基于sopc的溫度控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各個領(lǐng)域?qū)囟瓤刂葡到y(tǒng)的精度、穩(wěn)定性等要求越來越高，控制系統(tǒng)也千變?nèi)f化。電阻爐廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其溫度控制通常采用模擬或數(shù)字調(diào)節(jié)儀表進行調(diào)節(jié)。
[0003]這種方式的雖能達到預(yù)期效果，但是存在各種缺點，例如控制的溫度不精確，溫度達不到要求，而且調(diào)節(jié)時間長。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)。
[0005]本實用新型的目的是通過這樣的技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，包括微控制器、溫度檢測單元、驅(qū)動單元、制冷制熱單元和人機交互單元；所述溫度檢測單元與微控制器連接，用于檢測環(huán)境溫度；所述驅(qū)動單元連接于微控制器與制冷制熱單元之間，用于驅(qū)動制冷制熱單元工作；所述人機交互單元與微控制器連接，用于完成溫度的設(shè)定與顯不O
[0006]優(yōu)選的，該溫度控制系統(tǒng)還包括遙控器和與遙控器配合使用的紅外接收頭，所述紅外接收頭與微控制器連接。
[0007]優(yōu)選的，所述人機交互單元包括按鍵模塊和顯示模塊。
[0008]優(yōu)選的，所述驅(qū)動單元包括PWM芯片和開關(guān)單元，所述PWM芯片控制開關(guān)單元的通斷。
[0009]優(yōu)選的，所述驅(qū)動單元還包括儲能單元和濾波單元，所述儲能單元連接于開關(guān)單元與濾波單元之間，所述濾波單元用于對儲能單元輸出至制冷制熱單元的電能進行濾波。
[0010]優(yōu)選的，所述開關(guān)單元為固態(tài)繼電器。
[0011]優(yōu)選的，所述開關(guān)單元為功率開關(guān)單元，所述功率開關(guān)單元包括三極管Q3?Q4、電阻R4?R5，所述儲能單元為電感LI，所述濾波單元包括Cl?C4，所述驅(qū)動單元還包括三極管Ql?Q2、電阻Rl?R3，所述PWM芯片的輸出端與三極管Ql的基極連接，三極管Ql的集電極經(jīng)電阻Rl接Vcc，三極管Ql的發(fā)射極發(fā)電阻R2接地，三極管Ql的發(fā)射極與三極管Q2的基極連接，三極管Q2的集電極經(jīng)電阻R3接Vcc，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射極接Vcc，三極管Q3的集電極與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的集電極經(jīng)電阻R5接Vcc，三極管Q4的發(fā)射極經(jīng)二極管Dl接地且二極管Dl的正極接地，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R4與電感LI的一端連接，電感LI的另一端接電容Cl、C3，電容Cl經(jīng)電容C2接地，電容C3經(jīng)電容C4接地。
[0012]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下的優(yōu)點:
[0013]不僅可以快速、準(zhǔn)確地進行溫度控制，而且控制方法簡單，不需要非常專業(yè)的操作員便可以實現(xiàn)檢測，能將數(shù)據(jù)傳到PC機上，省去了人工抄寫數(shù)據(jù)的麻煩。
【附圖說明】
[0014]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細(xì)描述，其中:
[0015]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為驅(qū)動單元結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖3為驅(qū)動單元的具體電路圖；
[0018]圖4為開關(guān)單元的電路圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本實用新型，而不是為了限制本實用新型的保護范圍。
[0020]如圖1所示，一種基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，包括微控制器，
[0021]溫度檢測單元，用于檢測環(huán)境溫度并把檢測到的數(shù)據(jù)傳送給微控制器，所述微控制器將溫度數(shù)據(jù)通過串口傳遞到PC機上；
[0022]驅(qū)動單元，用于驅(qū)動制冷制熱單元工作；
[0023]制冷制熱單元，用于目標(biāo)溫度進行加熱或降溫；
[0024]人機交互單元，用于完成溫度的設(shè)定與顯示。
[0025]在本實施例中，微處理器采用EP2C35F672C6，溫度檢測單元為DS18B20溫度傳感器。
[0026]優(yōu)選的，所述人機交互單元包括按鍵模塊和顯示模塊，按鍵模塊用于完成溫度的設(shè)定，顯示模塊用于顯示采集到的溫度數(shù)據(jù)。
[0027]上述實施方式，用按鍵模塊完成溫度近距離的設(shè)定，作為另一種實施方式，該溫度控制系統(tǒng)還包括遙控器和與遙控器配合使用的紅外接收頭，所述紅外接收頭與微控制器連接，該實施方式用于完成溫度遠距離設(shè)定。
[0028]優(yōu)選的，所述開關(guān)單元為固態(tài)繼電器。如圖2所示，為采用固態(tài)繼電器作為開關(guān)單元的結(jié)構(gòu)圖。其中I為微處理器，2為固態(tài)繼電器，3為電源，4為制熱制冷單元，21是制冷控制的固態(tài)繼電器，22是制熱控制的固態(tài)繼電器。
[0029]如圖3所示，所述驅(qū)動單元包括PWM芯片和開關(guān)單元，所述PWM芯片控制開關(guān)單元的通斷。本實施例米用PWM實現(xiàn)對開關(guān)單兀的精確控制，因而提尚開關(guān)單兀的利用率，減少了功率的損耗。
[0030]作為對本實施例的改進，所述驅(qū)動單元還包括儲能單元和濾波單元，所述儲能單元連接于開關(guān)單元與濾波單元之間，所述濾波單元用于對儲能單元輸出至制冷制熱單元的電能進行濾波。
[0031 ] 所述儲能單元用于存儲所述開關(guān)單元輸出的電能并向所述加熱單元持續(xù)地輸出電能。由于所述開關(guān)單元在脈沖信號一個周期內(nèi)只有部分時間輸出功率，所以功率開關(guān)單元是以一段一段的形式輸出電能，本實施例的儲能單元存儲所述一段一段的形式的電能并以連續(xù)輸出的方式輸出電能至所述制熱制冷單元。
[0032]此外本實施例的濾波單元用于對所述儲能單元輸出的電能進行濾波，從而濾除其中的干擾信號或噪聲等，從而得到純凈的電能輸出。
[0033]如圖4所示，所述開關(guān)單元為功率開關(guān)單元，所述功率開關(guān)單元包括三極管Q3?Q4、電阻R4?R5，所述儲能單元為電感LI，所述濾波單元包括Cl?C4，所述驅(qū)動單元還包括三極管Ql?Q2、電阻Rl?R3，所述PWM芯片的輸出端與三極管Ql的基極連接，三極管Ql的集電極經(jīng)電阻Rl接Vcc，三極管Ql的發(fā)射極發(fā)電阻R2接地，三極管Ql的發(fā)射極與三極管Q2的基極連接，三極管Q2的集電極經(jīng)電阻R3接Vcc，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射極接Vcc，三極管Q3的集電極與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的集電極經(jīng)電阻R5接Vcc，三極管Q4的發(fā)射極經(jīng)二極管Dl接地且二極管Dl的正極接地，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R4與電感LI的一端連接，電感LI的另一端接電容Cl、C3，電容Cl經(jīng)電容C2接地，電容C3經(jīng)電容C4接地。
[0034]所述濾波單元由電解電容Cl?C4構(gòu)成，從而濾除電感LI輸出電能中的干擾或噪聲等。此外技術(shù)人員還可以根據(jù)實際設(shè)計需要和要求對所述電解電容的結(jié)構(gòu)進行改變，例如簡化為一個電解電容等。而且所述電感LI和電解電容Cl?C4以及二極管Dl共同構(gòu)成一斬波電路，因而進一步地實現(xiàn)了電能的連續(xù)輸出。
[0035]本實施例的工作原理如下:
[0036]PWM芯片U2輸出的脈沖寬度，此后通過三極管Ql和三極管Q2電平轉(zhuǎn)換，從而控制三極管Q3的開關(guān)，所述三極管Q3用于控制所述功率開關(guān)管Q4的開關(guān)，從而實現(xiàn)功率以一段一段的形式輸出。
[0037]然后通過斬波電路的電感LI儲存電能，然后經(jīng)電解電容Cl?C4對電感LI連續(xù)地輸出電能進行濾波，并輸出至制熱制冷單元。
[0038]而且本實施例的儲能單元將功率開關(guān)管輸出的一段一段的電能以連續(xù)的方式輸出，所以當(dāng)輸出脈沖的占空比較小時，可以使得所述功率開關(guān)在一個脈沖周期內(nèi)未開啟從而節(jié)約功率，減少了功率開關(guān)管的功率損耗。所以提高了輸出功率的利用率。
[0039]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并不用于限制本實用新型，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:包括微控制器、溫度檢測單元、驅(qū)動單元、制冷制熱單元和人機交互單元； 所述溫度檢測單元與微控制器連接，用于檢測環(huán)境溫度； 所述驅(qū)動單元連接于微控制器與制冷制熱單元之間，用于驅(qū)動制冷制熱單元工作； 所述人機交互單元與微控制器連接，用于完成溫度的設(shè)定與顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:該溫度控制系統(tǒng)還包括遙控器和與遙控器配合使用的紅外接收頭，所述紅外接收頭與微控制器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述人機交互單元包括按鍵模塊和顯示模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動單元包括PWM芯片和開關(guān)單元，所述PWM芯片控制開關(guān)單元的通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述驅(qū)動單元還包括儲能單元和濾波單元，所述儲能單元連接于開關(guān)單元與濾波單元之間，所述濾波單元用于對儲能單元輸出至制冷制熱單元的電能進行濾波。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)單元為固態(tài)繼電器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于:所述開關(guān)單元為功率開關(guān)單元，所述功率開關(guān)單元包括三極管Q3?Q4、電阻R4?R5，所述儲能單元為電感LI，所述濾波單元包括Cl?C4，所述驅(qū)動單元還包括三極管Ql?Q2、電阻Rl?R3，所述PWM芯片的輸出端與三極管Ql的基極連接，三極管Ql的集電極經(jīng)電阻Rl接Vcc，三極管Ql的發(fā)射極發(fā)電阻R2接地，三極管Ql的發(fā)射極與三極管Q2的基極連接，三極管Q2的集電極經(jīng)電阻R3接Vcc，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射極接Vcc，三極管Q3的集電極與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的集電極經(jīng)電阻R5接Vcc，三極管Q4的發(fā)射極經(jīng)二極管Dl接地且二極管Dl的正極接地，三極管Q4的基極經(jīng)電阻R4與電感LI的一端連接，電感LI的另一端接電容C1、C3，電容Cl經(jīng)電容C2接地，電容C3經(jīng)電容C4接地。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于SOPC的溫度控制系統(tǒng)，包括微控制器、溫度檢測單元、驅(qū)動單元、制冷制熱單元和人機交互單元；所述溫度檢測單元與微控制器連接，用于檢測環(huán)境溫度；所述驅(qū)動單元連接于微控制器與制冷制熱單元之間，用于驅(qū)動制冷制熱單元工作；所述人機交互單元與微控制器連接，用于完成溫度的設(shè)定與顯示。本實用新型能夠精確的控制溫度的變化、能將采集的環(huán)境溫度顯示在用戶界面上、控制方式簡單、可大大地提高控制質(zhì)量和自動化水平、具有良好的經(jīng)濟效益和推廣價值等優(yōu)點。
【IPC分類】G05D23-20
【公開號】CN204462897
【申請?zhí)枴緾N201520188244
【發(fā)明人】顏煒, 張通, 秦偉軒, 廖紅華
【申請人】湖北民族學(xué)院科技學(xué)院
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月31日