本實(shí)用新型涉及溫濕度控制器技術(shù)領(lǐng)域,具體的說是一種電力設(shè)備溫濕度控制器。
背景技術(shù):
許多電力設(shè)備都要求在特定的環(huán)境條件下運(yùn)行,如電保護(hù)柜、儀表箱、計(jì)量柜、開關(guān)柜等、端子箱等設(shè)備,溫度過低、溫度過高、濕度過大而結(jié)露等都對(duì)電力設(shè)備的安全運(yùn)行構(gòu)成威脅。顯然溫度和濕度參數(shù)的測量和控制是急需解決的問題。而現(xiàn)有的溫濕度控制器作用效果不明顯,不能對(duì)設(shè)備內(nèi)部及周圍環(huán)境溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,測量結(jié)果精度低,設(shè)備過熱過濕容易發(fā)生火災(zāi)、爬電等事故,安全性低。
因此,為克服上述技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)出一款結(jié)構(gòu)簡單、測量高效準(zhǔn)確、能對(duì)設(shè)備內(nèi)部及周圍環(huán)境溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制、安全可靠、故障率低的一種電力設(shè)備溫濕度控制器,正是發(fā)明人所要解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型的目的是提供一種電力設(shè)備溫濕度控制器,其結(jié)構(gòu)簡單,測量高效準(zhǔn)確,能對(duì)設(shè)備內(nèi)部及周圍環(huán)境溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制,安全可靠,故障率低。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種電力設(shè)備溫濕度控制器,包括單片機(jī)、溫濕度傳感器、風(fēng)機(jī)控制輸出電路、電源、鍵盤、 LED顯示器、加熱控制輸出電路,所述單片機(jī)分別與電源、鍵盤、LED顯示器、看門狗連接,所述單片機(jī)分別通過I/O口與加熱控制輸出電路、風(fēng)機(jī)控制輸出電路連接,所述單片機(jī)通過RS232接口連接上位機(jī),所述溫濕度傳感器內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器、濕度傳感器、放大器、光電耦合電路、ADC 模塊,所述溫度傳感器、濕度傳感器通過放大器與光電耦合電路連接,所述光電耦合電路通過ADC模塊連接單片機(jī),所述單片機(jī)的I/O口連接語音合成模塊,所述單片機(jī)通過PWM脈寬調(diào)制電路控制驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。
進(jìn)一步,所述單片機(jī)選用PIC16F877A芯片。
進(jìn)一步,所述溫濕度傳感器選用SHT11芯片。
進(jìn)一步,所述鍵盤包括有預(yù)定值設(shè)置鍵、強(qiáng)制加熱鍵、上調(diào)鍵、下調(diào)鍵。
進(jìn)一步,所述電源引腳兩端設(shè)置有濾波電容。
本實(shí)用新型的有益效果是:
1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單,以PIC16F877A微控制器為主控芯片,采用 SHT11組成數(shù)字溫濕度控制器,溫濕度傳感器對(duì)相對(duì)濕度和環(huán)境的溫度進(jìn)行檢測,然后PIC16F877A微控制器從SHT11的串行接口得到數(shù)字溫濕度信號(hào),進(jìn)一步利用微控制器實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償和相對(duì)濕度的非線性補(bǔ)償,最后相對(duì)濕度和實(shí)際溫度值送LED顯示器顯示,必要時(shí)啟動(dòng)加熱器或風(fēng)機(jī),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)局部環(huán)境溫濕度的控制,測量高效準(zhǔn)確,能對(duì)設(shè)備內(nèi)部及周圍環(huán)境溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測與控制,安全可靠,故障率低。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實(shí)用新型溫濕度檢測處理電路圖。
圖3是本實(shí)用新型輸出控制電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型,應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解,在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改,這些等價(jià)形式同樣落在申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
參見圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖,該結(jié)構(gòu)一種電力設(shè)備溫濕度控制器,包括單片機(jī)、溫濕度傳感器、風(fēng)機(jī)控制輸出電路、電源、鍵盤、LED 顯示器、加熱控制輸出電路,單片機(jī)分別與電源、鍵盤、LED顯示器、看門狗連接,單片機(jī)分別通過I/O口與加熱控制輸出電路、風(fēng)機(jī)控制輸出電路連接,單片機(jī)通過RS232接口連接上位機(jī),溫濕度傳感器內(nèi)部設(shè)置有溫度傳感器、濕度傳感器、放大器、光電耦合電路、ADC模塊,溫度傳感器、濕度傳感器通過放大器與光電耦合電路連接,光電耦合電路通過ADC模塊連接單片機(jī),單片機(jī)的I/O口連接語音合成模塊,單片機(jī)通過PWM脈寬調(diào)制電路控制驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。單片機(jī)選用PIC16F877A芯片,溫濕度傳感器選用 SHT11芯片,鍵盤包括有預(yù)定值設(shè)置鍵、強(qiáng)制加熱鍵、上調(diào)鍵、下調(diào)鍵,電源引腳兩端設(shè)置有濾波電容。
系統(tǒng)以PIC16F877A微控制器為核心,應(yīng)用智能型溫濕度傳感器SHT11 來檢測現(xiàn)場溫度和濕度,SHT11數(shù)字溫濕度傳感器將溫度、濕度值直接轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量后送入單片機(jī)中,再由單片機(jī)完成相對(duì)濕度的非線性補(bǔ)償和溫度補(bǔ)償,輸入數(shù)據(jù)經(jīng)單片機(jī)按預(yù)定的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,與設(shè)定的控制目標(biāo)進(jìn)行偏差運(yùn)算,并將實(shí)際溫度和相對(duì)濕度值送LED顯示器顯示,最后根據(jù)溫濕度上下限經(jīng)I/O口輸出實(shí)時(shí)控制信號(hào),啟動(dòng)加熱器加熱或風(fēng)機(jī)降溫,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫濕度的測控。
參見圖2是本實(shí)用新型溫濕度檢測處理電路圖,電力設(shè)備溫濕度控制器硬件電路由溫濕度檢測電路、鍵盤電路、顯示電路、控制輸出電路、語音電路等組成。溫濕度傳感器選用SHT11芯片,其可以同時(shí)測量濕度、溫度和露點(diǎn),過程不需要外圍元件就可直接輸出結(jié)果值。而且經(jīng)過標(biāo)定了的相對(duì)濕度、溫度及露點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)可以有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)的溫、濕度傳感器的不足。測量完成并實(shí)現(xiàn)通訊,溫濕度傳感器SHT11就會(huì)停止工作,從而自動(dòng)進(jìn)入休眠模式,同時(shí)濕度、溫度數(shù)據(jù)由SHT11送出。
為了完成預(yù)定值設(shè)置強(qiáng)制加熱功能,控制器中設(shè)置了4個(gè)鍵盤,分別為預(yù)定值設(shè)置鍵、強(qiáng)制加熱鍵、上調(diào)鍵、下調(diào)鍵,4個(gè)鍵盤通過10K的電阻接到電源,上拉端接單片機(jī)RB口,設(shè)定鍵和強(qiáng)制加熱鍵接帶有電平中斷I/O 口,來觸發(fā)單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)功能。上調(diào)和下調(diào)鍵則沒有必要用電平中斷,使用普通I/O口。顯示電路采用MAX7219芯片驅(qū)動(dòng)8位共陰極LED數(shù)碼管工作。MAX7219驅(qū)動(dòng)芯片和微處理器之間的連接需要三根導(dǎo)線,其中每一的位數(shù)字顯示都需要有一個(gè)地址,并由微處理器寫入控制執(zhí)行。允許使用者在顯示電路設(shè)計(jì)過程中選擇每位是BCD譯碼的方式或不譯碼的方式進(jìn)行。使用者在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候還可選擇各種模式的設(shè)置,如:數(shù)碼管的數(shù)字亮度控制、停機(jī)、數(shù)碼管顯示器的測試和LED掃描位數(shù)等模式。
參見圖3是本實(shí)用新型輸出控制電路圖,當(dāng)單片機(jī)檢測到傳感器測量的溫濕度值與超出預(yù)定值的范圍時(shí)就啟動(dòng)該部分電路工作,采用光耦隔離以提高系統(tǒng)抗干擾能力。當(dāng)單片機(jī)REO端輸出為0時(shí),光電耦合器導(dǎo)通工作,繼電器被吸合開始工作,加熱器開始工作,加熱過程開始。其中,當(dāng)繼電器斷開,在繼電器線圈上產(chǎn)生反向瞬時(shí)高壓,從而將繼電器損壞,D7 主要用于保護(hù)繼電器。加熱回路中串接了6個(gè)大電流二極管,每三個(gè)一組,兩組方向相反一提供交流通路,當(dāng)交流流過每組二極管是在其上產(chǎn)生壓降, 2V左右,這個(gè)電壓供給斷線報(bào)警回路的雙向光耦工作,限制電流電阻R16,濾波電容C22,將1M的電阻并接在每個(gè)二極管兩端,該電阻用來平均加在二極管兩端的電壓,二極管發(fā)熱不均現(xiàn)象的現(xiàn)象將被消除。當(dāng)加熱回路斷線時(shí),二極管上沒有電流流過,就不會(huì)產(chǎn)生壓降,雙向光耦PS2505不導(dǎo)通, ALARM_A端被置高,從而觸發(fā)單片機(jī)報(bào)警。
為了能達(dá)到更好的人機(jī)信息交流,系統(tǒng)增加了語音部分,該部分采用嵌入式中文語音合成芯片OSYNO 6188來實(shí)現(xiàn)語音播報(bào)溫濕度值和報(bào)警功能。單片機(jī)的串行I/O口TXD和RXD分別OSYNO 6188的RXD和TXD口相連,將待合成的文本經(jīng)過異步串行通訊單片機(jī)發(fā)給OSYNO 6188,揚(yáng)聲器由PWM 輸出直接驅(qū)動(dòng),也可通過1腳VO接功放管來驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。XOUT、XIN兩引腳必須接16MHz晶振。OSYNO 6188提供兩組電源輸入VDD和CVDD,兩組電源共用電源地GND,CVDD要低于VDD電壓,通過在CVDD跟VDD直接串接兩個(gè)二極管來降壓。為使系統(tǒng)可靠工作,在電源引腳兩端加濾波電容。
本實(shí)用新型溫度和濕度測量準(zhǔn)確,測量精度高,系統(tǒng)響應(yīng)快,當(dāng)溫濕度超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)相應(yīng)繼電器動(dòng)作,當(dāng)溫濕度回到安全范圍時(shí),繼電器斷開,同時(shí)裝置還有強(qiáng)制加熱功能,其實(shí)用價(jià)值高。以PIC16F877A微控制器為主控芯片,采用SHT11組成數(shù)字溫濕度控制器,主要用于開關(guān)柜、端子箱等電力設(shè)備。首先溫濕度傳感器對(duì)相對(duì)濕度和環(huán)境的溫度進(jìn)行檢測,然后PIC16F877A微控制器從SHT11的串行接口得到數(shù)字溫濕度信號(hào),進(jìn)一步利用微控制器實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償和相對(duì)濕度的非線性補(bǔ)償,最后相對(duì)濕度和實(shí)際溫度值送LED顯示器顯示,必要時(shí)啟動(dòng)加熱器或風(fēng)機(jī),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)局部環(huán)境溫濕度的控制。