CN201191384Y - 指针式烟叶烘烤温湿度控制仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种指针式烟叶烘烤温湿度控制仪，包括单片机、温度传感器、湿度传感器、温湿度信号调理电路，风门排湿时间控制单元，还包括烘烤参数指示单元，驱动烘烤参数指示单元的驱动电路，所述烘烤参数指示单元主要由各参数刻度盘、对应于各参数刻度盘的指针、驱动所述指针的相应微型步进电机组成，各烘烤参数指示单元通过其微型步进电机分别与驱动电路相连，该驱动电路与单片机连接，由单片机把控制信号输入到驱动电路，由驱动电路驱动各烘烤参数指示单元中的微型步进电机，进而带动相应指针指示出相应数据。本实用新型能使烟农按传统的看表习惯来快速学会看本实用新型控制仪，准确及时掌握烤烟中的各种参考数据，操作简单，一目了然。

Description

指针式烟叶烘烤温湿度控制仪

技术领域

本实用新型涉及一种步进电机驱动指针式烟叶烘烤温湿度控制仪。

背景技术

目前比较先进的烟叶烘烤温湿度控制仪主要由温度传感器、湿度传感器、温湿度信号调理电路、单片机、风门控制电路、进风控制电路、显示器等组成，由单片机定时访问温湿度信号采集调理电路，通过分析温度和湿度数据对风门控制电路和进风控制电路进行控制，同时将温度和湿度数据送入显示器显示出来(见图1)，以便烟农掌握。这种温湿度控制仪的确为烟农实时掌控烤烟中的烘烤参数起到了一个积极作用，但在实际运用中仍存在一定瑕疵，其中较突出的问题是大部分烟农不习惯在显示屏上仔细辨认读取参数，尤其是一些老龄烟农更是如此。

本实用新型的目的在于提供一种按传统习惯方便烟农读取烘烤参数的指针式烟叶烘烤温湿度控制仪。

本实用新型提供的这种指针式烟叶烘烤温湿度控制仪，包括单片机、温度传感器、湿度传感器、温湿度信号调理电路，风门排湿时间控制单元，还包括烘烤参数指示单元，驱动烘烤参数指示单元的驱动电路，所述烘烤参数指示单元主要由各参数刻度盘、对应于各参数刻度盘的指针、驱动所述指针的相应微型步进电机组成，各烘烤参数指示单元通过其微型步进电机分别与驱动电路相连，该驱动电路与单片机连接，由单片机把控制信号输入到驱动电路，由驱动电路驱动各烘烤参数指示单元中的微型步进电机，进而带动相应指针指示出相应数据。

为了进一步方便烟农读取烤烟中的各种参考数据，作为本实用新型的一种实施方式，所述烘烤参数指示单元包括干球温度指示单元、湿球温度指示单元，这两个烘烤参数指示单元中的微型步进电机均采用双轴微型步进电机，每个双轴微型电机带动两根指针，其中一根指针是目标参数指针，另一根是实时参数指针。通过两根指针的重合程度决定实时参数与目标参数之间的差值。

为了示出目标温度提前量及风门排湿时间，作为本实用新型的一种实施方式，所述烘烤参数指示单元包括目标温度提前量及风门排湿时间指示单元，其微型电动机采用双轴微型电机，分别用于带动目标温度提前量的指针及风门排湿时间的指针。

为了便于烟农掌握考烟时间，作为本实用新型的一种实施方式，所述烘烤参数指示单元包括时钟指示单元，其微型电动机采用双轴微型电机用于驱动两时间指针，所述单片机与一个时钟芯片相连，将时钟信号输入驱动电路带动所述双轴微型步进电机。

本实用新型的各烘烤参数指示单元在单片机的控制下，通过驱动电路和微型步进电机将所有烤烟参数的数字信号准确地转为指针偏转的步距角信号，通过指针来指示温湿度数值，使烟农能按传统的看表习惯读取烤烟中的各种温湿度参考数据，尤其是在对某些变化参数同时设有目标参数指针的情况下，烟农只要看到实时参数的指针转到与目标参数指针重合时，说明目标值已到，非常直观，不易看错。因此本实用新型能使烟农按传统的看表习惯来快速学会看本实用新型控制仪，准确及时掌握烤烟中的各种参考数据，操作简单，一目了然。

附图说明

图1是已有技术烟叶烘烤温湿度控制仪的结构示意框图。

图2是本实用新型的结构示意框图。

图3本实用新型表盘的示意图。

图4是本实用新型驱动电路与单片机、微型步进电机连接示意图。

图5是本实用新型的时钟电路图。

图6是本实用新型的电路图。

具体实施方式

从图2可以看出，本实用新型温湿度控制仪采用数字仍具有温度传感器1、湿度传感器2、温湿度信号调理电路3、单片机4、风门排湿时间控制单元5等其他功能控制电路，还具有烘烤参数指示单元6及驱动各烘烤参数指示单元的驱动电路7。烘烤参数指示单元6根据要指示的参数多少，可以有多个，每个烘烤参数指示单元6都由相应的指示单元(8、9、10、11)及微型步进电机(17、18、19、20)组成。在本实施方式中指示单元包括干球温度指示单元8、湿球温度指示单元9、目标温度提前量及风门排湿时间指示单元10、时钟指示单元11，各指示单元包括相应的参数刻度盘(13、14、15、16)及指针(见图3)，各烘烤参数指示单元6通过其微型步进电机(17、18、19、20)与驱动电路7相连，该驱动电路与单片机4连接，由单片机4把控制信号输入到驱动电路7，由驱动电路7驱动各烘烤参数指示单元中的微型步进电机，进而带动相应指针指示出相应数据。

图3是本实用新型的表盘上面有烘烤参数刻度盘，如干球温度刻度盘13、湿球温度刻度盘14、目标温度提前量及风门排湿时间刻度盘15、时钟刻度盘16，每个刻度盘上有相应的指针。

图4-图6反应了本实用新型的电路结构，从这些图中可以看出其中：

单片机采用速度高达40MIPS的高性能单周期8051内核的单片机VRS51L3074为核心控制器，VRS51L3074型微控制器具有64K FLASH空间，支持IAP、ISP功能，JTAG接口用于给系统FLASH编程和在线仿真，16*16和16/16乘除法单元、累加单元、桶型移位器单元；八个独立的PWM控制器，均带有独立的时钟，16位精度，这八个PWM的独立时钟均可以做为系统时钟使用，有独立的中断；内置8路10BIT位A/D转换器，采用逐次逼近算法进行模数转换；2个UART均带有波特率发生器，最高速度达到1.2MBPS，增强型SPI口(可配置发送长度最大48字节)，增强型IIC口(支持主从模式)最大1.25MHZ速度；TQFP64封装结构、片上共有56个I/O口(P0-P6)，其中P5口驱动能力达到16mA；工作电压+3.3V，兼容+5V系统，可直接与+5V系统通讯，使用相当灵活，硬件构架最省。

驱动电路采用驱动芯片VID66系列，这是目前已有技术中专为驱动仪表步进电机而设计的CMOS集成电路，其中驱动芯片VID66-06可同时驱动一到四路电机，VID66-08驱动芯片可同时驱动一到二路电机，通常我们会选择这两种驱动芯片，在本实施方式中选择的是驱动芯片VID66-06，直接与单片机连接。

烘烤参数指示单元6主要由各参数刻度盘、对应于各参数刻度盘的指针、驱动所述指针的相应微型步进电机组成，由微型步进电机带动相应的指针指示相应的烤烟参考数据。各微型步进电机与驱动芯片VID66-06连接，在驱动芯片的频率控制端输入脉冲序列F(scx)，可以控制步进电机的输出轴以微步转动，每个微步马达输出轴转动1/12°，最大角速度可达600°/S。在本实施方式中对于烘烤参数指示单元选用了干球温度指示单元8、湿球温度指示单元9、目标温度提前量及风门排湿时间指示单元10，时钟指示单元11，这些烘烤参数指示单元的微型步进电机均采用双轴微型步进电机，如深圳伟力驱动技术有限公司生产的VID28系列，本系列双轴步进电机是一种精密的微型步进电机，内置减速比180/1的齿轮系，可独立地驱动两个指针，并同轴心输出，更有效地利用仪表盘有限空间，将数字信号准确地转为模拟信号指示出来。

干球温度指示单元8、湿球温度指示单元9由温度传感器1及湿度传感器2分别采集到的温度和湿度信号自身转换成数字信号输入温湿度信号调理电路进行放大，直接传送给单片机，单片机定时对传感器进行实时温度或湿度采样，并将采样的实时温度或湿度信号进行步距换算后，直接控制驱动芯片VID66-06分别驱动干球温度指示单元的微型步进电机16和湿球温度指示单元的微型步进电机17，将温湿度值数字信号准确地转为模拟信号，有相应的微型步进电机分别带动干球温度指示单元和湿球温度指示单元的实时指针转动，指示出实时温度和湿度。同时本实施方式还设置了温度和湿度的目标参数指针，我们会将设置的目标温度和目标湿度通过程序输入单片机，在单片机的控制下通过驱动芯片(VID66-06)驱动干球温度指示单元的微型步进电机16和湿球温度指示单元的微型步进电机17，使温度和湿度的目标参数指针转到目标位，作为与温度和湿度的实时参数指针的目标参照。使用过程中，当实时参数指针转到与目标参数指针重合时，表示此时的烘烤参数(温度和湿度)的实时值已达到本阶段设定的目标值，这种方式非常方便烟农掌握烘烤参数。

目标温度提前量指示的设置是考虑温度是一个具有大滞后惯量特性的物理量，当停止加热，烘烤炉在关闭炉膛进风门后，温度自然会有一个惯性上扬再下降的滞后过程，为了准确控制温度，必须提前关小风门。因此本实用新型将设置的提前量及风门排湿时间通过程序输入单片机，在单片机的控制下通过驱动芯片(VID66-06)驱动目标温度提前量及风门排湿时间指示单元10的微型步进电动机18，使相应的指针转到提前量位置及风门排湿时间的位置，指示出提前的温度量及风门排湿时间。

为了方便烟农看时间，本实施方案还加了一个时钟电路12及相应的时钟指示单元11，时钟芯片与单片机相连，通过驱动芯片(VID66-06)带动一个双轴微型步进电机VID28系列来驱动时间指针。本实用新型中的时钟芯片采用DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片DS1302，片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：①RES(复位)，②I/O(数据线)，③SCLK(串行时钟)。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。此外，DS1302具有双电源管脚，用于主电源和备份电源供电，引脚Vcc1为可编程涓流充电电源，附加七个字节存储器。

Claims (5)

1、一种指针式烟叶烘烤温湿度控制仪，包括单片机(4)、温度传感器(1)、湿度传感器(2)、温湿度信号调理电路(3)，风门排湿时间控制单元(5)，其特征在于还包括烘烤参数指示单元(6)，驱动烘烤参数指示单元的驱动电路(7)，所述烘烤参数指示单元主要由各参数刻度盘(13、14、15、16)、对应于各参数刻度盘的指针、驱动所述指针的相应微型步进电机(17、18、18、19)组成，各烘烤参数指示单元通过其微型步进电机分别与驱动电路(7)相连，该驱动电路与单片机(4)连接，由单片机(4)把控制信号输入到驱动电路(7)，由驱动电路(7)驱动各烘烤参数指示单元中的微型步进电机(17、18、18、19)，进而带动相应指针指示出相应数据。

2、根据权利要求1所述的指针式烟叶烘烤温湿度控制仪，其特征在于所述烘烤参数指示单元包括干球温度指示单元(8)，这个烘烤参数指示单元中的微型步进电机(17)采用双轴微型步进电机，每个双轴微型电机带动两根指针，其中一根指针是干球目标参数指针，另一根是干球实时参数指针，在同一表盘上显示干球温度的实时参数指针追逐目标参数指针的当前状态。

3、根据权利要求1所述的指针式烟叶烘烤温湿度控制仪，其特征在于所述烘烤参数指示单元包括湿球温度指示单元(9)，这个烘烤参数指示单元中的微型步进电机(18)采用双轴微型步进电机，每个双轴微型电机带动两根指针，其中一根指针是湿球温度目标参数指针，另一根是湿球温度实时参数指针，在同一表盘上显示湿球温度的实时参数指针追逐目标参数指针的当前状态。

4、根据权利要求1或2所述的指针式烟叶烘烤温湿度控制仪，其特征在于所述烘烤参数指示单元包括目标温度提前量及风门排湿时间指示单元(10)，其微型电动机采用双轴微型电机，分别用于带动目标温度提前量的指针及风门排湿时间的指针，在同一表盘上同时显示温度提前量和风门排湿时间两种不同的参数。

5、根据权利要求3所述的指针式烟叶烘烤温湿度控制仪，其特征在于所述烘烤参数指示单元包括时钟指示单元(11)，其微型电动机采用双轴微型电机用于驱动两时间指针，所述单片机与一个时钟电路(12)相连，将时钟信号输入驱动电路带动所述双轴微型步进电机，分别驱动小时指针及分钟指针。

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