摘 要：戶外智能環(huán)保微廚房主要是利用太陽能來提供電源，突破了傳統(tǒng)有線或木炭式戶外廚房的局限性，而且木炭式燒煮會對環(huán)境造成一定程度的污染。本設(shè)計在傳統(tǒng)的戶外燒烤的基礎(chǔ)上進行了重新設(shè)計，利用太陽灶聚光集熱原理實現(xiàn)食物燒烤和烹煮、利用光伏發(fā)電原理實現(xiàn)蓄電池充電、整機運轉(zhuǎn)等。

關(guān)鍵詞：智能；微廚房；太陽能；光伏發(fā)電

文章所設(shè)計的戶外智能環(huán)保微廚房就是利用太陽灶聚焦的原理，在原始的手動調(diào)節(jié)情況下，更主要是利用電機能自動控制太陽灶跟隨太陽轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)了太陽灶自動跟蹤太陽，使其能夠聚焦最強的能量、最高的熱量。而且該裝置結(jié)構(gòu)簡單、環(huán)保、可拆卸、使用方便、造價較低。

1 研究現(xiàn)狀

印度以美食聞名于世，在所有印度家庭中，廚房被認為是神圣的地方?，F(xiàn)在印度又以擁有世界上最大的太陽能廚房而驕傲。它是印度庫馬利斯世界心靈大學和德國太陽能橋公司投資500萬美元的“杰作”，屬于印度政府新能源和可再生能源部（MNRE）的一個特別示范項目的一部分。

傳統(tǒng)煤炭燒烤產(chǎn)生的油煙和化學排放以及焦糊物質(zhì)，易給人體健康帶來危害。該智能環(huán)保微廚房主要是利用太陽能來提供電源，突破了傳統(tǒng)有線或木炭式戶外廚房的局限性，而且木炭式燒煮會對環(huán)境造成一定程度的污染。該除了滿足傳統(tǒng)的燒烤食物的功能以外，新增太陽能燒水、太陽能煮粥、太陽能烹蒸等多項功能。

2 組成部分及工作原理

本戶外智能環(huán)保微廚房系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有太陽灶、步進電機、采集追光控制部分、太陽電池組件。系統(tǒng)可以自動根據(jù)太陽光的位置來調(diào)節(jié)太陽板的方向，并且通過太陽能光伏電池也可以將太陽能存為電能，即使沒有太陽光時也可以使用。除了自動模式外，根據(jù)個人喜好，還可以切換成手動模式。

2.1 太陽灶

太陽灶由6個聚焦反光板加上支架構(gòu)成，每個聚焦反光板采用拋物面的聚焦方式，當太陽光平行地照射到拋物面反光板上經(jīng)反光面反射后聚焦到一點，這一點就會產(chǎn)生很強密度的熱能，將支架的頂端正好對準這一點，就可以利用該點的熱能來進行加熱烹飪。其太陽灶設(shè)計圖如圖1所示，反光聚焦原理圖如圖2所示。

拋物面刮板選擇真空鍍鋁薄膜，具有反射率高、使用更換方便等優(yōu)點，近年來，商品化生產(chǎn)的太陽灶均采用這種反光材料，壽命一般可達2-3年，個別使用保養(yǎng)好的能達到4年左右。

2.2 步進電機

步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。在本設(shè)計中，是利用步進電機來帶動支架的上下、左右移動從而改變太陽灶的角度，步進電機通過上下、左右采集部分分別采集太陽光的位置，從而來啟動步進電機執(zhí)行相應(yīng)方向上的旋轉(zhuǎn)。

3 控制部分

該智能微廚房的控制部分主要以單片機STC15F2K61S2芯片為主要控制單元，也是整個控制部分的核心部分，步進電機是通過單片機來進行控制?？刂撇糠值碾娐吩O(shè)計主要是經(jīng)過繪制電路原理圖、元器件的選擇、繪制PCB圖、電路板的焊接測試及運行。控制部分實物圖如圖3所示。

之后對步進電機的控制和太陽灶的自動對光功能進行調(diào)試并得出實驗測試數(shù)據(jù)，得出有價值的結(jié)論。將太陽輻射能通過反光板和烤煲管聚光、傳熱、儲熱等，從而獲取熱量，實現(xiàn)食物燒烤、烹煮等功能。利用太陽電池組件，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，為光敏跟蹤器提供電能，配備USB充電接口等多種功能設(shè)備，還可為音響、手機、MP3等隨身攜帶電子品以及蓄電池補充電源。

4 實物測試

該系統(tǒng)太陽太陽直射所產(chǎn)生的熱量密度量可以通過儀表進行測量，也可以通過直射輻射計來測量直射輻射量，通過控制部分每10分鐘內(nèi)至少跟蹤一次，使反光板的光照面與太陽光束保持垂直。至于溫度測量可用溫度計來快捷測量，溫度計應(yīng)放置在裝有水的鍋正中間，浸入水深距水底1/3處。實物圖如圖4所示。

5 結(jié)束語

該智能微廚房有很大的升級空間，可以根據(jù)不同需求，設(shè)立自動模式和手動模式，在自動模式下，能智能感應(yīng)有無操作任務(wù)，實時顯示食物或水的溫度，智能進行燒烤或烹調(diào)操作。也可以方便地使用手動模式，人為控制相關(guān)參數(shù)的設(shè)定。該設(shè)計還可以加入讀音控制模塊，對相關(guān)燒烤或烹煮操作進行語音控制。這種設(shè)計在實現(xiàn)智能化的同時又充分體現(xiàn)了創(chuàng)新性，尤其是用太陽能供電方面，這個方面充分體現(xiàn)了現(xiàn)代人生活的環(huán)保理念，該設(shè)計具有很高的市場應(yīng)用價值。

參考文獻

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