中央空調(diào)房間溫度模糊控制器的設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　單片機(jī)選擇ST62T01C單片機(jī),主要特點(diǎn)如下:電源電壓范圍為3.0～6.0V;最大時(shí)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(gè)帶7位予分頻的8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器;電源監(jiān)控及看門狗;4個(gè)可提供20mA吸入電流的I/O,可直接驅(qū)動(dòng)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(shí),TMP37與ST6201C的A/D轉(zhuǎn)換器直接連接,可以獲得0.8℃的測(cè)溫分辨率。

　　用8MHz振蕩器時(shí)單片機(jī)電路的電流消耗小于5mA,可以用一個(gè)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(jì)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(jī)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(shí)現(xiàn),不用過多考慮編程的問題。

2.2 直流電機(jī)控制電路

　　對(duì)于直流電機(jī),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(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件控制直流電機(jī)。這樣就避免了使用速度傳感器，并且電機(jī)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(cè)電路和電機(jī)控制電路。過零檢測(cè)電路用以確定每一個(gè)交流電半波的起始點(diǎn)。經(jīng)過確定的延時(shí)后,電器控制電路輸出脈沖觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通,給電機(jī)供電,這樣延時(shí)時(shí)間t就和輸出功率P建立了確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如圖6(b)所示(Td為導(dǎo)通時(shí)間)。由于延時(shí)時(shí)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(gè)數(shù)據(jù)表將輸出功率和延時(shí)時(shí)間的關(guān)系線性化。對(duì)于空調(diào)風(fēng)機(jī)控制,數(shù)據(jù)表采用64個(gè)點(diǎn)即可。

為了克服電力網(wǎng)供電帶有尖峰干擾會(huì)干擾晶閘管導(dǎo)通,應(yīng)采用合適的濾波措施。對(duì)于檢測(cè)過零點(diǎn),可以通過內(nèi)部時(shí)鐘設(shè)置一個(gè)時(shí)間窗,對(duì)于50Hz的交流電,時(shí)間窗可以設(shè)置在8～12ms之間,別的時(shí)間則不予檢測(cè)。

　　和單獨(dú)的空調(diào)相比，中央空調(diào)具有制冷制熱效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、清潔環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代化建筑中將越來越廣泛地使用。研究新的控制機(jī)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(jì)方案,如果用該方案對(duì)整個(gè)中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行整體控制,則可以期待獲得更好的效果。