RED APEEL(红苹果)擦鞋机外观豪华典雅,一般在宾馆、酒店、写字楼大厅进口一侧摆放,是人们进门后擦掉皮鞋上的尘土同时给皮鞋打蜡的机器。机器外观及结构见图一。电路主要结构是红外光检测电路驱动单相交流电机,通过电机转子轴两端固定内含液体蜡的毛绒抛光轮转动,实现擦鞋打蜡。这种机器的电路图或资料很难找到,笔者在接修后测绘了电路见图二。
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一、电路读解
控制电路由脉冲红外光发射、红外光接收放大、触发和驱动等部分组成。Ic1是555时基电路芯片,接成了无稳态震荡方式。由于R1、R2阻值相等,导致C1的充放电时间相等,电路的两个暂稳态时间也相等,⑶脚输出连续的等幅方波脉冲,驱动红外光发射二极管D1发出脉冲红外光。关于555时基电路原理与应用,请读者参阅《无线电》1990年第10期至1991年第8期,俞鹤飞先生发表的《555时基电路浅谈》系列讲座。Ic2是内含两个运放单元的芯片LM358,红外光接收二极管D2与R4分压给Ic2(A)的同相输入端⑶脚输入脉冲电压,反相输入端⑵脚与输出端⑴脚并接,运放的这种接法其作用等同于分立元件组成的射级跟随器,只对信号电流放大,电压放大倍数等于1。⑴脚输出脉动电压经R6、C2输送到Ic2(B)的负输入端⑹脚,Ic2(B)与R7、R8、R9组成了闭环反相放大器,输出信号与输入信号相位相反,⑺脚输出反相的脉动直流电压。
是内含两个555时基单元电路的芯片NE556,Ic3(A)和Ic3(B)都接成了单稳态方式。单稳态,就是电路工作有稳态和暂稳态两种状态。稳态状态下,触发端遇到低电位使电路得到触发,电路由稳态翻转到暂稳态,暂稳态过后电路又恢复到稳态。V1、D3在LM358⑺脚输出的低电位的反相脉动直流电压到来时导通,把Ic3(A)的阈值端⑵脚钳位在低电位,触发端⑹脚与Ic2⑺脚相接,都是低电位,在这样的条件下,Ic3(A)在开机后就进入并保持暂稳态。Ic3(A)⑸脚输出高电位给Ic3(B)的触发端⑻脚,C4是加速电容,开机瞬间快速为Ic3(B)的⑻脚提供高电位,这样的条件使Ic3(B)开机就进入稳态,⑼脚输出低电位,V2截止,电机不转,机器处于等待状态。
有人擦鞋时,皮鞋进入毛绒抛光轮的下方,遮挡了D1发出的红外光,D2截止,Ic2(A)输出为0,Ic2(B)是反相放大器,输出高电位给Ic3(A)触发端⑹脚,D3、V1截止,同时,Ic3(A)⑴脚的内部放电端与地断开,R10开始对C3充电,由于C3容量很小,不到半秒钟阈值端⑵脚就达到2/3电源电压4V,Ic3(A)翻转进入稳态,⑸脚输出低电位,导致Ic3(B)的触发端⑻脚被触发,电路翻转进入暂稳态,⑼脚输出高电位,V2导通,J1吸合,电机得电运转,开始擦鞋、打蜡。同时,Ic3(B)⒀脚的内部放电端与地断开,R12开始对C5充电,C5两端电压开始上升, Ic3(B)的暂稳态开始计时。但是,擦鞋刚开始,皮鞋继续遮挡红外光,D2继续截止,Ic3(A)的⑸脚保持输出低电位的状态,由于555时基电路在输出低电位或负脉冲时具有吸入电流的特性,所以,C5电压上升到D4的门限电压后,D4开始导通,通过Ic3(A)的⑸脚接地,把Ic3(B)的阈值端⑿脚钳位在0.6V左右而不能上升,Ic3(B)保持暂稳态,电机继续运转。当皮鞋擦完前脸部位转为擦两侧和后跟部位时,皮鞋一般不遮挡红外光。这时,D2恢复导通,Ic2(B)⑺脚输出低电位,Ic3(A)触发端被触发翻转到暂稳态,其⑸脚输出高电位,D4截止。R12继续对C5充电,Ic3(B)的阈值端⑿脚电压继续逐渐上升,(在此期间,如果皮鞋又恢复到遮挡红外光的位置,D4将恢复导通)当Ic3(B)的阈值端⑿脚电压上升到2/3电源电压4V时,Ic3(B)的阈值端⑿脚被高电位触发,Ic3(B)翻转到稳态。⑼脚输出低电位,V2截止,电机失电停转。实测由皮鞋不遮挡红外光开始,到C5充电到4V,实际用时30秒种,这就是Ic3(B)暂稳态所用时间。在这期间,皮鞋的两侧和后跟部位一般都能擦完。
二、常见故障与检修
RED APEEL擦鞋机电路设计简洁合理,性能可靠,元器件布局合理。因此,主要芯片及外围元件故障很少,笔者检修几次擦鞋机遇到的故障主要是电源电路、红外传感器电路、驱动电路的元件故障造成。
1、电源电路故障主要是因为雷击或电网过电压等原因造成电源变压器B1初级烧毁,整流二极管损坏,造成机器不运转。
2、人们在使用机器擦皮鞋时,有时鞋子碰撞D1或D2,造成它们的位置移动或引脚折断,导致D2收不到红外光。这种情况下开机,电机长转不停。
3、驱动元件主要是J1
继电器出问题,触点颤抖、触点烧黑,造成接触电阻变大,不能给电机可靠送电,造成电机运转不稳或不转等,这需要更换继电器。
电路接通电源后,D2在遮光和受光两种状态下,各芯片引脚和V1发射极、基极电压值见表一,笔者是用MF-47指针表测量的,所以电路脉冲电压测量的只是有效值。
表一

Ic1引脚号

1

2

3

4

5

6

7

8

电压值(V)

0

3

4

6

3

3

6

Ic2引脚号

1

2

3

4

5

6

7

8

V1发射极

V1基极

蔗光电压(V)

0

0

0

0

3.2

3.2

3.4

6

0

0

受光电压(V)

0.5

0.5

0.5

0

3.2

2.5

3.2

6

1.2

0.3

Ic3引脚号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

蔗光电压(V)

0

0

6

0

3.4

0

0

4.6

6

0.6

0.6

6

受光电压(V)

1.2

1.2

6

5.3

3.2

0

5.2

0

6

0

0

6