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简易温控智能风扇控制系统的制作

时间:2013-04-21 17:57:22来源:原创 作者:admin 点击:

实现温度对电风扇的智能控制,设计并制作了一种以AT89C51为控制核心的简易智能风扇控制系统,硬件和软件两部分,重点介绍DS18B20对温度检测的方法及温度如何实现风扇的智能控制。该系统通过仿真和实物测试,可实现温度的显示及根据温度智能控制风扇的开启和关闭,且具有电路结构简单、操作、硬件少、成本低等特点。   <<与广大电子爱好者更好的互动交流,容源电子网已开通电子论坛,欢迎来到电子论坛与同行们分享、学习经验。》

    近年来,随着人们生活及科技水平的不断提高,家用电器在款式、功能等日益求精,并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。电风扇价格低廉而且省电,安装和使用方便,在中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇降温防暑设备。但是目前市场上的电风扇多半是采用全硬件电路实现,存在着电路、功能单一等局限性,有必要对现有的控制器进行改进。本文设计了一套温控智能风扇控制系统,当温度高于25 ℃时,自动开启电风扇;低于25℃时,自动关闭电风扇。还可在软件中设置温度限值,并显示实时温度,实践证明该系统成本低,可靠性高,实现弱电控制强电,有较高应用价值。

    1 系统硬件设计

    本系统由集成数字温度传感器DS18B20、单片机AT89C51、LCD1602、继电器及外围器件组成。硬件电路中DS18B20进行温度采集,把采集到的温度通过P2.2口送到单片机中进行判断,根据判断的结果控制其引脚P1.6输出高电平或低电平,从而控制继电器线圈中能否有电流,达到控制电风扇转动停止的目的。将温度显示在LCD1602上,当温度高于35℃或低于0℃时,发出声音报警。系统结构框图如图1

a.JPG

        1.1 单片机AT89C51

    AT89C51是一种带4 KB闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微器,为嵌入式控制系统提供了一种高性价比的方案。它的外部引脚多,程序存储容量大,也具有内部定时、计数和全双工串口。AT89C51具有体积小,重量轻,抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好等特点。

    1.2 温度检测显示电路

    DS18B20是Dallas半导体公司开发的世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器,其测温范围为-55~+125℃,可编程的9~12位 A/D转换精度,测温分辨率可达0.062 5℃。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。工作电压支持3~5.5 V的电压范围,在远端引入,也可采用寄生电源的方式产生。DS18B20还支持“一线总线”接口,多个DS18B20可以并联到3根或3根线上,CPU只需1根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微器的端口少,可节省大量的引线和逻辑电路,还有存储用户定义报警温度等功能。

    在系统中,DS18B20的DQ端接AT89C51的P2.2口,单片机通过此口接收DS18B20检测的实时温度数据,分析和交由LCD1602显示。

 

1.3 继电器电路

    继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统和被控系统,通常应用于自动控制电路中,它上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关。单片机是弱电器件,下它的工作电压为5 V,电风扇的工作电压为220 V,属于强电,继电器可实现弱电控制强电。具体电路如图2,继电器由相应的三极管Q31来驱动,当温度过高时,单片机P1.6口输出高电平,三极管Q31处于放大导通,继电器线圈有电流,常开触点闭合,电路接通,电风扇开始转动。当温度过低时,单片机P1.6口输出低电平,三极管Q31处于截止,继电器线圈中没有电流,常开触点保持原断开,电风扇不能转动。继电器线圈两端反相并联的二极管起到吸收反向电动势的功能,保护相应的驱动三极管。发光二极管D31起到指示电风扇开启和关闭的作用。本系统采用继电器开启和关闭,动作敏捷且无误差,达到了智能控制的要求。

b.JPG

        2 系统软件设计

    本系统程序设计用C语言来完成,并由Keil软件进行调试和编辑。系统流程图如图3c.JPG

   

    3 结语

    本系统以单片机AT89C51为控制核心,实现由温度对电风扇开启和关闭的智能控制,以及温度的实时显示。单片机实现的智能温控电风扇系统,性能可靠,成本较低,适合大众消费,有重要应用价值。本系统的电路和程序稍作修改,还可以实现其他功能,比如大棚温度控制、电动机温度检测、自动定时闹钟、家庭电器自动控制系统等,系统移植性强。




 

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