溫控器需求分析

溫控器需求分析一．溫度檢測方式（1）熱電偶熱電偶是工業(yè)上廣泛使用的溫度傳感器，它最大的優(yōu)勢就在于溫度測量范圍極寬，理論上從-270℃的極低溫度到2800℃的超高溫度都可以測量，并且實際應用中在600℃熱電偶輸出的熱電勢信號一般都很?。╩V數(shù)量級），熱電偶的熱電特性，一般來講都是非線性的。欲使顯示數(shù)與被測溫度直接相對應，必須采用線性化措施進行非線性校正?？刹捎糜布Ｕɑ蜍浖Ｕ?。在帶有計算機或微處理器的測量系統(tǒng)中，非線性校正（和冷端補償）工作，都直接由計算機完成，即所謂“軟件校正法”。所謂“硬件校正法”即采用的是非線性校正裝置。（2）熱敏電阻裝配簡單、反復性好、測溫規(guī)模寬、抗震性能好，但敏銳度低,須要參考溫場與彌補導線，主要用于工業(yè)生產過程中溫度的測量。（3）半導體熱敏原件AD590線性電流輸出：1μA/K，正比于絕對溫度；測量溫度范圍寬：-55～+150℃；精度高：激光校準精度到±5℃（AD590M）；線性好：滿量程范圍±0.3℃（AD590M）；電壓電源范圍寬：+4～+30V。AD590只需單電源工作，抗干擾能力強，要求的功率很低。AD590輸出電流與絕對溫度成正比（1μA/K），它相當于一個溫度系數(shù)為1μA/K的高阻恒流源。體積小、靈敏度高、精度高的特點，而且制造工藝簡單、價格低廉。（4）集成一體化溫度傳感器DS18B20靈敏度高、響應快、線性度好、體積小、成本不高、使用方便等特點，其應用越來越廣泛。保證精度足夠，電路簡單成本低，但是耗費CPU資源，編程復雜，轉換速度慢。二．控制加熱方式（1）開關調節(jié)開關式控制是將檢測的溫度信號和設定的溫度值通過比較器比較后，驅動一開關器件（一般是繼電器）控制加熱器的通斷。優(yōu)點是電路簡單，缺點是控制精度較低，并且在設定溫度附近，頻繁啟動繼電器，影響繼電器的使用壽命。繼電器控制：繼電器是一種電控制器件具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)之間的互動關系通常應用于自動化的控制電路中實際是用少電流去控制大電流運作的一種自動開關具有自動調節(jié)安全保護轉換電路。通過繼電器來控制加熱器的通斷。如當測量的溫度低于設定的溫度值時，驅動電路使繼電器接通加熱器的電源，使溫度上升；當溫度高于設定的溫度時，驅動電路使繼電器斷開加熱器的電源，停止對加熱器的加熱，溫度將下降。 固態(tài)繼電器控制：用于電路的接通和斷開，可以做開關，代替接觸器，加熱設備的調壓 （2）連續(xù)調節(jié)連續(xù)調節(jié)通過繼電器的連續(xù)控制，溫度將被控制在設定值附近，實現(xiàn)連續(xù)調節(jié)。 可調電源調節(jié)：使輸出電壓是可調節(jié)的，且調節(jié)到一個輸出值后，在輸入功率和電壓波動不是很大的情況下輸出是穩(wěn)壓的?？煽毓枵{節(jié)：可控硅是可控硅整流元件的簡稱,是一種具有三個PN結的四層結構的大功率半導體器件,一般由兩晶閘管反向連接而成，可以作為開關以快速接通或切斷電路.可控硅的特性是觸發(fā)端一旦觸發(fā)就一直維持在導通狀態(tài)，除非失去供電(維持電流)后才截至。最簡單的可控硅調節(jié)電路是用一個電阻和一個電容構成一個延時觸發(fā)電路，通過調節(jié)電阻的阻值使延遲時間在0(接近0ms)-10ms之間調節(jié)。固態(tài)繼電器調節(jié)：通過固態(tài)繼電器來調節(jié)輸入系統(tǒng)的加熱，周期地開關固定功率的加熱元件，從幾秒到幾分鐘。固態(tài)繼電器的選擇：固態(tài)繼電器需要根據需要加熱的東西的功率來選擇，換算成安培就可以了，固態(tài)繼電器一般都是直流控制交流的，也有交流控制交流的，主要看所需哪一種電壓比較方便來選擇相應的型號，一般型號如果是直流控制交流的就是SSR-25DA，25就是安培，D是代表直流，A代表交流，直流控制電壓一般是3-32V的，所以像開關電源變出來的電壓基本上都可以用的。三．顯示LED是一種固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長決定光的顏色，是由形成P-N結材料決定的。LED的內在特征決定了它具有很多優(yōu)點：體積小、耗電量低、使用壽命長、高亮度、低熱量、環(huán)保、堅固耐用四．通訊設定方式 通訊設定是指通過通訊傳輸?shù)姆绞絹磉M行溫度的設定，常見的通訊方式有紅外遙控、無線通訊、串口通訊、總線方式、USB方式等。

（1）紅外遙控方式

紅外線遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的，波長為0.76um~1.5um。用近紅外作為遙控光源，是因為目前紅外發(fā)射器件(紅外發(fā)光管)與紅外接收器件(光敏二極管、三極管及光電池)的發(fā)光與受光峰值波長一般為0.8um~0.94um，在近紅外光波段內，二者的光譜正好重合，能夠很好地匹配，可以獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。由于紅外線為不可見光，因此對環(huán)境影響很小，由于紅外光波動波長遠小于無線電波的波長，所以紅外線遙控不會影響其他設備，也不會影響臨近的無線電設備。但紅外線遙控不具有像無線電遙控那樣穿過障礙物去控制被控對象的能力，因此，在有障礙存在或者傳輸距離較遠時不宜使用。

（2）USB通訊方式

USB通訊方式是一種常用的PC接口，他只有4根線，兩根電源兩根信號，故信號是串行傳輸?shù)?，usb接口也稱為串行口，usb2.0的速度可以達到480Mbps。可以滿足各種工業(yè)和民用需要.USB接口的輸出電壓和電流是：+5V500mA實際上有誤差，最大不能超過+/-0.2V也就是4.8-5.2V。

USB設備在通信中會被大量應用，主要具有以下優(yōu)點：

1、可以熱插拔。這就讓用戶在使用外接設備時，不需要重復“關機將并口或串口電纜接上再開機”這樣的動作，而是直接在電腦工作時，就可以將USB電纜插上使用。

2、攜帶方便。USB設備大多以“小、輕、薄”見長，對用戶來說，同樣20G的硬盤，USB硬盤比IDE硬盤要輕一半的重量，在想要隨身攜帶大量數(shù)據時，當然USB硬盤會是首要之選了。

3、標準統(tǒng)一。大家常見的是IDE接口的硬盤，串口的鼠標鍵盤，并口的打印機掃描儀，可是有了USB之后，這些應用外設統(tǒng)統(tǒng)可以用同樣的標準與個人電腦連接，這時就有了USB硬盤、USB鼠標、USB打印機等等。

4、可以連接多個設備。USB在個人電腦上往往具有多個接口，可以同時連接幾個設備，如果接上一個有四個端口的USBHUB時，就可以再連上；四個USB設備，以此類推，盡可以連下去，將你家的設備都同時連在一臺個人電腦上而不會有任何問題(注：最高可連接至127個設備)。

USB的通訊距離并不遠，只能在1m范圍內使用，在設計使用中，這常常是限制字使用的原因。

（3）串口通訊方式

串口通訊方式中常見的有使用RS-232、RS-485進行通訊。RS-232C的功能特性定義了25芯標準連接器中的20根信號線，其中2條地線、4條數(shù)據線、11條控制線、3條定時信號線，剩下的5根線作備用或未定義。它適合于數(shù)據傳輸速率在0～20000b/s范圍內的通信。這個標準對串行通信接口的有關問題，如信號線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通行設備廠商都生產與RS-232C制式兼容的通信設備，因此，它作為一種標準，目前已在微機通信接口中廣泛采用。

RS-232接口標準做為早期的一種標準，在現(xiàn)在的串口通信中出現(xiàn)了很多有不足之處，其缺點主要有：

1接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉換電路方能與TTL電路連接。

2傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps；因此在“南方的老樹51CPLD開發(fā)板”中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個原因。

3接口使用一根信號線和一根信號返回線而構成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。

4傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在15米左右。而作為與RS-232相近的串口通信芯片，RS-485采用差分信號負邏輯，+2V～+6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實現(xiàn)點對點的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式。

RS-485串行總線的優(yōu)點有：

通訊距離較長，一般通信距離為幾十米到上千米時采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV五．報警 （1）聲報警蜂鳴器：一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 （2）音樂片音樂芯片與蜂鳴器比較，其播放方式和播放聲音大的種類更多，但同樣的其外圍器件和電路設計比較復雜，控制也麻煩，在聲音播放時電路中要加入揚聲器是聲音播出，使電路功耗增大，且其價格較為昂貴，只在特別的場合使用。 （3）光報警燈光報警主要是使用LED燈做為報警的器件，其只有“亮”和“滅”兩種狀態(tài)，驅動電流較小，對電路的功耗較小，電路結構簡單，便于控制，且成本低。六、器件型號1、溫度傳感器LM35AH ?工作電壓：直流4～30V； ?工作電流：小于133μA ?輸出電壓：+6V～-1.0V ?輸出阻抗：1mA負載時0.1Ω； ?精度：0.5℃精度（在+25℃時）； ?漏泄電流：小于60μA； ?比例因數(shù)：線性+10.0mV/℃； ?非線性值：±1/4℃； ?校準方式：直接用攝氏溫度校準； ?封裝：密封TO-46晶體管封裝或塑料TO-92晶體管封裝； ?使用溫度范圍：-55～+150℃額定范圍。 引腳介紹：①正電源Vcc；②輸出；③輸出地/電源地。2、加熱方式：松樂T73SRD-5VDC-SL-C繼電器觸點參數(shù)

?觸點形式：1a,1b,1c

?額定負載：10A250VAC

?觸點接觸電阻：<100M歐

?電器壽命：100000

?機械壽命：10000000

線圈參數(shù)

?線圈功率：0.36W

?吸合電壓：〈75%

?釋放電壓：〉10%

?環(huán)境溫度：-40度~+80度

?線圈與觸點間耐壓：1500VAC/1min

?觸點與觸點間耐壓：1000VAC/1min

?絕緣電阻：〉100M歐

?重量：8g