CN1848660A

CN1848660A - 空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法

Info

Publication number: CN1848660A
Application number: CNA2006100436374A
Authority: CN
Inventors: 孙德伟; 陈建兵
Original assignee: HAISENSE AIR CONDITIONER CO Ltd QINGDAO; Hisense Group Co Ltd
Current assignee: HAISENSE AIR CONDITIONER CO Ltd QINGDAO; Hisense Group Co Ltd
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2006-10-18

Abstract

一种空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法。包括(1)以直流稳压电源供电；(2)采用霍尔元件和永久磁体采集转速脉冲信号；(3)以单片机采用闭环控制方式实现对转速的自动检测和平滑调节等步骤。(3)还包括①将转速脉冲数据信号输入单片机的中断信号输入端进行转速检测；②将按键模块连接到单片机的相应I/O口运行相应控制程序；③将过零检测电路连接到单片机的一I/O口，将单片机脉冲信号输出端经光藕电路连接到电机，实现电机转速的平滑调节；④将单片机数据信号输出端经锁存器连接到LCD显示屏显示等分步骤。它可实现风机转速的平滑调节和自动检测。可靠性高，效率高，有打印和远程通讯、控制功能。可广泛推广应用。

Description

空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法

技术领域

本发明属于空调器技术领域，更明确地说涉及空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法的设计。

背景技术

在空调器的新产品系统调试过程中，为了确保产品的整机质量，需要对吹向散热器的送风量进行检测。亦即需要对风机转速进行准确检测，以检验风机的性能、参数是否满足要求。迄今为止，还没有一种简单有效的实验方法能够独立、直观、准确地检测并显示风机的送风量或转速，这就给调试工作带来诸多不便，严重影响了其工作效率。

传统的检测、调速方法结构复杂，装置分散，效率低、精度差，满足不了生产需求。

发明内容

本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法。它采用闭环控制方法，可通过简单的电路结构实现新产品系统调试中对风机转速的平滑调节和自动检测。具有较高的可靠性、稳定性和良好的人机界面，便于检测、调试及参数的记录。同时具有打印机输出和计算机远程通讯、控制功能，可大大提高工作效率。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

(1)以交流/直流变换的直流稳压电源供电；

(2)采用霍尔元件和永久磁体配合采集风机转速的脉冲信号：风机电机内部自带霍尔元件和永久磁体，从电机转速脉冲数据线输出的1/2占空比的数据脉冲信号获得转速信号；

(3)以单片机采用闭环控制方式实现对电机转速的自动检测和平滑调节。

在所述直流稳压电源中，交流电源经滤波电路连接变压器的输入端，变压器的输出端经整流电路、滤波电路连接线性稳压电源，进而输出直流电源为所述检测方法的装置内部芯片提供工作电源。整流电路的输出端连接过零检测电路，在该过零检测电路中包含有一NPN型三极管。该三极管的基极连接整流电路的输出端，发射极接地，集电极一方面经电阻连接上述的直流电源，另一方面连接单片机的一个I/O口。

永久磁体安装在电机的输出转轴或与输出转轴相连的风扇上，霍尔元件对所述永久磁体进行检测，输出转速脉冲信号到单片机的中断信号输入端。

前述步骤(3)包括以下分步骤：

①将上述电机转速的脉冲数据信号输入单片机的中断信号输入端进行转速检测；

②将一按键模块连接到单片机的相应I/O口，单片机在检测到中断指令后进入键盘扫描工作，进而运行相应的控制程序；

③将一过零检测电路的输出端连接到单片机的一路I/O口，将单片机的脉冲信号输出端经光藕电路连接到电机，单片机根据过零信号输出启动脉冲信号，控制一光藕电路的导通和截止，进而向电机输出具有一定占空比的斩波正弦交流供电电源，实现对电机转速的平滑调节；

④将单片机的数据信号输出端经锁存器连接到LCD显示屏，并经上拉电阻连接到直流稳压电源，该LCD显示屏的控制信号端与单片机的相应I/O口连接，以显示有关数据。

前述步骤(2)的分步骤②所述的按键模块采用矩阵按键电路实现，其行、列扫描端均与单片机的I/O口连接。所述行扫描端还连接一或门芯片的输入端，所述或门芯片的输出端连接单片机的一路中断信号输入端。

其中步骤(2)的分步骤③所述的单片机的脉冲信号输出端连接光藕电路的发光端。

按键模块采用矩阵按键电路实现。其行、列扫描端均与单片机的I/O口相连。其中行扫描端还连接一或门芯片的输入端。该或门芯片的输出端连接单片机的一路中断信号输入端。单片机的脉冲信号输出端连接光藕电路的发光端，该光藕电路的受光端为一可控硅。所述可控硅的一端连接交流电源的火线，另一端与电机的电源端相连。

步骤(2)的分步骤④所述的单片机的数据信号输出端还经另一锁存器连接到打印机接口，并经上拉电阻连接到直流稳压电源。该打印机的控制信号端与单片机的相应I/O口连接，以打印有关数据。

步骤(3)所述单片机的发送端和接收端分别经电平转换芯片连接到RS232接口，以实现与外部计算机间的通讯。

步骤(3)所述单片机为AT89C52型，锁存器的型号为SN74HC373。单片机的发送端和接收端分别经一电平转换芯片MAX232连接RS232串口，进而实现与外部计算机之间的通讯。

本发明采用闭环控制方式实现对电机转速的自动检测和平滑调节，具有较高的可靠性和稳定性。采用大屏幕蓝色背光LCD显示，具有良好的人机界面，便于空调系统调试中对风量的检测及参数的记录，大大提高了生产效率。此外，本发明还具有打印机输出和计算机远程通讯、控制功能，具有较强的通用性，能够满足以后系统的升级要求。本发明可广泛应用于空调器的生产线上。

附图说明

图1为本发明实施例1的电路原理图。

具体实施方式

实施例1。一种空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法。它包括以下步骤：

(1)以交流/直流变换的直流稳压电源供电；

其中(3)包括以下分步骤：

上述步骤(2)的分步骤②所述的按键模块采用矩阵按键电路实现，其行、列扫描端均与单片机的I/O口连接。所述行扫描端还连接一或门芯片的输入端，所述或门芯片的输出端连接单片机的一路中断信号输入端。

其中步骤(2)的分步骤③所述的单片机的脉冲信号输出端连接光藕电路的发光端。该光藕电路的受光端为一可控硅，该可控硅的一端连接交流电源的火线，另一端与电机的电源端连接。

步骤(3)所述单片机为AT89C52型。

图1为本实施例的具体电路原理图。图中所示，本发明为了实现对风机电机转速的检测，采用霍尔元件与永久磁体配合。将所述永久磁体安装在电机输出转轴上或与电机输出转轴相连接的风扇上，转轴上可以安装3个、4个或者更多个永久磁体。检测精度要求越高，转轴上安装的永久磁体数量就越多。本发明采用在风扇上安装3个永久磁体来完成对电机转速的检测。霍尔元件为磁性敏感元件，通过接口CN08连接到检测装置的内部电路板中。

图中，220V交流电经保险丝F1以及电容C1、电感L1和电容C20组成的滤波网络，通过插座CN05连接变压器的初级。交流火线和零线之间连接有一压敏电阻Z1，对整个电路起到过压保护作用。变压器对输入电压进行降压，通过其次级连接插座CN03，其输出低压交流电通过由二极管D1～D4组成的桥式整流电路，再经二极管D10连接线性稳压电源LM7812的输入端IN。电容C12～C15组成滤波电路对线性稳压电源LM7812的输入、输出电压进行滤波。线性稳压电源LM7812输出+12V直流电压，经稳压芯片LM7805输出+5V直流电源为装置内部芯片提供工作电源。+5V直流电压又经电阻R22、发光二极管LED01接地，对控制装置的开关状态进行指示。继电器RELAY1可实现对+5V和+12V直流电源的有效切换，以此满足控制装置的供电需求。

接口CN08的1脚连接+5V直流电源，为霍尔元件提供直流供电；3脚接地，2脚连接霍尔元件的脉冲信号输出端，经电阻R26连接单片机IC1的中断信号输入端INT1，并经上拉电阻R25连接+5V直流电源。单片机IC1的型号为AT89C52，它对霍尔元件输出的采样脉冲进行计数，将每分钟累计出的脉冲个数除以3，即得出了当前电机的转速。单片机IC1的数据输出端P0.0～P0.7一方面通过锁存器IC8连接LCD显示屏接口CN02，另一方面通过锁存器IC7连接打印机接口CN04，从而实现了打印输出和LCD显示的双重输出功能，方便了对电机转速的实时检测和调试参数的准确记录。

变压器的次级经由二极管D5～D8组成的桥式整流电路输出-24V直流电压，在稳压管ZD1的作用下向LCD显示屏提供-24V背光电源。改变电位器R13的阻值，可实现对液晶屏背光亮度的调节，便于观察。单片机IC1通过其P2.3～P2.7端连接LCD的控制端，输出指令信号RES、A0、CS、RD、WR控制液晶屏正常显示。单片机IC1的P2.2端输出STB信号到打印机接口CN04的1脚，打印机的应答信号ACK和忙信号BUSY分别通过跳线器W1、W2连接单片机IC1的P3.4端，实现单片机IC1对打印机的输出控制。

接口CN01连接矩阵按键电路，包括4行4列按键，分别与单片机IC1的IO口P1.0～P1.7对应连接。其中，4个行扫描端分别连接或门芯片IC2的输入端1A～1D，其输出端1Y连接单片机IC1的中断信号输入端P3.2。当有按键按下时，其中一行输出高电平，经或门芯片IC2进行或运算后向单片机IC1发出高电平中断信号。当单片机IC1检测到此中断信号后，通过其IO口P1.0～P1.7扫描键盘，确认输入的是哪个按键，进而运行相应的程序。采用这种中断连接方式，单片机IC1只需在检测到中断指令后再进入键盘扫描工作，从而有效减轻了单片机IC1的工作量，提高了其处理速度。

由二极管D1～D4组成的桥式整流电路的输出端连接有一过零检测电路。在所述过零检测电路中包含有一NPN型三极管Q1。该NPN型三极管Q1基极经电阻R17连接桥式整流电路的输出端，其发射极接地，其集电极一方面经电阻R15连接+5V直流电源，另一方面经电阻R14连接单片机IC1的I/O口P3.5，对交流电源的过零状态进行检测。单片机IC1在检测到过零信号时，通过其内部程序在延时适当时间后，其输出端P2.1将输出触发信号到光藕电路IC6的受光端，控制发光二极管发光，使受光端导通。所述光藕电路IC6的受光端为一可控硅，其一端连接交流220V火线，另一端一方面经接口CN06连接电机的电源端，另一方面经串联的阻容吸收电路连接交流火线，实现对反电动势的吸收，起到保护可控硅元件的作用。

当用户通过键盘输入电机转速的设定值后，单片机IC1根据过零信号输出启动脉冲信号，控制光藕电路IC6的导通和截止状态，进而向电机输出具有一定占空比的斩波正弦交流供电电源，实现对电机转速的平滑调节。电机转速的设定值和采样值不仅可以通过LCD显示屏显示输出，而且还可以通过打印机打印输出。在利用打印机输出时，时钟芯片IC9可为打印输出提供当前的日期和时间，方便事后的研究和保存。

为了使上述控制装置具有计算机远程通讯、控制功能，在内部电路中增设了电平转换芯片IC3和串口JP4。电平转换芯片IC3的发送输入端T1IN连接单片机IC1的P3.1端，接收单片机IC1发出的TTL电平信号。并经其转换为RS232信号后，由其发送输出端T1OUT连接串口JP4的2脚，向计算机输出数据。计算机发出的数据信号经串口JP4的3脚连接电平转换芯片IC3的接收输入端R1IN，将RS232信号转换为TTL电平信号后，由其接收输出端R1OUT连接单片机IC1的P3.0端。从而可实现计算机与单片机IC1之间的通讯和计算机的远程控制功能，并且为后续的系统升级提供了方便。

实施例1采用闭环控制方法，通过简单的电路结构实现系统调试中对风机转速的平滑调节和自动检测。具有较高的可靠性、稳定性和良好的人机界面，便于检测、调试及参数的记录。同时具有打印机输出和计算机远程通讯、控制功能，能大大提高工作效率。它可广泛应用于空调器新产品的系统调试中。

Claims

1.一种空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法，包括(1)以交流/直流的直流稳压电源供电的步骤，其特征在于它还包括以下步骤：

(3)以单片机采用闭环控制方式实现对电机转速的自动检测和平滑调节，包括以下分步骤：

2.按照权利要求1所述的空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法，其特征在于步骤(2)的分步骤②所述的按键模块采用矩阵按键电路实现，其行、列扫描端均与单片机的I/O口连接，所述行扫描端还连接一或门芯片的输入端，所述或门芯片的输出端连接单片机的一路中断信号输入端。

3.按照权利要求1或2所述的空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法，其特征在于步骤(2)的分步骤③所述的单片机的脉冲信号输出端连接光藕电路的发光端，该光藕电路的受光端为一可控硅，该可控硅的一端连接交流电源的火线，另一端与电机的电源端连接。

4.按照权利要求3所述的空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法，其特征在于步骤(2)的分步骤④所述的单片机的数据信号输出端还经另一锁存器连接到打印机接口，并经上拉电阻连接到直流稳压电源，该打印机的控制信号端与单片机的相应I/O口连接，以打印有关数据。

5.按照权利要求4所述的空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法，其特征在于步骤(3)所述单片机的发送端和接收端分别经电平转换芯片连接到RS232接口，以实现与外部计算机间的通讯。

6.按照权利要求5所述的空调新产品系统调试中风机转速的检测、调速方法，其特征在于步骤(3)所述单片机为AT89C52型。