專利名稱：風(fēng)扇濕簾綜合控制器的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、林業(yè)及花卉行業(yè)溫室的控制器，是一種適合溫室內(nèi)風(fēng)扇濕簾降溫設(shè)備的綜合控制器。
二背景技術(shù)：
目前，在溫室內(nèi)通常使用控制風(fēng)扇濕簾降溫設(shè)備的的溫控器，為一種功能比較單一的控制器，這種控制器存在下述的缺陷和不足1.溫控器只能設(shè)置一個(gè)目標(biāo)溫度，不能按全天多個(gè)時(shí)段設(shè)置不同的目標(biāo)溫度，農(nóng)作物在全天的不同時(shí)段所需要的生長(zhǎng)溫度是不同的，這種控制不符合作物全天的生長(zhǎng)規(guī)律。
2.溫控器的控制算法為簡(jiǎn)單的比例滯回控制，室溫波動(dòng)明顯、振幅大，控制效果較差。
3.溫控器的控制中不包含室內(nèi)外溫差因素，在室外溫度比室內(nèi)溫度明顯偏低時(shí)，易對(duì)作物產(chǎn)生冷沖擊。
4.溫控器對(duì)風(fēng)扇的控制沒有采用“脈寬調(diào)制”工作方式，造成風(fēng)扇能源浪費(fèi)、運(yùn)營(yíng)成本增高。
5.溫控器未能將風(fēng)扇、濕簾、濕簾外翻窗、溫室通風(fēng)窗聯(lián)動(dòng)一起，綜合控制。
三
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有風(fēng)扇濕簾降溫設(shè)備的控制不合理性，提供一種風(fēng)扇濕簾綜合控制器，它可以按風(fēng)扇、濕簾的降溫特性，以最優(yōu)化的方式進(jìn)行控制，將風(fēng)扇、濕簾與溫室的通風(fēng)窗和濕簾外翻窗等設(shè)備一同協(xié)調(diào)起來統(tǒng)一控制。
本實(shí)用新型可以通過下述的技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇濕簾綜合控制器，由整流濾波電路、光藕隔離電路、單片機(jī)、開關(guān)電源模塊、RAM時(shí)鐘、譯碼電路、反向電路、電平驅(qū)動(dòng)電路、6位7段數(shù)碼管、光帶棒LED、驅(qū)動(dòng)電路、看門狗電路等組成。裝于室內(nèi)的室內(nèi)溫度傳感器和裝于室外的室外溫度傳感器的信號(hào)傳遞線分別與單片機(jī)的腳2和腳1相接，濕簾外翻窗限位開關(guān)的常開觸點(diǎn)與單向的整流濾波電路相連后再經(jīng)光藕隔離電路與單片機(jī)的腳17相連，單片機(jī)的P0口輸出腳32-39與驅(qū)動(dòng)電路的腳2-9相連，驅(qū)動(dòng)電路的腳12-19經(jīng)過限流電阻限流后與6位7段數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端和光帶棒LED相連，單片機(jī)的腳21-24經(jīng)譯碼電路再經(jīng)反向電路和電平驅(qū)動(dòng)電路后與6位7段數(shù)碼管光帶棒LED相連，RAM時(shí)鐘的SCL、SDA兩根線分別與單片機(jī)的腳27和腳28相連，單片機(jī)的腳10-16分別與繼電器輸出電路相連，繼電器輸出電路中的繼電器J1和J2分別接一級(jí)風(fēng)扇電機(jī)和二級(jí)風(fēng)扇電機(jī)，繼電器輸出電路中的繼電器J3接濕簾泵電機(jī)，J4和J5接濕簾外翻窗電機(jī)，J6接外接配電箱內(nèi)的天窗、側(cè)窗電機(jī)的接觸器，J7接外部報(bào)警警笛，在單片機(jī)的腳3-6接有4個(gè)輕觸鍵，看門狗電路接單片機(jī)的腳8和腳9，開關(guān)電源模塊為系統(tǒng)提供電源。
本實(shí)用新型還可以通過下述的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)整流濾波電路是阻容整流濾波電路，數(shù)碼管譯碼電路為三-八譯碼器，數(shù)碼管電平驅(qū)動(dòng)電路為七達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器，RAM時(shí)鐘單元后備電源供電電路為Ni-Cd可充電電池充放電電路。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果1、系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示室內(nèi)溫度、室外溫度、當(dāng)前目標(biāo)溫度、PI計(jì)算值、系統(tǒng)降溫需求值和當(dāng)前實(shí)時(shí)時(shí)鐘。
2、系統(tǒng)具有四個(gè)時(shí)段的獨(dú)立目標(biāo)溫度，相鄰目標(biāo)溫度間線性過渡。
3、系統(tǒng)采用PI控制算法的降溫需求計(jì)算方式。
4、結(jié)合室內(nèi)外溫差因子的PI算法修正。
5、“脈寬調(diào)制”方式的風(fēng)扇運(yùn)行工作方式。
6、風(fēng)扇、濕簾、濕簾外翻窗、溫室通風(fēng)窗的綜合聯(lián)動(dòng)控制。
7、完善全面的自檢和報(bào)警功能。
8、采用先進(jìn)的開關(guān)電源技術(shù)，可保證本控制器在供電質(zhì)量較差的農(nóng)村電網(wǎng)供電環(huán)境下可靠運(yùn)行。
9、全面優(yōu)化、精煉的電路設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品成本非常低廉，可保證產(chǎn)品較低的市場(chǎng)價(jià)格。
10、按照儀表方式設(shè)計(jì)的接口電路和安裝方式，使控制器極容易的嵌入到配電箱內(nèi)，與配電箱融為一體。
四

圖1為風(fēng)扇濕簾綜合控制器的電路框圖圖2為風(fēng)扇濕簾綜合控制器的單片機(jī)和人機(jī)交互部分的電路圖圖3為風(fēng)扇濕簾綜合控制器的濕簾外翻窗限位開關(guān)的輸入接口電路圖圖4為風(fēng)扇濕簾綜合控制器的開關(guān)電源模塊接口電路圖圖5為風(fēng)扇濕簾綜合控制器的后備電源模塊接口電路圖圖6為風(fēng)扇濕簾綜合控制器的繼電器輸出電路接口電路圖五具體實(shí)施方式
圖1-圖6所示風(fēng)扇濕簾綜合控制器，由整流濾波電路4、521-1光藕隔離電路5、AT89C52單片機(jī)6、JML2.5開關(guān)電源模塊7、PCF8583 RAM時(shí)鐘8、74HC138譯碼電路10、74HC06反向電路11、ULN2004電平驅(qū)動(dòng)電路12、LG5631AH 6位7段數(shù)碼管13、光帶棒LED14、74HC574驅(qū)動(dòng)電路15、MAX813看門狗電路17等組成。裝于室內(nèi)的DS18B20室內(nèi)溫度傳感器1和裝于室外的DS18B20室外溫度傳感器2的信號(hào)傳遞線分別與AT89C52單片機(jī)6的腳2和腳1相接，濕簾外翻窗限位開關(guān)3的常開觸點(diǎn)與單向的整流濾波電路4相連后再經(jīng)521-1光藕隔離電路5與AT89C52單片機(jī)6的腳17相連，AT89C52單片機(jī)6的P0口輸出腳32-39與74HC154驅(qū)動(dòng)電路15的腳2-9相連，74HC154驅(qū)動(dòng)電路15的腳12-19經(jīng)過限流電阻限流后與LG5631AH 6位7段數(shù)碼管13的數(shù)據(jù)端和光帶棒LED14相連，AT89C52單片機(jī)6的腳21-24經(jīng)74HC138譯碼電路10再經(jīng)74HC06反向電ULN2004電平驅(qū)動(dòng)電路12后與LG5631AH 6位7段數(shù)碼管光帶棒LED14相連，PCF8583 RAM時(shí)鐘8的SCL、SDA兩根線分別與AT89C52單片機(jī)6的腳27和腳28相連，AT89C52單片機(jī)6的腳10-16分別與繼電器輸出電路18中的74HC06反向器U7B、U7C、U7D、U7E、U7F相連后再經(jīng)ULN2004電平驅(qū)動(dòng)器U1G、U1F、U1E、U1D、U1C、U1B、U1A與繼電器J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7相連，繼電器輸出電路18中的繼電器J1和J2分別接一級(jí)風(fēng)扇電機(jī)和二級(jí)風(fēng)扇電機(jī)，繼電器輸出電路18中的繼電器J3接濕簾泵電機(jī)，J4和J5接濕簾外窗電機(jī)，J6接外接配電箱內(nèi)的天窗、側(cè)窗的接觸器，J7接外部報(bào)警警笛，PCF8583 RAM時(shí)鐘8的SCL、SDA兩根線分別與AT89C52單片機(jī)6的腳27和腳28相連，在AT89C52單片機(jī)6的腳3-6接有4個(gè)輕觸鍵16，MAX813看門狗電路17接AT89C52單片機(jī)6的腳8和腳9，JML2.5開關(guān)電源模塊7為系統(tǒng)提供電源。
本實(shí)用新型的工作原理“風(fēng)扇濕簾綜合控制器”主要由室內(nèi)溫度傳感器、室外溫度傳感器、單片機(jī)、存儲(chǔ)器、后備電池、譯碼電路、電平驅(qū)動(dòng)電路、看門狗電路、數(shù)碼管、發(fā)光二極管、繼電器、和電源模塊構(gòu)成。
DS18B20室內(nèi)溫度傳感器1、DS18B20室外溫度傳感器2將所測(cè)的溫度值以數(shù)字量方式傳送到AT89C52單片機(jī)6的2腳和1腳，AT89C52單片機(jī)6將解析出的溫度值從P0口輸出，經(jīng)74HC574驅(qū)動(dòng)電路15驅(qū)動(dòng)、電阻限流后，傳送給6位7段LG5631AH數(shù)碼管13的數(shù)據(jù)端，同時(shí)，單片機(jī)發(fā)出的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)信號(hào)從P2.0-P2.3口輸出，經(jīng)74HC138譯碼電路10譯碼后，再經(jīng)74HC06反向電路11進(jìn)行信號(hào)方向，然后傳送到ULN2004驅(qū)動(dòng)電路12進(jìn)行功率放大，最后傳送到數(shù)碼管13實(shí)時(shí)顯示溫度值。
PCF8583時(shí)鐘芯片8將當(dāng)前時(shí)鐘信息以I2C總線方式通過SCL、SDA兩根線傳送到AT89C52單片機(jī)6的腳27和腳28AT，89C52單片機(jī)6根據(jù)當(dāng)前時(shí)鐘和四個(gè)時(shí)段的時(shí)間設(shè)定值以及各時(shí)段的目標(biāo)溫度，計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間的目標(biāo)溫度。根據(jù)室內(nèi)溫度與目標(biāo)溫度的偏差進(jìn)行PI計(jì)算，在計(jì)算過程中，系統(tǒng)還計(jì)算室內(nèi)溫度與室外溫度的差值，并據(jù)此差值線性的修正P參數(shù)和I參數(shù)。經(jīng)PI計(jì)算后的結(jié)果大于等于100時(shí)，若室內(nèi)溫度大于目標(biāo)溫度，系統(tǒng)降溫需求值加5％，若室內(nèi)溫度小于目標(biāo)溫度，系統(tǒng)降溫需求值減5％。
AT89C52單片機(jī)6將降溫需求值從P0口輸出，經(jīng)74HC574驅(qū)動(dòng)電路15驅(qū)動(dòng)、電阻限流后傳送給LED光帶棒14，同時(shí)，單片機(jī)發(fā)出的光帶棒驅(qū)動(dòng)信號(hào)從P2.0-P2.3口輸出，經(jīng)74HC138譯碼電路10譯碼后，再經(jīng)74HC06反向電路11進(jìn)行信號(hào)方向，然后傳送到ULN2004驅(qū)動(dòng)電路12進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)LED光帶棒14顯示降溫需求值。
當(dāng)降溫需求值大于5％時(shí)，繼電器輸出電路18中的繼電器J4吸合，J4吸合能驅(qū)動(dòng)本實(shí)用新型外接的濕簾外翻窗電機(jī)正向接觸器的吸合，從而驅(qū)動(dòng)濕簾外翻窗電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)濕簾外翻窗向外翻開。在濕簾外翻窗向外翻開抵達(dá)終點(diǎn)時(shí)，連接在外翻窗電機(jī)變速箱驅(qū)動(dòng)軸上的限位開關(guān)3的常開觸點(diǎn)被壓合，該信號(hào)經(jīng)單向整流濾波電路4和521-1光藕隔離電路5處理后送入AT89C52單片機(jī)6的腳17，單片機(jī)收到信號(hào)后，控制繼電器J4釋放。當(dāng)降溫需求值大于5％時(shí)，繼電器輸出電路18中的繼電器J6吸合，驅(qū)動(dòng)外接配電箱內(nèi)的天窗、側(cè)窗電機(jī)接觸器吸合，完成關(guān)天窗、側(cè)窗動(dòng)作。此后，單片機(jī)根據(jù)降溫需求值與“一級(jí)風(fēng)扇降溫需求范圍”的比值，對(duì)一級(jí)風(fēng)扇進(jìn)行“脈寬調(diào)制”工作方式的控制，即控制繼電器輸出電路18中的繼電器J1導(dǎo)通與斷開的時(shí)間比例，從而控制一級(jí)風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)行與停止的時(shí)間比例。同樣，單片機(jī)根據(jù)降溫需求值與“二級(jí)風(fēng)扇降溫需求范圍”的比值對(duì)二級(jí)風(fēng)扇進(jìn)行“脈寬調(diào)制”方式的控制，控制繼電器輸出電路18中的繼電器J2導(dǎo)通與斷開的時(shí)間比例，從而控制二級(jí)風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)行與停止的時(shí)間比例。當(dāng)降溫需求值進(jìn)入濕簾降溫范圍時(shí)，單片機(jī)控制繼電器輸出電路18中的繼電器J3導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)濕簾泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)降溫需求值重新回到0％并經(jīng)一定的確認(rèn)時(shí)間后，繼電器輸出電路18中的繼電器J5吸合，J5吸合能驅(qū)動(dòng)濕簾外翻窗電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，拖動(dòng)濕簾外翻窗關(guān)閉。
系統(tǒng)產(chǎn)生警報(bào)時(shí)，繼電器輸出電路18中的繼電器J7吸合，外接的警笛得電鳴笛。
系統(tǒng)的設(shè)定值存放在PCF8583 RAM時(shí)鐘內(nèi)，并由Ni-Cd后備電池9在系統(tǒng)掉電時(shí)提供維持電源，設(shè)定值以I2C總線方式通過SCL、SDA兩根線傳送到AT89C52單片機(jī)6的腳27和腳28。
系統(tǒng)設(shè)定值通過連接在單片機(jī)P1.2-P1.5管腳的4個(gè)輕觸鍵16完成設(shè)定值的輸入。
AT89C52單片機(jī)6單元由MAX813看門狗電路單元17提供上電復(fù)位、電壓檢測(cè)和程序飛跑復(fù)位功能，系統(tǒng)上電時(shí)MAX813看門狗電路單元17從腳7發(fā)出復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)，系統(tǒng)電壓跌落時(shí)，MAX813看門狗電路單元17從腳7發(fā)出復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)。程序飛跑時(shí)，MAX813看門狗電路單元17從腳7發(fā)出復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)。
220V交流電壓經(jīng)JML2.開關(guān)電源模塊7轉(zhuǎn)變?yōu)?V直流電提供給系統(tǒng)作工作電源使用。
權(quán)利要求1.風(fēng)扇濕簾綜合控制器，由整流濾波電路(4)、光藕隔離電路(5)、單片機(jī)(6)、開關(guān)電源模塊(7)、RAM時(shí)鐘(8)、譯碼電路(10)、反向電路(11)、電平驅(qū)動(dòng)電路(12)、(15)、看門狗電路(17)等組成，其特征在于裝于室內(nèi)的室內(nèi)溫度傳感器(1)和裝于室外的室外溫度傳感器(2)的信號(hào)傳遞線分別與單片機(jī)(6)的腳2和腳1相接，濕簾外翻窗限位開關(guān)(3)的常開觸點(diǎn)與單向的整流濾波電路(4)相連后再經(jīng)光藕隔離電路(5)與單片機(jī)(6)的腳17相連，單片機(jī)(6)的P0口輸出腳32-39與驅(qū)動(dòng)電路(15)的腳2-9相連，驅(qū)動(dòng)電路(15)的腳12-19經(jīng)過限流電阻后與6位7段數(shù)碼管(13)的數(shù)據(jù)端和光帶棒LED(14)相連，單片機(jī)(6)的腳21-24經(jīng)譯碼電路(10)再經(jīng)反向電路(11)和電平驅(qū)動(dòng)電路(12)后與6位7段數(shù)碼管和光帶棒LED(14)相連，RAM時(shí)鐘(8)的SCL、SDA兩根線分別與單片機(jī)(6)的腳27和腳28相連，單片機(jī)(6)的腳10-16分別與繼電器輸出電路(18)相連，繼電器輸出電路(18)中的繼電器J1和J2分別接一級(jí)風(fēng)扇電機(jī)和二級(jí)風(fēng)扇電機(jī)，繼電器輸出電路(18)中的繼電器J3接濕簾泵電機(jī)，J4和J5接濕簾外翻窗電機(jī)，J6接外接配電箱內(nèi)的天窗、側(cè)窗電機(jī)的接觸器，J7接外部報(bào)警警笛，RAM時(shí)鐘(8)的SCL、SDA兩根線分別與單片機(jī)(6)的腳27和腳28相連，在單片機(jī)(6)的腳3-6接有4個(gè)輕觸鍵(16)，看門狗電路(17)接單片機(jī)(6)的腳8和腳9，開關(guān)電源模塊(7)為系統(tǒng)提供電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)扇濕簾綜合控制器，其特征在于整流濾波電路(4)是阻容整流濾波電路，數(shù)碼管譯碼電路(10)為三-八譯碼器，數(shù)碼管電平驅(qū)動(dòng)電路(12)為七達(dá)林頓反向驅(qū)動(dòng)器，RAM時(shí)鐘單元后備電源供電電路(9)為Ni-Cd可充電電池充放電電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫室風(fēng)扇濕簾綜合控制器，它是通過室內(nèi)溫度傳感器和室外溫度傳感器將所檢測(cè)的信號(hào)送至單片機(jī)，單片機(jī)將解析出的溫度信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)和電阻限流后傳送到6位7段數(shù)碼管，再由單片機(jī)發(fā)出的數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)其顯示溫度值，單片機(jī)根據(jù)設(shè)定值和當(dāng)前的目標(biāo)溫度通過繼電器輸出電路的繼電器來控制風(fēng)扇、濕簾泵電機(jī)、濕簾外翻窗電機(jī)、警笛等的工作狀態(tài)，該控制器是一種對(duì)溫室內(nèi)風(fēng)扇濕簾設(shè)備實(shí)現(xiàn)綜合控制，使用成本低的綜合控制器。
文檔編號(hào)G05B19/04GK2553408SQ0224131
公開日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2002年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者徐曉峰 申請(qǐng)人:胖龍(邯鄲)溫室工程有限公司