Thiết kế và phát triển chương trình máy sưởi
Với sự cải thiện về nguồn cung cấp năng lượng và sự cải thiện liên tục về mức sống của người dân, máy sưởi đã dần dần vào nhà bình thường, mang lại sự ấm áp mạnh mẽ cho người tiêu dùng trong mùa đông. Nhưng hầu hết các máy sưởi không có giao diện tương tác giữa người và máy tính tốt và chức năng điều khiển từ xa. Thiết kế này chủ yếu nghiên cứu phần này, để máy sưởi có thể sử dụng màn hình LCD để hiển thị nhiệt độ làm việc theo thời gian thực và sử dụng điều khiển từ xa hồng ngoại để điều khiển máy sưởi từ xa. Làm cho sản phẩm cạnh tranh hơn trên thị trường và mang lại sự thuận tiện hơn cho mọi người.
1. Thành phần của hệ thống chương trình máy sưởi
Như được hiển thị trong Hình 1, hệ thống bao gồm năm phần: bộ điều khiển chính MCU, bàn phím và màn hình tinh thể lỏng, đầu vào hồng ngoại, phát hiện nhiệt độ và bộ điều khiển đầu ra.
Các mô-đun chính như sau: (1) bàn phím và mô-đun hiển thị tinh thể lỏng. Mô-đun này chịu trách nhiệm khởi động và tắt hệ thống, đồng thời kiểm soát giới hạn trên của nhiệt độ làm việc của máy sưởi, đặt thời gian làm việc của máy sưởi và điều khiển đầu lắc và quạt. Màn hình LCD hiển thị nhiệt độ môi trường của hệ thống, nhiệt độ và thời gian đã đặt, v.v. (2) Mô-đun đầu vào hồng ngoại. Mô-đun này sử dụng đầu nhận tích hợp hồng ngoại để giải mã và phân tích các hướng dẫn thông qua máy vi tính đơn chip. (3) Module phát hiện nhiệt độ. Mô-đun sử dụng nhiệt điện trở để đo điện trở để tính toán nhiệt độ để ngăn hệ thống quá nóng và làm hỏng thiết bị. (4) Mô-đun đầu ra điều khiển. Mô-đun này là rơle tương ứng với điều khiển mức đầu ra cổng I / O tương ứng.
2. Sơ đồ thiết kế lò sưởi điều khiển từ xa
Ma trận điểm của LCD tương đối lớn. Nếu I / O của máy vi tính đơn chip được điều khiển trực tiếp bởi mạng điện trở, nó sẽ làm cho hoạt động I / O của máy vi tính đơn chip rất cồng kềnh. Ở đây chúng tôi chọn chip HT1621 thường được sử dụng. HT1621 là trình điều khiển bộ nhớ LCD và trình điều khiển LCD đa chức năng 128 điểm. Tính năng cấu hình phần mềm của HT1621 giúp nó phù hợp với nhiều ứng dụng LCD, bao gồm các mô-đun LCD và hệ thống con hiển thị.
2.1 Bộ điều khiển hiển thị
Bộ điều khiển hiển thị tinh thể lỏng là thành phần hiển thị của công tắc thông minh tự động đa chức năng, có thể giám sát hoạt động của đường dây cấp điện trong thời gian thực, chính xác và trực tuyến. Khi đường dây bị rò rỉ, quá tải, ngắn mạch, quá điện áp, thiếu điện áp và thiếu pha, công tắc nguồn an toàn thông minh có thể ngay lập tức khởi động chương trình bảo vệ và hiển thị trên bộ điều khiển LCD HT1621. Bộ điều khiển chính và chip HT1621 được kết nối theo các chân thông thường và bộ tạo dao động có thể sử dụng bộ dao động bên trong của HT1621 mà không cần kết nối bên ngoài. LCD được sử dụng để hiển thị nội dung, nó chỉ cần ghi tín hiệu chứ không cần tín hiệu đọc.
2.2 Công nghệ phát hiện nhiệt độ
Máy sưởi thường hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cao hơn và khả năng làm hỏng thiết bị do quá nóng là rất cao, vì vậy hệ thống phải được kiểm tra mọi lúc. Nhiệt độ môi trường và nhiệt độ thiết bị là đầu vào của máy vi tính đơn chip dưới dạng giá trị số thông qua cổng I / O và máy vi tính đơn chip xử lý các giá trị này có ý nghĩa đặc biệt, sau đó gửi hướng dẫn. Nếu máy vi tính đơn chip được sử dụng không có bộ chuyển đổi A / D, thì máy vi tính đơn chip có thể đạt được giá trị điện trở nhiệt được sử dụng để đo nhiệt độ hoạt động của lò sưởi. Nếu hệ thống không yêu cầu độ chính xác chuyển đổi A / D cao và xem xét chi phí, bạn có thể sử dụng mạch RC để đo điện trở trong suốt thời gian sạc của nó. Trong số đó, mạch RC được cung cấp bởi cổng I / O của vi điều khiển. Phương pháp này thường được sử dụng trên một máy vi tính đơn chip có cấu trúc kéo đẩy tại cổng I / O. Đóng công tắc, nguồn điện nạp cho tụ C qua R. Sử dụng cổng I / O của máy vi tính đơn chip để sạc điện trở tiêu chuẩn và điện trở cần đo. Khi điện áp là ngưỡng mức cao của cổng I / O, hãy ghi lại thời gian sạc của chúng và giá trị điện trở có thể đạt được thông qua công thức tính toán tương ứng và thời gian sạc Nó có thể thu được bằng bộ định thời của vi điều khiển.
2,3 MCU
Là đơn vị điều khiển chính của hệ thống, máy vi tính đơn chip điều khiển tất cả đầu vào và đầu ra, đồng thời điều chỉnh chế độ cấp khí của lò sưởi và nhiệt độ của lò sưởi theo thông tin khóa người dùng. AT89S51 đã được chọn trong thiết kế này, đó là một vi điều khiển 8 bit CMOS hiệu suất cao, hiệu suất cao. Ngoài ra, AT89S51 được thiết kế và cấu hình với tần số dao động 0Hz và chế độ tiết kiệm năng lượng có thể được đặt qua phần mềm. Ở chế độ không tải, CPU tạm dừng hoạt động, trong khi bộ đếm thời gian RAM, cổng nối tiếp và hệ thống ngắt ngoài có thể tiếp tục hoạt động. Chế độ tắt nguồn đóng băng bộ tạo dao động và lưu dữ liệu RAM và dừng các chức năng khác của chip cho đến khi ngắt bên ngoài được kích hoạt hoặc thiết lập lại phần cứng.
2.4 Hệ thống điều khiển từ xa hồng ngoại
Hệ thống điều khiển từ xa hồng ngoại phổ quát bao gồm hai phần: truyền và nhận. Chip mạch tích hợp đặc biệt codec / giải mã được sử dụng cho hoạt động điều khiển. Phần truyền bao gồm ma trận bàn phím, điều chế mã và bộ phát hồng ngoại LED, phần nhận bao gồm bộ khuếch đại chuyển đổi quang và điện, giải điều chế và mạch giải mã. Mạch thu có thể sử dụng bộ thu hồng ngoại tích hợp tích hợp thu và khuếch đại hồng ngoại. Nó không cần bất kỳ bộ phận bên ngoài nào để hoàn thành tất cả công việc từ nhận hồng ngoại đến đầu ra tương thích với tín hiệu mức TTL và âm lượng tương đương với bao bì nhựa thông thường. Triode có cùng kích thước, nó phù hợp cho tất cả các loại điều khiển từ xa hồng ngoại và truyền dữ liệu hồng ngoại.
Thứ ba, thiết kế phần cứng của lò sưởi
Mạch tổng thể của hệ thống được chia thành: mạch phát hiện nút, phát hiện hồng ngoại và mạch dữ liệu HT1621 và mạch điều khiển rơle theo chức năng mạch thực tế. Xem sơ đồ mạch nóng hình 2. Đo môi trường và nhiệt độ hoạt động của thiết bị để đảm bảo thiết bị hoạt động trong điều kiện hoạt động bình thường. Trong quá trình này, vi điều khiển được sử dụng để phát hiện, và sau đó bước tương ứng được thực hiện khi điều kiện tương ứng được kích hoạt.
3.1 Mạch phát hiện nút
Mạch phát hiện khóa bao gồm: 6 phím tiếp xúc, vỏ được kết nối được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ của lò sưởi, một để sưởi ấm và một để làm mát, các phím được kết nối là TIME (thời gian hiển thị) và HEAT (làm nóng bằng dây điện), các phím được kết nối với P64 là Tốc độ cung cấp không khí, một trong số đó tăng tốc và một giảm tốc, điện trở của ba điện trở giới hạn dòng điện là 100 ohms, nguồn cấp cao 3V được cung cấp bởi nguồn điện hệ thống. Máy vi tính đơn chip sử dụng 3 cổng I / O để thu thập thông tin nút và mỗi cổng được kết nối với 2 nút. Do vi điều khiển AT89S51 trước tiên đặt cổng I / O làm đầu vào kéo lên bên trong, sau đó có thể phát hiện nút kéo xuống đất, sau đó đặt cổng I / O làm đầu vào kéo xuống bên trong, sau đó có thể phát hiện ra nút kéo vào nguồn điện. Để ngăn không cho hai nút được nhấn cùng lúc, gây đoản mạch, một điện trở nhỏ được nối nối tiếp giữa hai nút và nguồn điện.
3.2 Phát hiện hồng ngoại
Phát hiện hồng ngoại và HT1621 được ghép với cổng MCU. Thành phần mạch bao gồm: RN, điện trở cổng có thể điều chỉnh, giá trị điện trở tối đa là 10k; RF, điện trở cổng phát hiện hồng ngoại, giá trị điện trở là 10k, tụ lọc AC là 1uF; P60 và P61 Đó là cổng I / O ghép kênh cho đầu vào phát hiện hồng ngoại và dòng DATA của HT1621. Để ngăn dữ liệu nhận được bởi hồng ngoại can thiệp vào giao tiếp giữa MCU và HT1621, phần đầu vào hồng ngoại được kết nối nối tiếp với các điện trở RF và RN. RN là điện trở có thể điều chỉnh, vì P60 cũng là cổng đầu vào ngắt ngoài và cần được điều chỉnh thành giá trị điện trở phù hợp. Trong thiết kế này, RN có thể duy trì giá trị điện trở giống như RF.
3.3 Mạch điều khiển đầu ra
Mạch điều khiển đầu ra chủ yếu bao gồm điều khiển công tắc quạt, điều khiển công tắc lắc đầu và điều khiển công tắc sưởi. Mô-đun này là một rơle tương ứng với điều khiển mức tương ứng của đầu ra I / O.