CN207763321U - 一种果品冷库智能化霜控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种果品冷库智能化霜控制系统，包括单片机和与单片机电连接的显示器、键盘、时钟电路、复位电路、电源电路、比较器、功放电路、锁存器、无线通讯模块、开门报警电路，比较器输入端与霜厚传感器电路连接，功放电路输出端与压缩机、加热丝连接，锁存器与A/D转换器相连接，A/D转换器输入端与过欠压保护电路、放大器连接，放大器输入端与冷库温度传感器连接，无线通讯模块与智能终端无线通讯。本实用新型完成冷库的温度检测和动态显示、霜厚检测及除霜、开门报警、温度设置、电源过欠压保护、远程无线监控等功能，操作简洁，使用方便，功能多样，可靠性好。

Description

一种果品冷库智能化霜控制系统

技术领域

本实用新型涉及制冷控制技术领域，尤其涉及一种果品冷库智能化霜控制系统。

背景技术

任何形式的制冷系统都有可能产生结霜现象，其主要因素在于系统内空气的湿度和实物的含水量。当霜层很薄时，对蒸发器的传热影响不十分明显，当霜层逐渐增厚并使整个蒸发器被霜包住后，就会严重影响蒸发器的传热能力，使系统内温度降不下来，据测定，蒸发器表面结霜厚度大于6毫米时，传热效率下降约30％，在这种情况下，需要进行除霜。

当前常规的自动除霜方式是通过判断压缩机的累计运行时间来化霜或者是定时化霜的，这种方式有很大的局限性：在干燥环境、冷库很少开门或者冷库内果品比较少，累计时间到而蒸发器结霜不多，此时化霜造成库内温度上升，电能不必要浪费；当环境湿度高、果品水分大或者开门次数多的情况下，累计时间没有到，但是蒸发器结霜已经很严重而导致蒸发器传热能力降低，不化霜就会加大冷库的耗电量。其次，现有技术的冷库制冷化霜系统不具备联网控制功能。另外，现有技术的制冷化霜系统功能单一、可靠性差，缺少必要的报警、显示、设置功能，使用效果不佳。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种果品冷库智能化霜控制系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种果品冷库智能化霜控制系统，包括单片机和与单片机电连接的显示器、键盘、时钟电路、复位电路、电源电路、比较器、功放电路、锁存器、无线通讯模块、开门报警电路，所述比较器输入端与霜厚传感器电路连接，所述功放电路输出端与压缩机、加热丝连接，所述锁存器与A/D转换器相连接，所述A/D转换器输入端与过欠压保护电路、放大器连接，所述放大器输入端与冷库温度传感器连接，所述无线通讯模块与智能终端无线通讯。

上述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述单片机为AT89C51单片机。

上述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述霜厚传感器电路采用基于MF53-1型热敏电阻的检测电路。

上述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述比较器为基于运算放大器LM324的比较器电路。

上述的一种果品冷库智能化霜控制系统，所述冷库温度传感器为AD590温度传感器。

上述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述A/D转换器为ADC0809。

上述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述锁存器为74LS273。

上述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述无线通讯模块为蓝牙模块或者WIFI模块。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型完成冷库的温度检测和动态显示的功能，霜厚检测及除霜的功能，开门报警功能，温度设置功能，电源过欠压保护功能以及远程无线监控功能。该系统具有操作简洁，使用方便，功能多样，可靠性好，智能化程度高等优点。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的霜厚传感器电路电路原理图。

图3是本实用新型的冷库温度传感器电路电路原理图。

图4是本实用新型的过欠压保护电路电路电路原理图。

图5是本实用新型的ADC0809与AT89C51连接电路图。

图6是本实用新型的制冷压缩机和除霜电热丝的启动和停止控制驱动电路图。

图7是本实用新型的开门报警电路电路原理图。

图8是本实用新型键盘显示电路电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种果品冷库智能化霜控制系统，包括单片机1和与单片机1电连接的显示器2、键盘3、时钟电路4、复位电路5、电源电路6、比较器8、功放电路9、锁存器12、无线通讯模块19、开门报警电路21，所述比较器8输入端与霜厚传感器电路7连接，所述功放电路9输出端与压缩机10、加热丝11连接，所述锁存器12与A/D转换器13相连接，所述A/D转换器13输入端与过欠压保护电路14、放大器15连接，所述放大器15输入端与冷库温度传感器16连接，所述无线通讯模块19与智能终端20无线通讯。

本实施例中，所述单片机1为AT89C51单片机。

如图2所示，本实施例中，所述霜厚传感器电路7采用基于MF53-1型热敏电阻的检测电路，所述比较器8为基于运算放大器LM324的比较器电路,。图中Rt为温度传感器，选用MF53-1型热敏电阻，具有负温度系数，灵敏度较高。其阻值和温度的关系为：

Rt＝286/(26.8+t)-2.68(kΩ)

A点电压与温度关系为:

VA＝(2.68*5)/(Rt+2.68)＝1.26+0.047t

把热敏电阻器安装在距蒸发器3mm的某个合适的位置上,当霜厚大于3mm时,热敏电阻接触到霜而感到较低的温度,其电阻值Rt变大,A点温度降低,电压跟随器输出电压降低,经放大器放大,输入比较器中。由于输入电压低于比较器的比较电压而输出低电平，稳压管导通，经反相器输出低电平，触发单片机产生中断，控制加热丝的启动和压缩机停止工作，并控制加热丝工作一定时间后停止工作；加热后再次检测温度；当霜有一定的融化后，热敏电阻检测到的温度升高，Rt阻值降低，VA电压值升高，经放大器放大,输入比较器中。由于输入电压高于比较器的比较电压而输出高电平，稳压管截止，无中断。

本实施例中，所述冷库温度传感器16为AD590温度传感器。如图3所示，为冷库温度传感器电路，AD590作为温度传感器，安装于冷库内的内侧壁。AD590在25℃(298.2K)时，理想输出电流为298.2μA，但实际上存在一定误差，可以在外电路中进行修正。如图3所示，将AD50串联了一个可调电阻R16，在已知温度下调整电阻值，使输出电压V0满足1mV/K的关系(如25℃时，V0应为298.2mV)。调整好后，固定可调电阻，即可由输出电压V0读出AD590所处的热力学温度。冷库的温度经AD590感测并转换为电压量后，通过电压跟随器分别输入ADC0809的两个模拟通道INT0和INT1，进行模拟量到数字量的转换。转换后的数字量送入单片机内，控制压缩机的开启于停止工作，并通过转换，在LED中进行温度值的显示。

采用过压欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。温度是影响电源设备可靠性的最重要因素，根据有关资料分析表明电子元器件温度升高，可靠性即会下降。为了避免功率器件过热造成损坏，需要在电源设置电源的过欠压保护电路。电源的过欠压电路如图4所示，仅用一个电压跟随器及几个分立元器件构成的电源过压欠压保护电路。取样电压通过对输入的交流电源电压整流滤波后，经电阻分压，通过光敏电阻耦合，再经过电压跟随器而取得。它反映输入电源电压的变化。光敏电阻起到了隔离耦合的作用，可防止当电源电压很大时，产生的电压电流过大而损坏芯片及其他电路。取样所得的电压信号输入到ADC0809的IN2，将电压信号从模拟信号转换为数字信号，当电压信号高于或低于某两个固定值时，ADC0809将向单片机产生中断，控制压缩机停止工作。

ADC0809与AT89C51连接电路图如图5所示，在图中，AT89C51的ALE引脚上输出的脉冲是1/6的单片机晶振，经二分频后，提供ADC0809的时钟脉冲，有利于两者的工作步调协调。P0口是地址/数据线，地址与数据分时复用，所以，ADC0809的三位地址需通过地址锁存器，以保证地址与数据的分时复用的正确性。ADC0809的三位地址A，B，C对8条通道进行选择，其中，A为低位地址，C为高位地址。INT1输入的是从冷库采样所得的转换为电压信号的温度值；INT2输入的是经采样的电源电压值。EOC是标志通道中数据完成模拟到数字的转换的信号。当通道中数据完成从模拟到数字的转换后，EOC发出脉冲，经反相后，输入单片机的/INT0接口，产生中断信号。产生中断信号后，单片机结合中断，对中断进行处理，控制压缩机的运行和停止。

本实施例中，所述锁存器12为74LS273。74LS273是带有清除端的8D触发器，只有在清除端保持高电平时，才具有锁存功能，锁存控制端为11脚CLK，采用上升沿锁存。CPU的ALE信号必须经过反相器反相之后才能与74LS273的控制端CLK端相连。

制冷压缩机和除霜电热丝的启动和停止控制驱动电路如图6所示：AT89C51单片机控制信号经P1.3和P1.4端口输出，并在P1.7的控制下，锁存在74LS273中，74LS273的输出在经达林顿驱动器MC1413后,驱动固态继电器SSR1和SSR2。当MC1413的16端有高电平输出时，SSR1的3、4引脚端接通，使加热丝接通电源而除霜。当MC1413的15端输出高电平时，SSR2的3、4端接通，使压缩机绕组接通电源而启动，开始制冷。74LS273琐存控制信号，一方面，增加输出功率，另一方面，也防止单片机复位时引起控制的误动作。采用固态继电器作为压缩机和除霜电热丝的开关，属于无触电开关，内部是大功率的晶闸管电路，不产生火花，无电磁干扰，并使高压与单片机系统隔离。

本实用新型含开门报警功能，当开门延时2min后发声报警，用于提醒使用者关门，以达到节电节能。其电路图如图7所示。

为了减少键盘电路占用I/O引脚数目，将键盘电路设计为4×4矩阵键盘形式。由于需4个按键，分别设置为启动键、加一键、减一键和确定键。通过加一键和减一键设置温度值，所以只需设计为1×4的矩阵键盘即可。本实用新型的键盘电路如图8所示。

本实施例中，所述无线通讯模块19为蓝牙模块或者WIFI模块。化霜系统的现场环境数据(温度、霜厚、电压等)和控制数据均可以无线远程发送到智能终端(手机或者平板电脑)，通过智能终端监测控制，使用方便，智能化程度高。

综上所述，本实用新型完成冷库的温度检测和动态显示的功能，霜厚检测及除霜的功能，开门报警功能，温度设置功能，电源过欠压保护功能以及远程无线监控功能。该系统具有操作简洁，使用方便，功能多样，可靠性好，智能化程度高等优点。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：包括单片机(1)和与单片机(1)电连接的显示器(2)、键盘(3)、时钟电路(4)、复位电路(5)、电源电路(6)、比较器(8)、功放电路(9)、锁存器(12)、无线通讯模块(19)、开门报警电路(21)，所述比较器(8)输入端与霜厚传感器电路(7)连接，所述功放电路(9)输出端与压缩机(10)、加热丝(11)连接，所述锁存器(12)与A/D转换器(13)相连接，所述A/D转换器(13)输入端与过欠压保护电路(14)、放大器(15)连接，所述放大器(15)输入端与冷库温度传感器(16)连接，所述无线通讯模块(19)与智能终端(20)无线通讯。

2.如权利要求1所述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述单片机(1)为AT89C51单片机。

3.如权利要求1所述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述霜厚传感器电路(7)采用基于MF53-1型热敏电阻的检测电路。

4.如权利要求1所述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述比较器(8)为基于运算放大器LM324的比较器电路。

5.如权利要求1所述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述冷库温度传感器(16)为AD590温度传感器。

6.如权利要求1所述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述A/D转换器(13)为ADC0809。

7.如权利要求1所述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述锁存器(12)为74LS273。

8.如权利要求1所述的一种果品冷库智能化霜控制系统，其特征在于：所述无线通讯模块(19)为蓝牙模块或者WIFI模块。