CN211671836U - 一种宠物空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种空调装置，其公开了一种体积小、噪声小的宠物空调，满足便携式需求，并具备制冷和制热功能。该空调包括：单片机系统、显示电路、指示灯电路、温度采集电路、驱动电路、TEC制冷器、风扇、报警电路、键盘电路和电源电路；所述显示电路、指示灯电路、温度采集电路、驱动电路、报警电路、和键盘电路均与单片机系统的对应I/O口相连，所述驱动电路与TEC制冷器和风扇相连；所述电源电路为空调设备供电；所述温度采集电路采集温度值，提供给单片机系统，单片机系统将采集的温度与预设温度进行比较，并根据设定的模式判断是否启动驱动电路驱动TEC制冷器进行制冷或制热。

Description

一种宠物空调

技术领域

本实用新型涉及一种空调装置，具体涉及一种宠物空调。

背景技术

随着人们生活水平的提高，越来越多的人开始喂养宠物，有的宠物并不能适应所在地区全年的温度。冬夏两季，如果不采取升温和降温措施，宠物的生长发育将受到影响，在极端情况下，甚至死亡。

空调是一种有效的空气调节装置，可以用来进行温度调节；目前的空调都是用压缩机制冷和制热，压缩机的效率很高，但具有噪音大，体积大等缺点，因此以压缩机设计的空调产品很难兼顾便携性，并不适用于作为宠物的“空调”。

由此，开发一套适用于宠物的小型“空调”将有很好的应用前景，TEC(ThermoElectric Cooler)的出现给宠物空调的小型化提供了可能性。TEC是一种由珀尔帖效应制造的半导体制冷器，虽然效率没有压缩机高，但是具有体积小，噪声小等优点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种体积小、噪声小的宠物空调，满足便携式需求，并具备制冷和制热功能。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种宠物空调，包括：单片机系统、显示电路、指示灯电路、温度采集电路、驱动电路、TEC制冷器、风扇、报警电路、键盘电路和电源电路；所述显示电路、指示灯电路、温度采集电路、驱动电路、报警电路和键盘电路均与单片机系统的对应I/O口相连，所述驱动电路与TEC制冷器和风扇相连；所述电源电路为空调设备供电；所述温度采集电路采集温度值，提供给单片机系统，单片机系统将采集的温度与预设温度进行比较，并根据设定的模式判断是否启动驱动电路驱动TEC制冷器进行制冷或制热。

作为进一步优化，所述电源电路包括：稳压芯片、第二二极管和第十五电阻；所述稳压芯片的输入端接12V电压，输出5V电压；所述第二二极管与第十五电阻串联接在12V电压与地之间。

作为进一步优化，所述单片机系统包括单片机、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容以及晶振；所述晶振的两端分别连接单片机的XTAL1和XTAL2脚，并分别通过第一电容和第二电容接地；所述第一电阻、第二电阻和第三电阻分别连接单片机的P0.0、P0.1和P0.2引脚。

作为进一步优化，所述温度采集电路包括温度传感器；所述温度传感器的VCC脚接5V电压，DQ脚接单片机的P3.7脚。

作为进一步优化，所述驱动电路包括：第一继电器、第二继电器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第六二极管以及第七二极管；所述第一继电器和第二继电器的主触点连接TEC制冷器的两端，常闭辅助触点均接地。常开辅助触点均接12V电压；所述第六二极管与第一继电器并联，且正极连接第一三极管的集电极，负极连接12V电压；所述第一三极管的发射极接地，基极通过第十二电阻连接单片机的P3.5脚；所述第七二极管与第二继电器并联，且正极连接第二三极管的集电极，负极接12V电压；所述第二三极管的发射极接地，基极通过第十三电阻连接单片机的P3.6脚；所述第三三极管的集电极连接风扇的控制端，发射极接地，基极通过第十四电阻接单片机的P3.4脚；风扇的电源端接12V电压。

作为进一步优化，所述键盘电路包括第一按键、第二按键、第三按键、第四按键、第八二极管、第九二极管、第十二极管及第十一二极管；所述第一按键的一端连接单片机的P1.0脚，并通过第八二极管接单片机的P3.2脚，另一端接地；所述第二按键的一端连接单片机的P1.1脚，并通过第九二极管接单片机的P3.2脚，另一端接地；所述第三按键的一端连接单片机的P1.2脚，并通过第十二极管接单片机的P3.2脚，另一端接地；所述第四按键的一端连接单片机的P1.3脚，并通过第十一二极管接单片机的P3.2脚，另一端接地。

作为进一步优化，所述显示电路包括：LCD屏、第八电阻、第十电阻、第五三极管、发光二极管以及第十一电阻；所述第十一电阻一端接5V电压，另一端通过发光二极管接第五三极管的集电极；所述第五三极管的发射极接地，基极通过第十电阻接单片机的P0.6脚；所述第八电阻一端接5V电压，另一端接第十电阻；所述LCD屏的RS脚、RW脚和E脚分别对应连接单片机的P0.0、P0.1和P0.2脚；所述LCD屏的D0-D7脚分别对应连接单片机的P2.0-P2.7脚。

作为进一步优化，所述指示灯电路包括：第一二极管、第三二极管、第四二极管、第四电阻、第五电阻和第六电阻；第一二极管、第三二极管和第四二极管均为发光二极管；所述第四二极管的正极接5V电压，负极通过第四电阻R4接单片机的P0.5脚；所述第一二极管的正极接5V电压，负极通过第五电阻接单片机的P0.4脚；第三二极管的正极接5V电压，负极通过第六电阻接单片机的P0.3脚。

作为进一步优化，所述报警电路包括：第七电阻、第九电阻、第四三极管和蜂鸣器；所述三极管的基极通过第七电阻接单片机的P0.7脚，发射极接地，集电极连接蜂鸣器的负极；所述蜂鸣器的正极连接5V电压，并通过第九电阻连接单片机的P0.7脚。

本实用新型的有益效果是：

基于上述设计的适用于宠物的小型“空调”具有便携性高，无噪声，操作简单等优点。使用时，用户只需要将设备设定为制冷模式或者制热模式，设置好设定温度，按下确定键后设备就会自动的将箱内温度调节到设定值，并且设备还能显示箱内的实时温度，具有温度失调报警等功能。

附图说明

图1为本实用新型的宠物空调系统结构框图；

图2为单片机系统的电路结构图；

图3为温度采集电路的电路结构图；

图4为驱动电路的电路结构图；

图5为键盘电路的电路结构图；

图6为液晶显示电路的电路结构图；

图7为指示灯电路的电路结构图；

图8为报警电路的电路结构图；

图9为电源电路的电路结构图。

具体实施方式

本实用新型旨在提出一种体积小、噪声小的宠物空调，满足便携式需求，并具备制冷和制热功能。在设计架构上，本实用新型中的宠物空调系统参见图1，其由单片机最小系统、键盘、液晶显示屏、指示灯、温度传感器、报警器、电源、驱动电路、TEC制冷器、风扇几个部分组成。电源给整个设备供电，温度传感器将箱内温度采集后，送给单片机进行处理，单片机将采集的温度与键盘设定的温度进行比较，并根据设定的模式判断是否启动驱动电路来驱动TEC进行制热或制冷。如果设定为制冷模式，当测量温度高于设定温度时，则使TEC工作在制冷状态，当温度测量温度不高于设定温度时，TEC不工作。如果设定为制热模式，当测量温度低于设定温度时，则使TEC工作在制热状态，当测量温度不低于设定温度时，TEC不工作。设定模式和设定温度可以通过按键来设置，液晶显示屏显示设定温度和箱内的实时温度以及TEC的工作状态，指示灯指示当前的设定模式和风扇的工作状态，报警器提示设备的异常。

实施例：

本实施例设计的宠物“空调”是由单片机控制的小型“空调”，根据设定值控制箱内的温度，温度调节的范围为18～30℃，调节分辨率为1℃，显示分辨率为0.1℃。有可视化的温度设置界面，并且能显示当前温度和预设定的温度，有制冷和制热两种模式供使用者设定。

具体而言，以TEC为制冷制热器件，采用STC89C52单片机作为控制核心,使用DS18B20温度传感器采集箱内温度，通过LCD1602液晶显示屏和LED指示灯显示设备的工作状态。设备的制冷和制热均由一片TEC实现，TEC由一对继电器组成的H桥驱动，通过H桥导通桥臂的转换，即可实现设备制冷制热间的转换。

下面对宠物空调的各个电路组成部分进行具体阐述。

1、单片机系统：

单片机系统采用最小系统电路如图2所示，XTAL1和XTAL2之间的12MHz晶振和两个接地的电容为单片机的时钟电路，为单片机提供工作时钟。P0.0、P0.1、P0.2口所连接的电阻是外接的上拉电阻。

2、温度采集电路：

温度采集电路采用DS18B20，DS18B20内集成了温度采集与转换功能，外部电路非常精简。温度采集电路如图3所示，P3.7与温度采集电路相连。

3、驱动电路：

如图4所示，P3.4、P3.5、P3.6与驱动部分电路相连，控制风扇和TEC的驱动继电器。该设备需要驱动的器件有TEC和风扇，TEC由两个最大电流为10A的继电器驱动，两个继电器构成了一个H桥，这样单片机可以控制TEC工作在制冷和制热两种状态的任意一种状态。单片机在驱动继电器的时候依然需要用三极管来增大驱动能力。与继电器并联的二极管1N4148是续流二极管，继电器输入端的内部由线圈构成，线圈是感性元件，断电时，电流不会突然为零，因此并联的二极管可以防止继电器断电时在三极管上产生高压将三极管击穿。这里选用的是由霍尔元件驱动的无刷风扇，即电脑扇热器常用的风扇，这种风扇效率高，噪声小，风扇采用三极管驱动。

4、键盘电路：

如图5所示，P1.0～P1.3和P3.2与键盘电路相连，作为按键的中断。每个按键与对应的I/O口相连外，还同过二极管1N4148并联于单片机的P3.2口，P3.2口是单片机的外部中断0的引脚。当按下其中任何一个按键时，该按键对应的I/O口的电平被拉低，同时P3.2口也被拉低，触发外部中断0。

5、液晶显示电路：

如图6所示，液晶显示屏采用LCD1602，图中的发光二极管D5和电阻R11表示了LCD1602液晶显示屏的背光，LCD1602实物上的A、K引脚就是背光的正极和负极。P0.0、P0.1、P0.2分别与LCD1602的RS、RW、E接口相连，P2.0～P2.7分别与LCD1602的D0～D7相连，P0.6控制LCD1602的背光。

6、指示灯电路：

指示灯用于显示当前的设定模式和风扇的工作状态：

设定为制冷模式时，蓝色指示灯亮，橙色指示灯灭；设定为制热模式时，橙色指示灯亮，蓝色指示灯灭。风扇工作时绿色指示灯亮。

指示灯电路如图7所示，由三个LED(发光二极管)分别串联三个限流电阻构成，三个发光二极管采用共阳极接法，发光二极管的阴极通过限流电阻与单片机的I/O口相连。P0.3、P0.4、P0.5与指示灯电路相连。

7、报警电路：

当“空调”工作时，其控制后的温度与设定温度相差太大时，系统发出警报，提示使用者。单片机I/O的驱动能力很弱，采用三极管来提高负载能力，采用集电极开路的方式连接蜂鸣器。因为单片机的P0口是开漏结构，所以这里接了一个10K欧姆的上拉电阻。报警电路如图8所示，P0.7与报警电路相连。

8、电源电路：

该设计包含了两个部分，即控制部分和驱动部分，它们工作在两个不同的电压等级。驱动部分的额定电压为12V，控制部分的额定电压为5V，使用LM7805将电源的12V直流电转换5V直流电为控制部分供电。电源电路如图9所示。

该小型“空调”具有便携性高，无噪声，操作简单等优点。使用时，用户只需要将设备设定为制冷模式或者制热模式，设置好设定温度，按下确定键后设备就会自动的将箱内温度调节到设定值，并且设备还能显示箱内的实时温度，具有温度失调报警等功能。

Claims (9)

1.一种宠物空调，其特征在于，

包括：单片机系统、显示电路、指示灯电路、温度采集电路、驱动电路、TEC制冷器、风扇、报警电路、键盘电路和电源电路；所述显示电路、指示灯电路、温度采集电路、驱动电路、报警电路和键盘电路均与单片机系统的对应I/O口相连，所述驱动电路与TEC制冷器和风扇相连；所述电源电路为空调设备供电；所述温度采集电路采集温度值，提供给单片机系统，单片机系统将采集的温度与预设温度进行比较，并根据设定的模式判断是否启动驱动电路驱动TEC制冷器进行制冷或制热。

2.如权利要求1所述的一种宠物空调，其特征在于，

所述电源电路包括：稳压芯片(U2)、第二二极管(D2)和第十五电阻(R15)；所述稳压芯片(U2)的输入端接12V电压，输出5V电压；所述第二二极管(D2)与第十五电阻(R15)串联接在12V电压与地之间。

3.如权利要求2所述的一种宠物空调，其特征在于，

所述单片机系统包括单片机(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)以及晶振(X1)；所述晶振(X1)的两端分别连接单片机(U1)的XTAL1和XTAL2脚，并分别通过第一电容(C1)和第二电容(C2)接地；所述第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)分别连接单片机(U1)的P0.0、P0.1和P0.2引脚。

4.如权利要求3所述的一种宠物空调，其特征在于，

所述温度采集电路包括温度传感器(U3)；所述温度传感器(U3)的VCC脚接5V电压，DQ脚接单片机(U1)的P3.7脚。

5.如权利要求3所述的一种宠物空调，其特征在于，

所述驱动电路包括：第一继电器(RL1)、第二继电器(RL2)、第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)、第十四电阻(R14)、第六二极管(D6)以及第七二极管(D7)；所述第一继电器(RL1)和第二继电器(RL2)的主触点连接TEC制冷器的两端，常闭辅助触点均接地；常开辅助触点均接12V电压；所述第六二极管(D6)与第一继电器(RL1)并联，且正极连接第一三极管(Q1)的集电极，负极连接12V电压；所述第一三极管(Q1)的发射极接地，基极通过第十二电阻(R12)连接单片机(U1)的P3.5脚；所述第七二极管(D7)与第二继电器(RL2)并联，且正极连接第二三极管(Q2)的集电极，负极接12V电压；所述第二三极管(Q2)的发射极接地，基极通过第十三电阻(R13)连接单片机(U1)的P3.6脚；所述第三三极管(Q3)的集电极连接风扇的控制端，发射极接地，基极通过第十四电阻(R14)接单片机(U1)的P3.4脚；风扇的电源端接12V电压。

6.如权利要求3所述的一种宠物空调，其特征在于，

所述键盘电路包括第一按键、第二按键、第三按键、第四按键、第八二极管(D8)、第九二极管(D9)、第十二极管(D10)及第十一二极管(D11)；所述第一按键的一端连接单片机(U1)的P1.0脚，并通过第八二极管(D8)接单片机(U1)的P3.2脚，另一端接地；所述第二按键的一端连接单片机(U1)的P1.1脚，并通过第九二极管(D9)接单片机(U1)的P3.2脚，另一端接地；所述第三按键的一端连接单片机(U1)的P1.2脚，并通过第十二极管(D10)接单片机(U1)的P3.2脚，另一端接地；所述第四按键的一端连接单片机(U1)的P1.3脚，并通过第十一二极管(D11)接单片机(U1)的P3.2脚，另一端接地。

7.如权利要求3所述的一种宠物空调，其特征在于，

所述显示电路包括：LCD屏、第八电阻(R8)、第十电阻(R10)、第五三极管(Q5)、发光二极管(D5)以及第十一电阻(R11)；所述第十一电阻(R11)一端接5V电压，另一端通过发光二极管(D5)接第五三极管(Q5)的集电极；所述第五三极管(Q5)的发射极接地，基极通过第十电阻(R10)接单片机(U1)的P0.6脚；所述第八电阻(R8)一端接5V电压，另一端接第十电阻(R10)；所述LCD屏的RS脚、RW脚和E脚分别对应连接单片机(U1)的P0.0、P0.1和P0.2脚；LCD屏的D0-D7脚分别连接单片机(U1)的P2.0-P2.7脚。

8.如权利要求3所述的一种宠物空调，其特征在于，

所述指示灯电路包括：第一二极管(D1)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)和第六电阻(R6)；第一二极管(D1)、第三二极管(D3)和第四二极管(D4)均为发光二极管；所述第四二极管(D4)的正极接5V电压，负极通过第四电阻(R4)接单片机(U1)的P0.5脚；所述第一二极管(D1)的正极接5V电压，负极通过第五电阻(R5)接单片机(U1)的P0.4脚；第三二极管(D3)的正极接5V电压，负极通过第六电阻(R6)接单片机(U1)的P0.3脚。

9.如权利要求3-8任意一项所述的一种宠物空调，其特征在于，

所述报警电路包括：第七电阻(R7)、第九电阻(R9)、第四三极管(Q4)和蜂鸣器；所述三极管(Q4)的基极通过第七电阻(R7)接单片机(U1)的P0.7脚，发射极接地，集电极连接蜂鸣器的负极；所述蜂鸣器的正极连接5V电压，并通过第九电阻(R9)连接单片机(U1)的P0.7脚。

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