制冰机MCU方案核心功能需求分析
首先,我们需要明确MCU需要控制哪些部件以及实现哪些逻辑。
受控部件(输出):
1.压缩机:制冷核心,大功率负载,需通过继电器控制。
2.水泵:将水从水箱抽到制冰蒸发器(冰格)上。
3.进水阀:自动为水箱补水。
4.风扇:冷凝器散热风扇。
5.加热器/热阀:用于脱冰(使冰块从蒸发器上脱落)。
6.显示/指示灯:LED数码管、LCD屏或LED状态灯。
7.蜂鸣器:用于故障报警或完成提示。
传感器输入:
- 温度传感器:
·蒸发器温度探头(NTO):最关键的传感器。用于判断制冰进程(水温是否降至结冰点)和脱冰进程(蒸发器温度是否升至脱冰
点)。
·环境温度探头(NTO):用于优化系统运行效率,在高温或低温环境下调整控制参数。
- 水位传感器:
·水箱水位传感器(浮子开关/干簧管):检测水箱是否缺水。
·冰满传感器(光电/红外对管):检测冰块是否堆积到指定高度,判断冰满。
3.按键输入:电源开关、功能选择、强制脱冰等
核心:MCU(微控制器)
· 要求:
·引脚数量:至少需要12-20个GPIO(通用输入输出引|脚)。
·ADC(模数转换器):必须内置,用于读取NTC温度传感器的模拟电压值。
·Flash/RAM:程序量不大,32KB Flash/4KB RAM通常足够。
·可靠性:工业级或消费级增强型,抗干扰能力强。
·成本:极具竞争力。
推荐芯片选型:
基础款可以用国产8位单片机,性价比极高,资料丰富,开发简单。优点:成本最低,开发速度快。适用:对成本极其敏感的入门级制冰机
主流/性能更优选择:可以选择国产32位单片机性价比高,性能远超8位机,开发环境成熟。
优点:性能、功耗、可靠性均衡,32位ARM生态,便于功能扩展(如加入定时、多模式等),生命周期长。适用:大多数家用和商用制冰机
外围电路设计:
1.电源电路:将220V AC转换为MCU和外围电路所需的5V/3.3V DC。
2.继电器驱动电路:使用三极管或MOSFET配合光耦,隔离驱动压缩机、水泵、加热器等大功率负载的继电器。
3.传感器接口电路:
·NTC:使用一个精密电阻与NTC构成分压电路,分压点接入MCU的ADC引|脚。
·水位开关:直接接入GPIO,配置为上拉或下拉输入。
4.显示与按键电路:数码管可采用动态扫描,LCD可使用I2C或SPI接口的模块,按键可使用矩阵或独立按键。

