CN207424717U - 一种温湿度控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种温湿度控制器，包括电源管理模块、MCU模块，信号采集模块、输出控制模块和人机交互显示模块，电源管理模块为其他模块供电，信号采集模块的输出端与MCU模块的输入端相连，MCU模块的输出端与输出控制模块的输入端相连，人机交互显示模块与MCU模块双向传输数据。本温湿度控制器集成3路温度和2路湿度信号接入，实现高精度信号采集，方便实现多点同步检测；采用4路常开干接点与两路4‑20mA模拟量输出构成输出电路，满足不同的输出控制要求；人机交互显示模块实现检测信号可视化的同时，可针对不同应用环境条件完成动作参数的设定；具有结构简单、模块化结构设计、集成度高、体积小等优点。

Description

一种温湿度控制器

技术领域

本实用新型属于风力发电技术领域，尤其是涉及一种风力发电配电柜内的温湿度控制器。

背景技术

在现有技术中，电子式温湿度控制器主要有以下几种产品：深圳欣锐特电子制造的RETF 012电子式温湿度控制器、百能堡FLZ 510恒温控制器、百能堡FLZ610恒温恒湿器。目前产品中输出控制较少，可视化设计仅完成到阈值设定环节，动作回滞空间固定，机械式检测装置存在动作疲劳的可能，使用寿命首先，精度也较难提高，在使用过程中如若使用的分离式的恒温器和恒湿器完成控制，设计成本也较高。另外就目前的装置来看，检测调节范围较窄，运行环境条件和储存条件等都还不能较好的适应地区的差异性，对电器柜内的环境调节还是简单的输出控制，不能较好的应对环境变化。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种低成本、高精度、智能化的温湿度控制器，尤其适合风力发电行业电器柜的柜内防凝露的温湿度控制。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种温湿度控制器，包括电源管理模块、MCU模块，信号采集模块、输出控制模块和人机交互显示模块，所述电源管理模块为其他模块提供稳定的工作电源，所述信号采集模块的输出端与MCU模块的输入端相连，所述MCU模块的输出端与输出控制模块的输入端相连，所述人机交互显示模块与MCU模块双向传输数据；

所述信号采集模块包括数字温湿度传感器和温度传感器，1个数字温湿度传感器作为板载传感器，提供1路湿度信号检测，外接1个数字温湿度传感器和2个温度传感器提供3路温度和1路湿度信号检测，所述温度传感器搭建三线式电路，集成3路温度和2路湿度信号接入，方便实现多点同步检测；所述输出控制模块包括4路常开干接点电路和两路4-20mA模拟量输出电路，满足不同的输出控制要求。

进一步的，所述MCU模块选用STM32单片机为MCU模块的核心控制板，搭建STM32最小系统，利用CH340G搭建USB转串口电路，以用于模块程序升级与串口在线数据传输。

进一步的，所述数字温湿度传感器与单片机之间通过单总线通信方式传输当前检测的温湿度信号，完成对数据序列的分解，分别得到当前的温度和湿度。

进一步的，所述人机交互显示模块包括4位按键和3位8段共阳极数码管，所述4位按键的输出端与MCU模块的输入端相连，所述MCU模块的输出端与8段共阳极数码管的输入端相连。实现各模块实时数据和动作参数的显示，以及动作参数的设定。

进一步的，所述人机交互显示模块还包括电源指示灯、运行指示灯和继电器动作指示灯，用于直观的指示当前设备的工作状态。

进一步的，所述4-20mA模拟量输出电路由OPA2348双路运放和MS8050三极管构成，所述常开干接点电路由STM32单片机的DA输出管脚控制模拟信号输出，选用V23092薄片型继电器，组成继电器驱动电路，由光耦TLP181输出驱动信号控制继电器动作，构成4路常开干接点电路。

进一步的，所述数字温湿度传感器的型号为AM2320，所述温度传感器的型号为PT100。

进一步的，所述电源管理模块包括如下：

输入保护电路；

指示灯电路，指示当前设备的工作状态；

基于金升阳WRB2405S-3WR2电源模块的24VDC转5V电路，为系统供电；

采用LM1117IMPX-3.3宽工作温度范围的电源芯片，为单片机及其外围电路供3.3VDC电源；

MC7805稳压器，输出5VDC为继电器驱动电路供电。

进一步的，本温湿度控制器采用金属结构外壳，保证较好的EMC防护，采用通用的导轨卡装，使用便捷。

相对于现有技术，本实用新型所述的温湿度控制器具有以下优势：集成3路温度和2路湿度信号接入，实现高精度信号采集，方便实现多点同步检测；采用4路常开干接点与两路4-20mA模拟量输出构成输出电路，满足不同的输出控制要求；人机交互显示模块实现检测信号可视化的同时，可针对不同应用环境条件完成动作参数的设定；具有结构简单、维修方便、模块化结构设计、集成度高、体积小、柜内温湿度控制更加方便等优点。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的原理图。

图2为本实用新型中MCU的电路图，其中2A是MCU电路图，2B是MCU的隔离输出电路图。

图3为本实用新型中人机交互显示模块的电路图。

图4为本实用新型中输出控制模块的电路图，其中4A是4路常开干接点电路的电路图，4B是两路4-20mA模拟量输出电路的电路图。

图5为本实用新型中信号采集模块的电路图，其中5A是温度传感器输入的电路图，5B是数字温湿度传感器输入的电路图。

图6为本实用新型中电源管理模块的电路图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种温湿度控制器，包括电源管理模块、MCU模块，信号采集模块、输出控制模块和人机交互显示模块，所述电源管理模块为其他模块提供稳定的工作电源。本温湿度控制器采用金属结构外壳，保证较好的EMC防护，采用通用的导轨卡装，使用便捷。

如图2所示，MCU模块选用STM32单片机为MCU模块的核心控制板，搭建STM32最小系统，利用CH340G搭建USB转串口电路，以用于模块程序升级与串口在线数据传输。

如图5所示，信号采集模块包括AM2320数字温湿度传感器和PT100温度传感器，1个AM2320数字温湿度传感器作为板载传感器，提供1路湿度信号检测，外接1个AM2320数字温湿度传感器和2个PT100温度传感器提供3路温度和1路湿度信号检测，所述PT100温度传感器搭建三线式配线电路；通过对温度传感器的阻值随温度的变化进行放大，经单片机的模拟量输入口检测当前放大的模拟信号，程序中加入温度传感器的阻值随温度变化曲线计算公式，得到当前环境温度。AM2320数字温湿度传感器与单片机之间通过单总线通信方式传输当前检测的温湿度信号，完成对数据序列的分解，分别得到当前的温度和湿度。集成3路温度和2路湿度信号接入，方便实现多点同步检测。

如图4所示，输出控制模块包括4路常开干接点电路和两路4-20mA模拟量输出电路，满足不同的输出控制要求。4-20mA模拟量输出电路由OPA2348双路运放和MS8050三极管构成，常开干接点电路由STM32单片机的DA输出管脚控制模拟信号输出，选用V23092薄片型继电器，组成继电器驱动电路，由光耦TLP181输出驱动信号控制继电器动作，构成4路常开干接点电路。

如图3所示，人机交互显示模块包括4位按键、3位8段共阳极数码管，电源指示灯、运行指示灯和继电器动作指示灯，用于直观的指示当前设备的工作状态。4位按键的输出端与MCU模块的输入端相连，MCU模块的输出端与8段共阳极数码管的输入端相连，实现各模块实时数据和动作参数的显示，以及动作参数的设定。另外，MCU模块可对传感器进行短接或断线检测，通过数码管显示，实现传感器故障报警功能。

如图6所示，电源管理模块包括输入保护电路；指示灯电路，指示当前设备的工作状态；基于金升阳WRB2405S-3WR2电源模块的24VDC转5V电路，为系统供电；采用LM1117IMPX-3.3宽工作温度范围的电源芯片，为单片机及其外围电路供3.3VDC电源；MC7805稳压器，输出5VDC为继电器驱动电路供电。

本实例的工作过程：使用时，信号采集模块集成3路温度和2路湿度信号接入，方便实现多点同步检测，采用4路常开干接点与两路4-20mA模拟量输出构成输出电路，满足不同的输出控制要求。同时在控制逻辑中加入防凝露算法，智能化控制加热器和风扇的动作，防止柜内凝露的产生。人机交互显示模块实现检测信号可视化的同时，可针对不同应用环境条件完成动作参数的设定，附加传感器的短接或断线检测，实现传感器故障报警功能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种温湿度控制器，其特征在于：包括电源管理模块、MCU模块，信号采集模块、输出控制模块和人机交互显示模块，所述电源管理模块为其他模块供电，所述信号采集模块的输出端与MCU模块的输入端相连，所述MCU模块的输出端与输出控制模块的输入端相连，所述人机交互显示模块与MCU模块双向传输数据；

所述信号采集模块包括数字温湿度传感器和温度传感器，1个数字温湿度传感器作为板载传感器，提供1路湿度信号检测，外接1个数字温湿度传感器和2个温度传感器提供3路温度和1路湿度信号检测，所述温度传感器采用三线式电路；所述输出控制模块包括4路常开干接点电路和两路4-20mA模拟量输出电路。

2.根据权利要求1所述的一种温湿度控制器，其特征在于：所述人机交互显示模块包括4位按键和3位8段共阳极数码管，所述4位按键的输出端与MCU模块的输入端相连，所述MCU模块的输出端与8段共阳极数码管的输入端相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种温湿度控制器，其特征在于：所述MCU模块选用STM32单片机为MCU模块的核心控制板。

4.根据权利要求3所述的一种温湿度控制器，其特征在于：所述4-20mA模拟量输出电路由OPA2348双路运放和MS8050三极管构成，所述常开干接点电路由STM32单片机的DA输出管脚控制模拟信号输出，选用V23092薄片型继电器，组成继电器驱动电路，由光耦TLP181输出驱动信号控制继电器动作，构成4路常开干接点电路。

5.根据权利要求4所述的一种温湿度控制器，其特征在于：所述数字温湿度传感器与单片机之间通过单总线通信方式传输当前检测的温湿度信号。

6.根据权利要求2所述的一种温湿度控制器，其特征在于：所述人机交互显示模块还包括电源指示灯、运行指示灯和继电器动作指示灯，用于直观的指示当前设备的工作状态。

7.根据权利要求1所述的一种温湿度控制器，其特征在于：所述数字温湿度传感器的型号为AM2320，所述温度传感器的型号为PT100。

8.根据权利要求1所述的一种温湿度控制器，其特征在于：本温湿度控制器采用金属结构外壳。

9.根据权利要求3所述的一种温湿度控制器，其特征在于：所述电源管理模块包括如下：

输入保护电路；

指示灯电路，指示当前设备的工作状态；

基于金升阳WRB2405S-3WR2电源模块的24VDC转5V电路，为系统供电；

采用LM1117IMPX-3.3宽工作温度范围的电源芯片，为单片机及其外围电路供3.3VDC电源；

MC7805稳压器，输出5VDC为继电器驱动电路供电。