1。1 发展现状
当今社会已经完全进入了电子信息化,温度控制器在各行各业中已经得到了充分的利用。具有对温度进行实时监控的功能,以保证工业仪器,测量工具,农业种植的正常运作,它的最大特点是能实时监控周围温度的高低,并能同时控制电机运作来改变温度。它的广泛应用和普及给人们的日常生活带来了方便。
温控风扇是用单片机系统来完成的一个小型的控制系统。现阶段运用与国内大部分家庭,系统效率越来越高,成本也越来越低。其发展趋势可以根据其性质进行相应的改进可以运用与不同场合的温度监测控制,并带来大量的经济效益。论文网
1。2 研究内容
生活中,我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如,现在虽然不少城市家庭用上了空调,但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备,春夏(夏秋)交替时节,白天温度依旧很高,电风扇应高转速、大风量,使人感到清凉;到了晚上,气温降低,当人入睡后,应该逐步减小转速,以免使人感冒。虽然风扇都有调节不同档位的功能,但必须要人手动换档,睡着了就无能为力了,而普遍采用的定时器关闭的做法,一方面是定时时间长短有限制,一般是一两个小时;另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多,而风扇就关闭了,使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇,增加定时器时间,非常麻烦,而且可能多次定时后最后一次定时时间太长,在温度降低以后风扇依旧继续吹风,使人感冒;第三方面是只有简单的到了定时时间就关闭风扇电源的单一功能,不能满足气温变化对风扇风速大小的不同要求。又比如在较大功率的电子产品散热方面,现在绝大多数都采用了风冷系统,利用风扇引起空气流动,带走热量,使电子产品不至于发热烧坏。要使电子产品保持较低的温度,必须用大功率、高转速、大风量的风扇,而风扇的噪音与其功率成正比。如果要低噪音,则要减小风扇转速,又会引起电子设备温度上升,不能两全其美。为解决上述问题,我们设计了这套温控风扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器,用单片机控制,能显示实时温度,并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作,精确度高,动作准确。
2 设计思路及方案论证
该系统由温度传感器、显示电路、单片机、三极管驱动电路和其他辅助器件组成。使用单片机编程和控制,修改程序即可实现系统升级和维护。系统框图结构如下所示:
图2-1 系统设计框图
2。1 温度传感器的选择
方案一:感知和测量温度的核心部件采用热敏电阻。温度的改变会导致热敏电阻阻值的改变,接着,输出电压也会发生微弱的电压变化信号,利用运算放大器将这个信号放大,最后再利用AD转换器ADC0809使得模拟信号变为数字的信号传给单片机。
方案二:感知和测量温度的核心部件选用热电偶。再用运算放大器电路,桥式电路和AD转换电路,把温度变化的信号传入单片机内。
方案三:感知和测量温度的核心部件选用集成温度传感器DS18B20。可直接将数字温度信号传给单片机。
就方案一来说,热敏电阻元件便宜而且市场上多,但是热敏电阻有不灵敏的致命缺点,生产作业过程中容易造成误差和失真。热敏电阻对温度改变有很大的误差,会造成电路稳定性不高,故不采用该方案。
就方案二来说,通过桥式电路和热电偶配合,相对于热敏电阻来说,其对温度的灵敏度和器件非线性的误差都大幅提升,其测量范围也增大。但同样有电路复杂程度高,温度的灵敏度达不到要求的缺点,该方案不予采用。