温控器需求分析

温控器需求分析一．温度检测方式（1）热电偶热电偶是工业上广泛使用的温度传感器，它最大的优势就在于温度测量范围极宽，理论上从-270℃的极低温度到2800℃的超高温度都可以测量，并且实际应用中在600℃热电偶输出的热电势信号一般都很小（mV数量级），热电偶的热电特性，一般来讲都是非线性的。欲使显示数与被测温度直接相对应，必须采用线性化措施进行非线性校正。可采用硬件校正法或软件校正法。在带有计算机或微处理器的测量系统中，非线性校正（和冷端补偿）工作，都直接由计算机完成，即所谓“软件校正法”。所谓“硬件校正法”即采用的是非线性校正装置。（2）热敏电阻装配简单、反复性好、测温规模宽、抗震性能好，但敏锐度低,须要参考温场与弥补导线，主要用于工业生产过程中温度的测量。（3）半导体热敏原件AD590线性电流输出：1μA/K，正比于绝对温度；测量温度范围宽：-55～+150℃；精度高：激光校准精度到±5℃（AD590M）；线性好：满量程范围±0.3℃（AD590M）；电压电源范围宽：+4～+30V。AD590只需单电源工作，抗干扰能力强，要求的功率很低。AD590输出电流与绝对温度成正比（1μA/K），它相当于一个温度系数为1μA/K的高阻恒流源。体积小、灵敏度高、精度高的特点，而且制造工艺简单、价格低廉。（4）集成一体化温度传感器DS18B20灵敏度高、响应快、线性度好、体积小、成本不高、使用方便等特点，其应用越来越广泛。保证精度足够，电路简单成本低，但是耗费CPU资源，编程复杂，转换速度慢。二．控制加热方式（1）开关调节开关式控制是将检测的温度信号和设定的温度值通过比较器比较后，驱动一开关器件（一般是继电器）控制加热器的通断。优点是电路简单，缺点是控制精度较低，并且在设定温度附近，频繁启动继电器，影响继电器的使用寿命。继电器控制：继电器是一种电控制器件具有控制系统和被控制系统之间的互动关系通常应用于自动化的控制电路中实际是用少电流去控制大电流运作的一种自动开关具有自动调节安全保护转换电路。通过继电器来控制加热器的通断。如当测量的温度低于设定的温度值时，驱动电路使继电器接通加热器的电源，使温度上升；当温度高于设定的温度时，驱动电路使继电器断开加热器的电源，停止对加热器的加热，温度将下降。 固态继电器控制：用于电路的接通和断开，可以做开关，代替接触器，加热设备的调压 （2）连续调节连续调节通过继电器的连续控制，温度将被控制在设定值附近，实现连续调节。 可调电源调节：使输出电压是可调节的，且调节到一个输出值后，在输入功率和电压波动不是很大的情况下输出是稳压的。可控硅调节：可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成，可以作为开关以快速接通或切断电路.可控硅的特性是触发端一旦触发就一直维持在导通状态，除非失去供电(维持电流)后才截至。最简单的可控硅调节电路是用一个电阻和一个电容构成一个延时触发电路，通过调节电阻的阻值使延迟时间在0(接近0ms)-10ms之间调节。固态继电器调节：通过固态继电器来调节输入系统的加热，周期地开关固定功率的加热元件，从几秒到几分钟。固态继电器的选择：固态继电器需要根据需要加热的东西的功率来选择，换算成安培就可以了，固态继电器一般都是直流控制交流的，也有交流控制交流的，主要看所需哪一种电压比较方便来选择相应的型号，一般型号如果是直流控制交流的就是SSR-25DA，25就是安培，D是代表直流，A代表交流，直流控制电压一般是3-32V的，所以像开关电源变出来的电压基本上都可以用的。三．显示LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。LED的内在特征决定了它具有很多优点：体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、低热量、环保、坚固耐用四．通讯设定方式 通讯设定是指通过通讯传输的方式来进行温度的设定，常见的通讯方式有红外遥控、无线通讯、串口通讯、总线方式、USB方式等。

（1）红外遥控方式

红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um~1.5um。用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件(红外发光管)与红外接收器件(光敏二极管、三极管及光电池)的发光与受光峰值波长一般为0.8um~0.94um，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，能够很好地匹配，可以获得较高的传输效率及较高的可靠性。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，由于红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他设备，也不会影响临近的无线电设备。但红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，因此，在有障碍存在或者传输距离较远时不宜使用。

（2）USB通讯方式

USB通讯方式是一种常用的PC接口，他只有4根线，两根电源两根信号，故信号是串行传输的，usb接口也称为串行口，usb2.0的速度可以达到480Mbps。可以满足各种工业和民用需要.USB接口的输出电压和电流是：+5V500mA实际上有误差，最大不能超过+/-0.2V也就是4.8-5.2V。

USB设备在通信中会被大量应用，主要具有以下优点：

1、可以热插拔。这就让用户在使用外接设备时，不需要重复“关机将并口或串口电缆接上再开机”这样的动作，而是直接在电脑工作时，就可以将USB电缆插上使用。

2、携带方便。USB设备大多以“小、轻、薄”见长，对用户来说，同样20G的硬盘，USB硬盘比IDE硬盘要轻一半的重量，在想要随身携带大量数据时，当然USB硬盘会是首要之选了。

3、标准统一。大家常见的是IDE接口的硬盘，串口的鼠标键盘，并口的打印机扫描仪，可是有了USB之后，这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接，这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。

4、可以连接多个设备。USB在个人电脑上往往具有多个接口，可以同时连接几个设备，如果接上一个有四个端口的USBHUB时，就可以再连上；四个USB设备，以此类推，尽可以连下去，将你家的设备都同时连在一台个人电脑上而不会有任何问题(注：最高可连接至127个设备)。

USB的通讯距离并不远，只能在1m范围内使用，在设计使用中，这常常是限制字使用的原因。

（3）串口通讯方式

串口通讯方式中常见的有使用RS-232、RS-485进行通讯。RS-232C的功能特性定义了25芯标准连接器中的20根信号线，其中2条地线、4条数据线、11条控制线、3条定时信号线，剩下的5根线作备用或未定义。它适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。

RS-232接口标准做为早期的一种标准，在现在的串口通信中出现了很多有不足之处，其缺点主要有：

1接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。

2传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；因此在“南方的老树51CPLD开发板”中，综合程序波特率只能采用19200，也是这个原因。

3接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。

4传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在15米左右。而作为与RS-232相近的串口通信芯片，RS-485采用差分信号负逻辑，+2V～+6V表示“0”，-6V～-2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用，现在多采用的是两线制接线方式。

RS-485串行总线的优点有：

通讯距离较长，一般通信距离为几十米到上千米时采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV五．报警 （1）声报警蜂鸣器：一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。 （2）音乐片音乐芯片与蜂鸣器比较，其播放方式和播放声音大的种类更多，但同样的其外围器件和电路设计比较复杂，控制也麻烦，在声音播放时电路中要加入扬声器是声音播出，使电路功耗增大，且其价格较为昂贵，只在特别的场合使用。 （3）光报警灯光报警主要是使用LED灯做为报警的器件，其只有“亮”和“灭”两种状态，驱动电流较小，对电路的功耗较小，电路结构简单，便于控制，且成本低。六、器件型号1、温度传感器LM35AH •工作电压：直流4～30V； •工作电流：小于133μA •输出电压：+6V～-1.0V •输出阻抗：1mA负载时0.1Ω； •精度：0.5℃精度（在+25℃时）； •漏泄电流：小于60μA； •比例因数：线性+10.0mV/℃； •非线性值：±1/4℃； •校准方式：直接用摄氏温度校准； •封装：密封TO-46晶体管封装或塑料TO-92晶体管封装； •使用温度范围：-55～+150℃额定范围。 引脚介绍：①正电源Vcc；②输出；③输出地/电源地。2、加热方式：松乐T73SRD-5VDC-SL-C继电器触点参数

•触点形式：1a,1b,1c

•额定负载：10A250VAC

•触点接触电阻：<100M欧

•电器寿命：100000

•机械寿命：10000000

线圈参数

•线圈功率：0.36W

•吸合电压：〈75%

•释放电压：〉10%

•环境温度：-40度~+80度

•线圈与触点间耐压：1500VAC/1min

•触点与触点间耐压：1000VAC/1min

•绝缘电阻：〉100M欧

•重量：8g