專利名稱：智能溫控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度控制器，特別是涉及一種適用于家庭或工業(yè)建筑的電熱纜地板采暖系統(tǒng)中多通道進(jìn)行自動(dòng)控制的智能溫控器。
背景技術(shù)：
常見的智能溫度控制器產(chǎn)品中，其智能溫度控制電路多數(shù)是單一監(jiān)控通道的工作方式，而且大多采用熱敏電阻器、雙金屬片或氣囊等作為溫度敏感元件，雖有少數(shù)溫度控制器使用了較好的半導(dǎo)體溫度傳感器，但這些智能溫度控制基本都存在控制范圍窄、監(jiān)控通道少、穩(wěn)定性和可靠性差、不安全、功耗大和體積大等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的是采取多通道自動(dòng)監(jiān)控方式，經(jīng)作為主控單元的微處理器智能控制供電給電熱纜的繼電器觸點(diǎn)接通或斷開，使采暖系統(tǒng)準(zhǔn)時(shí)、自動(dòng)和準(zhǔn)確地達(dá)到所需要的室內(nèi)溫度，控制采暖系統(tǒng)準(zhǔn)時(shí)處于節(jié)能的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，防止室內(nèi)地板溫度過高和防止供暖系統(tǒng)過熱供暖現(xiàn)象。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是一種智能溫控器，它包括設(shè)有微動(dòng)開關(guān)的殼體及安裝在殼體內(nèi)且設(shè)有分別與電源器連接的室內(nèi)溫度敏感元件、室內(nèi)溫度運(yùn)算放大器、地板溫度傳感器、地板溫度運(yùn)算放大器、系統(tǒng)溫度傳感器及系統(tǒng)溫度運(yùn)算放大器的控制電路，其特征在于所述的室內(nèi)溫度運(yùn)算放大器、地板溫度運(yùn)算放大器和系統(tǒng)溫度運(yùn)算放大器分別連接室內(nèi)溫度敏感元件、地板溫度傳感器及系統(tǒng)溫度傳感器；所述的控制電路還包括微處理器，微處理器的輸入端分別連接三個(gè)運(yùn)算放大器的輸出端；所述的控制電路還包括驅(qū)動(dòng)器和受控繼電器電路，微處理器的一個(gè)輸出端與受控繼電器電路連接，微處理器的另一組輸出端接驅(qū)動(dòng)器輸入端，驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接液晶屏；液晶屏安裝在殼體上。
本智能溫控器還適用于其它電制冷或電制熱系統(tǒng)、設(shè)備或電器，并且可以確保上述系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生過冷或過熱運(yùn)行。因此本實(shí)用新型具有控溫精度高、可控范圍大、監(jiān)控通道多、安全防護(hù)功能全、性能可靠、體積小、功耗低、使用簡(jiǎn)便和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型電路方框圖并作為摘要附圖。
圖2是本實(shí)用新型電原理圖。
其中1.室內(nèi)溫度敏感元件(IC1)，2.室內(nèi)溫度運(yùn)算放大器，3.微處理器，4.驅(qū)動(dòng)器，5.液晶屏，6.受控繼電器電路，7.地板溫度傳感器(FS)，8.地板溫度運(yùn)算放大器，9.系統(tǒng)溫度傳感器(IC3)，10系統(tǒng)溫度運(yùn)算放大器，11.電源器，12.受控電熱纜，13.殼體。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、2，室內(nèi)溫度敏感元件1是精密線性攝氏分度的，具有正溫度系數(shù)(10mv/℃)模擬電壓輸出的最新固態(tài)電路。它會(huì)監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度而輸出相應(yīng)電壓，經(jīng)過由集成電路U2B與電阻R22至R24組成的運(yùn)算放大器放大之后輸出至微處理器3的第20腳。微動(dòng)開關(guān)K1至K3可以設(shè)定該智能溫控器，控制整個(gè)采暖系統(tǒng)運(yùn)行，以達(dá)到所需要的室內(nèi)溫度，并由液晶屏5顯示出該控制溫度值。若預(yù)置的溫度高于當(dāng)前室溫時(shí)，由于微處理器3的第5腳輸出為高電平；則由晶體管T1和電阻R11、R12及二極管D12和繼電器J組成的受控繼電器電路會(huì)使晶體管T1導(dǎo)通，則繼電器J吸合使對(duì)外供電的觸點(diǎn)接通。從而對(duì)受控電熱纜12通電加熱；此時(shí)液晶屏上會(huì)出現(xiàn)加熱符號(hào)，指示該采暖系統(tǒng)正在加熱。微處理器3的第5腳通過電阻R11、R12分壓接至晶體管T1的基極T1的發(fā)射極接地，T1的集電極接繼電器J。此后隨著室溫的升高，室內(nèi)溫度敏感元件1的輸出電位也隨著升高，當(dāng)室溫達(dá)到預(yù)置的溫度時(shí)，微處理器3的第5腳輸出端為低電平則受控繼電器電路中的晶體管T1截至，繼電器J斷開，從而切斷了溫控器對(duì)電熱纜的供電；此時(shí)液晶屏上的加熱符號(hào)也隨即消失，指示整個(gè)采暖系統(tǒng)停止加熱。
地板溫度傳感器7是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻的探頭(采用密封防水連接)。經(jīng)過由集成電路U2A與電阻R17至R20構(gòu)成運(yùn)算放大器，將采集的反映溫度變化的電壓信號(hào)放大后輸出至微處理器3的第19腳。地板溫度傳感器7安裝在地板下面的受控電熱纜12的附近位置，可以遠(yuǎn)端監(jiān)測(cè)地板溫度的變化。
若由于誤預(yù)置造成室溫過高或控制電路發(fā)生故障造成地板溫度傳感器7隨著地板溫度異常升高其阻值變低，因而地板溫度運(yùn)算放大器8的集成電路U2A反向輸入端的直流電位也會(huì)異常升高。當(dāng)實(shí)際地板溫度高達(dá)預(yù)先設(shè)置的最高地板限定溫度值時(shí)，微處理器3的第5腳輸出會(huì)立即轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?；進(jìn)而使晶體管T1截至，使繼電器J對(duì)外供電觸點(diǎn)斷開，切斷了受控電熱纜的加熱電源。此時(shí)液晶屏的加熱符號(hào)也隨即消失，指示整個(gè)采暖系統(tǒng)已停止加熱。
系統(tǒng)溫度傳感器9是精密線性攝氏分度的，具有正溫度系數(shù)(10mv/℃)模擬電壓輸出的最新固態(tài)電路，它采集的反映溫度變化信號(hào)電壓經(jīng)過由集成電路U2C與電阻R25至R28組成的運(yùn)算放大器放大后輸出至微處理器3的第21腳。在正常進(jìn)行的采暖系統(tǒng)中，室內(nèi)溫度實(shí)際遠(yuǎn)低于已預(yù)置的系統(tǒng)過熱溫度門限值。但是如果該采暖系統(tǒng)發(fā)生了故障，可能會(huì)發(fā)生過熱供暖現(xiàn)象，此時(shí)微處理器3的輸出會(huì)立即由高電平轉(zhuǎn)為低電平，使對(duì)電熱纜供電的繼電器J觸點(diǎn)斷開，從而防止了采暖系統(tǒng)過熱運(yùn)行。
作為主控單元的微處理器3采用節(jié)能的新型單片機(jī)(PIC16F877A)。其工作主頻率為4MHZ，故外接石英晶體CR1(4MHZ)與電阻R6、電容C6和C7接至微處理器3的第30和31腳。其時(shí)鐘頻率為32.768KHZ，同樣外接晶體CR2(32.768KHZ)與電容C8和C9接至微處理器3的第32和第33腳。微處理器3的第14至16腳分別接至微動(dòng)開關(guān)K1至K3。微處理器3的第38至41腳輸出的控制信號(hào)，分別接至驅(qū)動(dòng)器4的第9、11、12和17腳；而驅(qū)動(dòng)器4的第1至8腳、第21至24腳和第39至48腳的輸出分別接至液晶屏5的第1至22腳，使智能溫控器各種工作參數(shù)由液晶屏5顯示出來。
圖中電阻R3和電容C4組成微處理器3的開機(jī)自動(dòng)復(fù)位電路。圖中固態(tài)橋堆BR1與相關(guān)電路元件構(gòu)成本智能溫控器的無(wú)變壓器的低壓直流穩(wěn)壓電源。三端穩(wěn)壓器IC2與相關(guān)電路元件構(gòu)成了本智能溫控器的+5V工作電源的二次穩(wěn)壓電路。
圖中的U2A、U2B及U2C均是型號(hào)為L(zhǎng)M324集成電路。
權(quán)利要求1.一種智能溫控器，它包括設(shè)有微動(dòng)開關(guān)的殼體(13)及安裝在殼體(13)內(nèi)且設(shè)有分別與電源器(11)連接的室內(nèi)溫度敏感元件(1)、室內(nèi)溫度運(yùn)算放大器(2)、地板溫度傳感器(7)、地板溫度運(yùn)算放大器(8)、系統(tǒng)溫度傳感器(9)及系統(tǒng)溫度運(yùn)算放大器(10)的控制電路，其特征在于所述的室內(nèi)溫度運(yùn)算放大器(2)、地板溫度運(yùn)算放大器(8)和系統(tǒng)溫度運(yùn)算放大器(10)分別連接室內(nèi)溫度敏感元件(1)、地板溫度傳感器(7)及系統(tǒng)溫度傳感器(9)；所述的控制電路還包括微處理器(3)，微處理器(3)的輸入端分別連接三個(gè)運(yùn)算放大器(2)、(8)、(10)的輸出端；所述的控制電路還包括驅(qū)動(dòng)器(4)和受控繼電器電路(6)，微處理器(3)的一個(gè)輸出端與受控繼電器電路(6)連接，微處理器(3)的另一組輸出端接驅(qū)動(dòng)器(4)輸入端，驅(qū)動(dòng)器(4)的輸出端連接液晶屏(5)；液晶屏(5)安裝在殼體(13)上。
2.如權(quán)利要求1所述的智能溫控器，其特征在于所述的室內(nèi)溫度運(yùn)算放大器(2)經(jīng)過由集成電路(U2B)、與電阻(R22)至(R24)放大后，輸出至微處理器(3)的第20腳；所述的地板溫度放大器(8)經(jīng)過由集成電路(U2A)、電阻(R17)至(R20)放大后，輸出至微處理器(3)的第19腳；所述的系統(tǒng)溫度運(yùn)算放大器(10)經(jīng)過由集成電路(U2C)和電阻(R25)至(R28)放大后，輸出至微處理器(3)的第21腳。
3.如權(quán)利要求1所述的智能溫控器，其特征在于所述的受控繼電器電路(6)包括晶體管(T1)和電阻(R11)、(R12)及二極管(D12)和繼電器(J)，由所述的微處理器(3)的第5腳通過電阻(R11)、(R12)分壓，接至晶體管(T1)的基極，(T1)的發(fā)射極接地，(T1)的集電極接繼電器(J)。
4.如權(quán)利要求1所述的智能溫控器，其特征在于所述的微處理器(3)的第38至41腳輸出的控制信號(hào)，分別接至驅(qū)動(dòng)器(4)的第9、11、12和17腳；而驅(qū)動(dòng)器(4)的第1至8腳、第21至24腳和第39至48腳的輸出分別接至液晶屏(5)的第1至22腳。
5.如權(quán)利要求1所述的智能溫控器，其特征在于所述的微處理器(3)外接石英晶體(CR1)和(CR2)；晶體(CR1)與電阻(R6)、電容(C6)和(C7)接至微處理器(3)的第30和31腳；晶體(CR2)與電容(C8)和(C9)接至微處理器(3)的第32和第33腳。
6.如權(quán)利要求1所述的智能溫控器，其特征在于所述的微處理器(3)的第14至16腳分別接至微動(dòng)開關(guān)(K1)至(K3)。
7.如權(quán)利要求1所述的智能溫控器，其特征在于所述的微處理器(3)采用的是型號(hào)為PIC16F877A的單片機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種溫度控制器，特別是涉及一種適用于家庭或工業(yè)建筑的電熱纜地板采暖系統(tǒng)中，多通道進(jìn)行自動(dòng)控制的智能溫控器。它包括設(shè)有微動(dòng)開關(guān)的殼體及安裝在殼體內(nèi)的控制電路?？刂齐娐钒ㄅc電源器連接的三個(gè)運(yùn)算放大器，三個(gè)運(yùn)算放大器的輸入端分別連接室內(nèi)溫度敏感元件、地板溫度傳感器及系統(tǒng)溫度傳感器；控制電路還包括微處理器，微處理器的一個(gè)輸出端與受控繼電器電路連接，微處理器的另一組輸出端接驅(qū)動(dòng)器輸入端，驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接液晶屏。本實(shí)用新型還適用于其它電制冷或電制熱系統(tǒng)、設(shè)備或電器進(jìn)行溫度控制，并且確保上述系統(tǒng)不會(huì)發(fā)生過熱或過冷運(yùn)行。因此本實(shí)用新型具有控溫精度高、可控范圍大、監(jiān)控通道多、安全防護(hù)功能全、性能可靠、體積小、功耗低、使用方便和應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05D23/19GK2777614SQ200520017509
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月21日
發(fā)明者韓慶起, 劉衛(wèi), 翟書田, 牛燕寧 申請(qǐng)人:狄諾合眾(北京)電子設(shè)備有限公司