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数字式温控器

价廉和容易实现的温度控制器

发布日期:2022-10-09 点击率:37

  系统主要目标是保持房间温度在16℃和25℃之间。若温度低于16℃,关闭两个空调机(AC)。在额定的16℃~25℃范围,每4小时交替开关两个空调机,这样不会长时间在任一空调机上有太大的负载。若房间温度升到高于25℃,则两个空调机都开通。


    图1示出系统框图。用于感测温度的传感器是墙上可安装的温度传感器。它提供4~20mA范围的线性电流信号,对应于0~50°温度。I-V转换器把此电流信号转换为相应的电压。此电压信号与比较器的基准电压进行比较以检查16°~25℃范围(见图2)。


    来自比较器的两个信号送到双4到1多路转换器(见图3)。


    当温度低于16℃时,比较器输出都为低态并选择每个MUX的第1个输入线,使两个输出都为低态。随着温度的增加并达到16℃和25℃之间区域时,第1个比较器的输出为低态、第2个比较器输出为高态。这选择每个MUX的第2和第3输入线,而输出与JK触发器输出相同。

  JK触发器输出是每4个小时反转一次,从而交替开和关两个空调机。JK触发器的J和K输入输入端连接+5V电源,所以使它在每个时钟脉冲进行反转。馈入由555定时器(处于自激模式)产生的4小时时钟,使输出每4小时反转1次。555定时器电路示于图4。


    若温度增加超过25℃,则比较器输出都变为高态并选择每个MUX的第4输入线。这使两个输出都变为高态,从而使两个空调机开通。MUX的两个输出也馈入NAND门,使其输出变为低态。此输出信号馈入到计数器的Reset引脚,使计数器开始计数,计数器输入来自555定时器所产生的计时时钟脉冲。计数器输出经差分电路和半波整流器后产生触发SCR(可控硅整流器)的脉冲,然后锁存,启动报警(图5)。


    现在,既使计数器信号变低态,但SCR仍然保持锁存状态,所以报警继续呼叫。只有手动断开给它供电的电源才能使报警关断。另外,若温度在5分钟前低于25℃,则NAND门的输出变高态,因此复位计数器。

  为了确保适当的隔离,MUX的输出逻辑信号光耦合到电源线信号上。然后,根据其状态锁存或开关空调机。

图6 定时图

 

图7 总电路图

    两个空调机和报警信号的定时图示于图6。从图6可见,开始时温度是额定值(16℃<T<25℃),所以两个空调机每4小时交替开和关。然后,在1000小时左右时温度升到高于25℃,两个空调机都开通。这使报警电路的EN也使能。但是,由于温度保持高于25℃的时间小于5分钟,所以报警不断开。现在温度返回到额定值,而两个空调机回到它们通常的工作模式(每4小时交替开关)。然后,在1800小时左左时温度低于16℃,此时两个空调机都关闭。这种状态一直保持到温度重新升到高于16℃时为止。注意,在报警时既使温度已重新回到额定值范围,但报警被锁定,此时需要人为介入来关闭报警。整个电路图示于图7 。

  

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