淺述車間自動降溫系統的設計

孔祥恒

摘 要 本設計是基于單片機技術，利用溫度傳感器測量外界溫度來控制風扇的自動開啟停止，并通過液晶顯示屏進行實時溫度顯示。本文給出了硬件設計電路，根據模擬結果，達到了裝配車間自動降溫效果，滿足了預期要求。

關鍵詞 單片機;溫度傳感器;液晶顯示屏

概述

本人在企業調研期間，裝配車間用于降溫的風扇位于每個工位間隔處支柱上。這些風扇降溫覆蓋范圍為工作區域，可以降低工作區域周圍的溫度。員工在工作期間開啟風扇需手動打開配電柜電源總開關，仍需打開所在工作區域的風扇，氣溫下降后關閉該區域運作的風扇，每天需重復多次的啟動和關停風扇，為減少員工勞動強度，因此設計了此款風扇自動啟停的系統，以達到自動降溫的效果。

1降溫系統的設計

1.1 系統方案設計

本系統的設計是以STC89C52RC單片機為控制核心，使用DS18B20溫度傳感器來檢測車間的氣溫，溫度過高時，將檢測到的溫度信號傳輸給單片機，經單片機處理后，控制繼電器得電，繼電器得電后風扇自動運轉，實現降溫的效果。溫度低于預設溫度時，繼電器斷電，風扇停止運轉[1]。

整個降溫系統主要包括主控制模塊、外圍電路模塊、顯示模塊、溫度采集模塊等。原理框圖如圖1所示。

1.2 硬件選型

（1）溫度傳感器的選擇。DS18B20單線數字溫度傳感器是DALLAS半導體公司開發的適配微處理器的智能溫度傳感器。它可直接把溫度轉換的結果存儲到自身的暫存器里，只要提取暫存器內容即可得到精確的溫度。溫度測量范圍在-55℃+125℃，能夠滿足我們所需要測量溫度的范圍。總體的性價比較高。

（2）單片機選擇。本次設計選用STC89C52RC單片機， STC89C52RC是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。中心控制模塊采用STC89C52RC單片機已完全滿足設計需要，實現整個系統控制。

1.3 降溫電路設計

選擇使用STC89C52RC單片機來進行對此電路的控制，采用分時的方法傳送地址或數據的復用引腳。用STC89C52RC單片機的P3.7口線經上拉后接至DS18B20的引腳2數據端，引腳1接電源地端，引腳3接+5V電源端。單片機與繼電器之間需要用三極管驅動繼電器，反向二極消除吸合時產生的反向電動勢，與單片機P3.3口相接。主要控制系統圖如圖2所示。

（1）LCD1602液晶顯示屏。設計采用LCD1602液晶顯示屏顯示，其顯示容量為兩行十六字符，電壓范圍4.5-5.5V，電流為2.0mA。LCD1602有16個引腳，1、2引腳分別為電源地和電源正，3引腳為液晶顯示對比度調整端，接電源正時對比度最低，接電源負時對比度最高，4引腳RS為寄存器選擇，5腳RW為讀寫信號線，6號E端為使能端，高電平時讀取信息，負跳變時執行指令：7-14腳DO-D7為8位雙向數據端[2]。

（2）電源接口電路。本次設計的電源采用的是USB轉5VDC電源線，特點使用方便、反應靈活，經濟適用。電源的開關采用了六角自鎖開關，一側用來開關電源。另一側連接發光二極管和限流電阻，用于指示電源開關狀態。

1.4 程序設計

溫度傳感器設置于風扇下端，可實時檢測周邊空氣溫度，并將收集到的溫度數據發送給單片機，單片機通過與預設溫度值進行對比，檢測溫度高于預設值，單片機控制電源模塊給風扇供電。當溫度傳感器檢測到溫度低于預設溫度時，則單片機停止控制電源模塊給風扇供電，停止運轉[3]。

2結束語

經過實物的調試過后，已經可以實現其功能，也應用到了車間當中，大大地改善了人員去開關風扇的次數，整體效果比較成功，但還存在一些不足之處得需要進一步的完善。

參考文獻

[1] 賈斌.芻議單片機的溫度控制系統的實踐與實現[J].河北農機，2019（10）：25-26.

[2] 王耀琦.單片機原理與應用[M].北京：科學出版社，2018：55-56.

[3] 周杏鵬.傳感器與檢測技術[M].北京：清華大學出版社，2010：61.