中央空調(diào)房間溫度模糊控制器的設(shè)計

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

2.1 單片機系統(tǒng)設(shè)計

　　單片機選擇ST62T01C單片機,主要特點如下:電源電壓范圍為3.0～6.0V;最大時鐘頻率為8MHz;工作溫度范圍為-40～+125℃;2K字節(jié)EPROM,64字節(jié)RAM;4路模擬輸入的8位A/D轉(zhuǎn)換器;1個帶7位予分頻的8位定時/計數(shù)器;電源監(jiān)控及看門狗;4個可提供20mA吸入電流的I/O,可直接驅(qū)動晶閘管;低功耗。

　　溫度傳感器為TMP37,輸出比例系數(shù)為20mV/℃。系統(tǒng)采用3.6V電源時,TMP37與ST6201C的A/D轉(zhuǎn)換器直接連接,可以獲得0.8℃的測溫分辨率。

　　用8MHz振蕩器時單片機電路的電流消耗小于5mA,可以用一個簡單的RCD電路接到電力網(wǎng)。為了避免電磁干擾,PCB板的設(shè)計需要合理安放退耦電容和濾波電容的位置。

　　在ST62系列單片機的開發(fā)工具中,包含fuzzyTECHST62 Explorer編輯器,采用WINDOWS圖形化的開發(fā)界面,產(chǎn)生優(yōu)化的ST62匯編代碼。用戶可以只關(guān)心模糊控制邏輯的實現(xiàn),不用過多考慮編程的問題。

2.2 直流電機控制電路

　　對于直流電機,轉(zhuǎn)速差不多與供電電壓成比例。利用這一原理,可以使用MCU產(chǎn)生的脈沖寬度調(diào)制信號驅(qū)動開關(guān)元件控制直流電機。這樣就避免了使用速度傳感器，并且電機有著更高的效率。

　　圖5為控制電路原理圖。主要包括過零檢測電路和電機控制電路。過零檢測電路用以確定每一個交流電半波的起始點。經(jīng)過確定的延時后,電器控制電路輸出脈沖觸發(fā)晶閘管導通,給電機供電,這樣延時時間t就和輸出功率P建立了確定的對應(yīng)關(guān)系,如圖6(b)所示(Td為導通時間)。由于延時時間和輸出功率是非線性的關(guān)系,所以通過在MCU中建立一個數(shù)據(jù)表將輸出功率和延時時間的關(guān)系線性化。對于空調(diào)風機控制,數(shù)據(jù)表采用64個點即可。

為了克服電力網(wǎng)供電帶有尖峰干擾會干擾晶閘管導通,應(yīng)采用合適的濾波措施。對于檢測過零點,可以通過內(nèi)部時鐘設(shè)置一個時間窗,對于50Hz的交流電,時間窗可以設(shè)置在8～12ms之間,別的時間則不予檢測。

　　和單獨的空調(diào)相比，中央空調(diào)具有制冷制熱效率高、運行費用低、清潔環(huán)境等優(yōu)點,在現(xiàn)代化建筑中將越來越廣泛地使用。研究新的控制機構(gòu)和控制方法,使系統(tǒng)更節(jié)能、人們感覺更舒適是工程技術(shù)人員面臨的新課題。本文提出了中央空調(diào)房間溫度控制器的設(shè)計方案,如果用該方案對整個中央空調(diào)系統(tǒng)進行整體控制,則可以期待獲得更好的效果。