温控自动风扇系统论文

《温控自动风扇系统论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、1方案论证本系统实现风扇的温度控制，盂耍有较高的温度变化分辨率和稳左可靠的换档停机控部件。1.1温度传感器的选用温度传感器町山以下几种方案町供选择：方案一：选用热敏电阻作为感测温度的核心元件，通过运算放大器放大由于温度变化引起热敏电阻电阻的变化、进而导至的输出电压变化的微弱电床变化信号，再用AD转换芯片ADC0809将模拟信号转化为数字信号输入单片机处理。方案二：采用热电偶作为感测温度的核心元件，配合桥式电路，运算放大电路和AD转换电路，将温度变化信号送入单片机处理。方案三：釆用数字式集成温度传感器DS18B20作为感测温度的核心元件，直接输出数字温度信号供单片机处理。对于方案

2、一，采用热敏电阻有价格便宜、元件易购的优点，但热敏电阻对温度的细微变化不敏感，在信号采集、放大、转换过程中还会产牛失真和误差，并且由于热敏电阻的R-T关系的非线性，其本身电阻对温度的变化存在较大误差，虽然可以通过一定电路予以纠正，但不仅将使电路复杂稳定性降低，而H-在人体所处温度环境温度变化屮难以检测到小的温度变化。故该方案不适合本系统。对于方案二，采川热电偶和桥式测量电路相对于热敏电阻其对温度的敏感性和器件的非线性误差都有较人提高，其测温范围也非常宽，从-50摄氏度到1600摄氏度均町测量。但是依然存在电路复杂，对温度敏感性达不到本系统要求的标准，故不采川该方案。对于方案三，

3、由于数字式集成温度传感器DS18B20的高度集成化，人大降低了外接放大转换等电路的误差因素，温度误差很小，并H由于其感测温度的原理与上述两种方案的原理有着本质的不同，使得其温度分辨力极高。温度值在器件内部转换成数字量直接输出，简化了系统程序设计，乂由于该传感器采用先进的单总线技术（1-WRTE）,与单片机的接口变的非常简洁，抗干扰能力强。关于DS18B20的详细参数参看下面“硬件设计”中的器件介绍。1.2控制核心的选择方案一：采川电压比较电路作为控制部件。温度传感器采川热敏电阻或热电偶等，温度信号转为电信号并放人，由集成运放组成的比较电路判决控制风扇转速，当高于或低于某值时将风

4、扇切换到相应档位。方案二：采用单片机作为控制核心。以软件编程的方法进行温度判断，并在端口输出控制信号。对于方案一，采用电压比较电路具有电路简/、易于实现，以及无需编写软件程序的特点，但控制方式过于单一，不能自市设置上下限动作温度，无法满足不同用户以及不同环境下的多种动作温度要求，故不在本系统中采用。对于方案二，以单片机作为控制器，通过编写程序不但能将传感器感测到的温度通过显示电路显示出来，户能通过键盘接口，自由设置上下限动作温度值，满足全方位的需求。并口通过程序判断温度具有极高的精准度，能精确把握环境温度的微小变化。故本系统采用方案一。1.3显示电路方案一：采用五位共阳数码管显

5、示温度，动态扫描显示方式。方案二：采用液晶显示屏LCD显示温度对于方案一，该方案成本低廉，显示温度明确醒目，在夜间也能看见，功耗极低，显示驱动程序的编写也相对简单，这种显示方式得到广泛应用。不足的地方是扫描显示方式是使五个LED逐个点亮，因此会有闪烁，但是人眼的视觉暂留时问为20MS,当数码管扫描周期小于这个时间时人眼将感觉不到闪烁，因此可以通过增大扫描频率來消除闪烁感。对于方案二，液晶体显示屏具有显示字符优美，不但能显示数字还能显示字符甚至图形的优点，这是LED数码管无法比拟的。但是液晶显示模块价格昂贵，驱动程序复杂，从简单实用的原则考虑，本系统采用方案一。1.4调速方式方案

6、一：采用变压器调节方式，运用电磁感应原理将220V电压通过线圈降压到不同的电压，控制风扇电机接到不同电压值的线圈上可控制电机的转速，从而控制风扇风力人小。方案二：采用晶闸管构成无级调速电路。对丁•方案一，由丁采用变压器改变电压调节，有风速级别限制，不能适应人性化要求。H在变压过程中会有损耗发热，效率不高，发热有不安全因素。对丁方案二，以电位器控制晶闸管的导通角大小，可实现由最大风速到关闭的无级别调速，可将风力调节在关闭无风到最人风之间的任意风力，实现“自由风”。H在调速环节屮基本无电力损耗。故本系统采用方案二。1.5控制执行部件方案一：采川数模转换芯片AD0832控制，由单片机

7、根据当前温度值送出相应数字量到AD0832,11]AD0832产生模拟信号控制晶闸管的导通角，从而配合无级调速电路实现温控时的自动无级风力调节。方案二：采川继电器，继电器的接有控制晶闸管导通角的电阻的接入电路与否由单片机控制，根据当前温度值在相应管脚送出高/低电平，决定某个继电器的导通角控制电阻是否接入电路。（详见4.2.4）对于方案一，该方案能够实现在风扇处于温控状态时也能无级调速，但是D/A转换芯片价格4交高，与其温控状态下无级调速功能相比性价比不高。对于方案二，虽然在温控状态下只能实现