防干燒控制設(shè)計(jì)

防干燒控制器的部分框圖如圖1所示。主要有溫度檢測部分、繼電器控制加熱模塊以及報警模塊。

P3.7完成溫度的檢測并傳送給單片機(jī)控制模塊；P2.1引腳負(fù)責(zé)繼電器控制加熱模塊，以防干燒；P2.2和P2.3用來報警，提示操作人員及時切斷電源。

圖2是軟件設(shè)計(jì)流程圖。系統(tǒng)首先進(jìn)入初始化，采集控制引腳得到的值為Data，然后根據(jù)設(shè)計(jì)的兩個閾值Dref1和Dref2，進(jìn)而選擇是斷開加熱裝置還是系統(tǒng)報警。

比如Dref1選擇的值是100℃，Dref2選擇值是110℃，這種情況下系統(tǒng)將關(guān)閉加熱裝置，當(dāng)超過110℃時，系統(tǒng)不僅會斷開加熱裝置而且會及時報警并延時2s，從而避免電熱水壺干燒。

三、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文思路的正確性，我選擇一個防干燒裝置已壞的電熱水壺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

考慮電熱水壺用指示燈顯示，所以以此來觀察防干燒情況。加熱時指示燈顯示為黃色，當(dāng)溫度達(dá)100℃左右時，指示燈已滅，由此判斷，采用一個未安裝防干燒裝置的電熱水壺在本設(shè)計(jì)的方法上可以正常使用。

在今后的研究中，我將考慮電熱水壺用久后如何檢測水質(zhì)安全。大致思路是設(shè)計(jì)一個檢測水質(zhì)裝置，當(dāng)檢測出有問題時提示用戶清洗水壺。endprint