CN201811508U - 微型温度控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及制冷装置，特别是一种微型温度控制器，其特征是包括电源系统，温度采集系统，数据处理系统，制冷系统，串口通信系统，温度实时显示系统，报警系统，其中电源系统由大功率同步开关稳压控制芯片组成经传输线与数据处理系统相连接，温度采集系统由温度传感器组成经传输线与数据处理系统相连接，数据处理系统由单片机组成，经传输线与串口通信系统相连接，制冷系统由半导体制冷片电路组成经传输线与数据处理系统相连接，串口通信系统由接口电平转换芯片和串口通信组成，经传输线与温度实时显示系统相连接，报警系统由蜂鸣器电路组成经传输线与数据处理系统相连接，具有使用效果好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制冷装置，是一种基于半导体制冷技术的对环境进行恒温的微型温度控制器。
背景技术
目前制冷装置中使用的制冷剂多为CFC（氯氟烃的统称）和HCFC（含氢氯氟烃），这些物质由于对臭氧层具有破坏作用，使有害紫外线增加，这样使皮肤癌和白内障患者增加，损坏人的免疫力，使传染病发病率增加，而且破坏生态环境引起新的环境问题。每年庞大的空调消费量，消耗大量的氟利昂，这些氟利昂等制冷剂能产生相当大量的二氧化碳，产生温室效应，引起气候变化，造成海平面增加，影响农业和自然生态环境。然而，空调还仅仅是众多使用制冷剂的物件之一，还有生活中常见的电冰箱、汽车等。可见，制冷剂的选择性替代时间紧迫且任重道远，而且传统的温度控制技术中，加热和制冷往往是分立的，在某些特定的场合中，温控系统往往需要同时拥有加热和制冷的功能，这时采用上述温控方法很不方便。目前由于大多数制冷装置体积庞大，占用空间大，很难运用在狭小而有限的空间中。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供了一种基于半导体制冷技术的微型温度控制器，它具有体积小、重量轻并且具有相对高的制冷量，特别适应于有限空间的制冷。
本实用新型可以通过如下措施达到：
一种微型温度控制器，其特征包括电源系统，温度采集系统，数据处理系统，制冷系统，串口通信系统，温度实时显示系统，报警系统，其中电源系统由LTC1530大功率同步开关稳压控制芯片组成经传输线与数据处理系统相连接，温度采集系统由FM50温度传感器组成经传输线与数据处理系统相连接，数据处理系统由MC68HC908GP32单片机组成，经传输线与串口通信系统相连接，制冷系统由半导体制冷片电路组成经传输线与数据处理系统相连接，串口通信系统由MAX3223接口电平转换芯片和RS-232串口通信组成，经传输线与温度实时显示系统相连接，报警系统由蜂鸣器电路组成经传输线与数据处理系统相连接。
本实用新型的电源系统采用BUCK拓扑结构，PWM（脉冲调宽）控制方式，采用LTC1530大功率同步开关稳压控制芯片，可输出可控直流电流最大20A，具有限流、热关断、软启动等功能电路，可保障电源的稳定性和可靠性。
本实用新型的温度采集系统由FM50温度传感器组成，FM50温度传感器感受到周围的温度变化，并且向数据处理系统输入一个变化的电压信号。
本实用新型的数据处理系统由MC68HC908GP32单片机组成，MC68HC908GP32单片机将从温度采集系统中得到的电压信号经其内部的A/D转换器转换为一个数字量，与给定的温度值进行比较，产生偏差、偏差变化率信号，经模糊控制器进行推理从而调节PWM脉宽信号，对制冷系统中的半导体制冷片电路进行控制，这样半导体制冷片开始工作即启动制冷，同时单片机停止采样，直到制冷启动大约6min 之后单片机再次采集此时的温度值，若此时温度仍高于所设定的上限值，则继续制冷6min然后再采集比较，直到当前温度低于设定的温度值，然后单片机控制停止制冷。同时其内部定时器，计数器模块可以实现PWM脉宽调制功能，使得在系统电路中，无需繁多的外围器件即可满足硬件要求。
本实用新型的制冷系统由半导体制冷片电路组成，半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，数据处理系统的MC68HC908GP32单片机，输出的PWM波经电平转换和功率放大，作用于半导体制冷片电路。
本实用新型的串口通信系统由MAX3223接口电平转换芯片和RS-232串口通信组成，由单片机处理的温度值经MAX3223接口电平转换芯片和RS-232串口通信与电脑实时通讯，使用温度曲线显示软件在电脑上实时显示湿度曲线。
本实用新型的温度实时显示系统由电脑组成，实时显示经串口电路传输来的温度值。
本实用新型的报警系统由蜂鸣器电路组成，当温度高于设定的温度阈值时，单片机通过控制蜂鸣器电路的通断来达到报警的目的。
本实用新型的控制系统软件部分包括初始化MC68HC908GP32单片机的CONFIG 寄存器和PLL 控制寄存器，并初始化串口通讯，接着启动单片机内部的A/D转换器，采集温度信号，向上位机传送温度数据用于显示，把滤波后的温度值与给定的温度进行比较，产生偏差、偏差变化率信号，经模糊控制器进行推理从而调节PWM脉宽信号，对半导体制冷片电路进行控制。
附图说明。
图1是本实用新型的一种结构框图。
具体实施方式。
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
一种微型温度控制器，其特征包括电源系统1，温度采集系统2，数据处理系统3，制冷系统4，串口通信系统5，温度实时显示系统6，报警系统7，其中电源系统1由LTC1530大功率同步开关稳压控制芯片组成经传输线与数据处理系统3相连接，温度采集系统2由FM50温度传感器组成经传输线与数据处理系统3相连接，数据处理系统3由MC68HC908GP32单片机组成，经传输线与串口通信系统5相连接，制冷系统4由半导体制冷片电路组成经传输线与数据处理系统3相连接，串口通信系统5由MAX3223接口电平转换芯片和RS-232串口通信组成，经传输线与温度实时显示系统6相连接，报警系统7由蜂鸣器电路组成经传输线与数据处理系统3相连接。
具体由以下步骤实现：温度采集系统2中的FM50温度传感器感受到周围的温度变化，并且向数据处理系统3输入一个变化的电压信号，数据处理系统3中的MC68HC908GP32单片机将从温度采集系统2中得到的电压信号经其内部的A/D转换器转换为一个数字量，与给定的温度值进行比较，产生偏差、偏差变化率信号，经模糊控制器进行推理从而调节PWM脉宽信号，经电平转换和功率放大对制冷系统4中的半导体制冷片电路进行控制。半导体制冷片电路开始工作即启动制冷，同时单片机停止采样，直到制冷启动大约6min 之后单片机再次采集此时的温度值，若此时温度仍高于所设定的温度值，则继续制冷6min然后再采集比较，直到当前温度低于设定的温度值，然后单片机控制停止制冷，同时数据处理系统3经串口通信系统5将温度数值通过温度实时显示软件显示在温度实时显示系统6上，当半导体制冷片电路工作不正常时，周围环境达不到恒温，此时数据处理系统3中的单片机通过控制报警系统7中蜂鸣器电路的通断来达到报警的目的，电源系统1中的电源与数据处理系统3相连接，数据处理系统3采用脉冲宽度调制控制技术使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，输出PWM波，经电平转换和功率放大后作用于制冷系统4中的半导体制冷片电路，半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制。本实用新型的控制系统软件部分包括初始化MC68HC908GP32单片机的CONFIG 寄存器和PLL 控制寄存器，并初始化串口通讯，接着启动单片机内部的A/D转换器，采集温度信号，向上位机传送温度数据用于显示，把滤波后的温度值与给定的温度进行比较，产生偏差、偏差变化率信号，经模糊控制器进行推理从而调节PWM脉宽信号，对半导体制冷片进行控制。
Claims (1)
1.一种微型温度控制器，其特征是包括电源系统，温度采集系统，数据处理系统，制冷系统，串口通信系统，温度实时显示系统，报警系统，其中电源系统由LTC1530大功率同步开关稳压控制芯片组成经传输线与数据处理系统相连接，温度采集系统由FM50温度传感器组成经传输线与数据处理系统相连接，数据处理系统由MC68HC908GP32单片机组成，经传输线与串口通信系统相连接，制冷系统由半导体制冷片电路组成经传输线与数据处理系统相连接，串口通信系统由MAX3223接口电平转换芯片和RS-232串口通信组成，经传输线与温度实时显示系统相连接，报警系统由蜂鸣器电路组成经传输线与数据处理系统相连接。
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2010
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