专利名称：一种使用数字湿度传感器的除湿机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种除湿机，特别是涉及一种使用数字式湿度传感器的除湿机。
背景技术：
一般来讲，除湿机是一种能够将室内潮湿的空气吸入其箱体内部，并通过由内部流有冷媒的冷凝器和蒸发器构成的热交换器降低湿度后而重新向室内排出，从而降低室内空气湿度的装置。图1为已有技术的除湿机结构分解立体图。如图1所示，这种已有技术的除湿机主要包括构成底面外部结构的底盘51 ；构成顶面和两个侧面外部结构，且背面上形成有进气口 52的箱体M ；构成前面外部结构，且前端面下部形成有排气口 70，而上部安装有操作部56a及显示部56b的前面板58 ；安装在箱体M的进气口 52上，用于滤除吸入的空气中夹杂的杂质的空气过滤器53 ；设置在箱体M的内部前端，由电机75和送风扇12 构成，用于强制循环室内空气的送风机74 ；设置在箱体M的内部后端，由蒸发器62和冷凝器63构成，用于与室内空气进行热交换的热交换器60 ；设置在底盘51的前部，用于对在蒸发器62和冷凝器63中进行循环的冷媒进行压缩的压缩机66 ；设置在送风机74和热交换器60之间，用于引导空气流动的孔板68 ；能够结合在孔板68上，用于支撑送风机74的电机支架72 ；设置在热交换器60的下方，用于收集从热交换器60表面滴落的冷凝水，并且一侧形成有能够排出冷凝水的排水孔92的冷凝水盘90 ；位于冷凝水盘90的下侧，且与冷凝水盘90 —体形成，用于隔开压缩机66和水槽80设置空间的挡板91 ；和位于冷凝水盘90的下方，顶部设有与排水孔92相连通的进水孔17a，用于收集来自冷凝水盘90的冷凝水的水槽 80。当除湿机接通电源时，电机75开始旋转，同时带动送风扇12 —同进行转动。在送风扇 12产生的吸入力作用下，室内空气将通过箱体M背面进气口 52上的空气过滤器53进入到箱体M的内部；与此同时，压缩机66也将开始压缩冷媒，并将压缩后的高温高压冷媒通过冷媒管提供给蒸发器62和冷凝器63的内部而进行循环。当该冷媒流经蒸发器62和冷凝器63时将与上述吸入的室内空气进行热交换，从而使空气中的水分凝结在蒸发器62的表面而形成冷凝水。经过除湿并经冷凝器63加热的空气将在送风扇12的作用下依次经过孔板68和送风机74，最后从前面板58上的排气口 70排回到室内空间。而凝结在蒸发器62 表面的冷凝水则向下滴落在冷凝水盘90上，然后经排水孔92及进水孔17a而流入水槽80 的内部。为了准确地控制室内空气的湿度，这种除湿器的内部还安装有图1中未示出的主控制器。主控制器的作用是根据室内空气的湿度来控制压缩机66、热交换器60的运行，从而达到根据用户设置的湿度信息来控制室内空气湿度的目的。图2为图1示出的已有技术除湿机中主控制器结构框图。如图2所示，所述的主控制器包括用于指挥整个主控制器的运行、处理及储存各种信息的微控制器1 ；用于显示除湿机工作状态和用户设置信息的显示器2 ；用于控制压缩机66以及热交换器60运行的输出电路3 ；用于读取用户通过操作部56a设置的信息及除湿器工作状态信息的输入接口 4 ；用于为整个主控制器提供工作电源的电源电路5 ；用于将模拟电压变量转换成数字变量的A/D转换器6 ；用于驱动湿度传感器8工作，并将湿度传感器8输出的电阻变量转换成电压变量的检测电路7 ；和用于检测湿度信息并将湿度变量转换成电阻值变量的湿度传感器 8。其中微控制器1是整个主控制器的核心，其能读取输入接口 4送来的用户设置信息，执行并保存用户的指令；同时通过A/D转换器6和检测电路7读取湿度传感器8检测的湿度信息以及通过输入接口 4读取除湿器的工作状态信息，再根据用户设置的湿度信息通过输出电路3控制压缩机66及热交换器60的运行，并将运行状况发送给显示器2，通过显示器 2显示给用户。显示器2用于信息的显示，设置于前面板58上，是显示部56b的一部分，其输入端微与控制器1直接相连。输出电路3为输出驱动电路，其输入端与微控制器1相连， 用于接收控制指令，输出端与压缩机66及热交换器60相连，用于执行微控制器1送来的操作命令，并控制压缩机66及热交换器60的运行。输入接口 4为开关量接口电路，其输出端与微控制器1相连接，用于将操作部56a上的各设置开关以及除湿器各状态开关的信息输入到微控制器1中进行处理。电源电路5为主控制器的工作电源，其与主控制器上其它部件相连，为整个系统提供电源。A/D转换器6为模数转换电路，其输入端与检测电路7相连， 输出端与微控制器1相接，用于将检测电路7送来的电压信号转换成数字信号，然后传送给微控制器1以便进行进一步处理。检测电路7为湿度传感器接口电路，其输入端与湿度传感器8相连，输出端与A/D转换器6相接，用于将湿度传感器8输出的电阻值转换成适于A/ D转换器6工作的电压值，以便进行模数转换。湿度传感器8为电阻性湿度传感器，其输出端与检测电路7相连，用于检测室内空气的湿度值，当空气的湿度发生变化时，湿度传感器 8自身的电阻值随之发生变化，从而导致检测电路7输出电压的变化。这种已有技术的除湿机进行除湿操作时上述主控制器的工作过程如下当接通电源后，微控制器1通过检测电路7及湿度传感器8读取室内空气的当前湿度值，并通过输入接口 4读取操作部56a的用户设置状态以及存储在微控制器1中的有关设置信息，以确定湿度设定值，同时微控制器1还通过输入接口 4读取除湿器中各状态开关的状态，微控制器 1根据这些信息计算出相应的操作指令，并通过输出电路3控制压缩机66及热交换器60 的工作，同时将上述信息在显示器12进行显示。当湿度设定值小于当前室内空气的湿度值时，开启压缩机66及热交换器60而进行除湿操作，而当湿度设定值大于当前室内空气的湿度值时，关闭压缩机66及热交换器60，从而停止除湿操作，由此可将室内空气中的湿度控制在用户设置的范围内。如上所述，实现湿度控制的第一步是需要取得当前室内空气的湿度值，而读取当前室内空气的湿度值则需要由湿度传感器8来完成，因此湿度传感器8的优劣将直接影响整个主控制器控制效果的好坏。如上所述，这种已有技术的除湿机中使用的湿度传感器8 为电阻性湿度传感器，其工作原理是将环境湿度转变成电阻值，当环境湿度转变时电阻性湿度传感器的自身电阻也随之发生变化。由于这种湿度传感器本身的误差就高达5 %，而且在外界温度发生变化的时候，电阻误差还会增大很多，因此将会造成湿度检测值不准确， 继而导致除湿机主控制器输入的湿度值也不准确，结果造成整个除湿机工作状态不合理， 这样不仅会导致除湿机的除湿效果下降，同时还会造成能源的浪费。另一方面，这种已有技术的除湿机主控制器中湿度检测部分是由A/D转换器6、检测电路7和湿度传感器8三部分组成，其作用是完成将空气中的湿度信息值转换成数字值然后传送给微控制器1。从电路结构上看，这部分电路的组成过于复杂，并且使用的元器件数量较多。由于过多的元器件会在PCB板上占用较大的面积，从而导致成本增加，并且也会给生产和维护增加难度。同时复杂的电路还会增加电路的噪音和功耗，从而影响整个电路的稳定性和抗干扰性能。此外， 由于元器件的性能和参数自身存在着离散性，过多的元器件还会使整个检测电路的精度下降，从而对整个主控制器电路产生不利的影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种测量精度高、成本低的使用数字湿度传感器的除湿机。为了达到上述目的，本发明提供的使用数字式湿度传感器的除湿机主要包括底盘、箱体、前面板、空气过滤器、送风机、热交换器、压缩机、孔板、电机支架、冷凝水盘、挡板、 水槽和主控制器；所述的主控制器包括微控制器、显示器、输出电路、输入接口、电源电路和数字式湿度传感器；其中微控制器用于指挥整个主控制器的运行、处理及储存各种信息； 显示器的输入端与微控制器直接相连，用于显示除湿机工作状态和用户设置信息；输出电路的输入端与微控制器直接相连，输出端与压缩机及热交换器相接，根据微控制器的指令控制压缩机以及热交换器的运行；输入接口的输出端与微控制器相连接，用于读取用户通过操作部设置的信息及除湿器的工作状态信息；电源电路与主控制器中其它部件相连，为整个主控制器提供工作电源；数字式湿度传感器的输出端直接与微控制器相连接，用于检测湿度信息并将湿度变量直接转换成数字变量输出。所述的数字式湿度传感器与微控制器的连接采用串行总线方式，其中数字式湿度传感器上有4个端口，端口 1为VDD，电源供电端子，直接与微控制器上的电源VDD相连；端口 2为DATA，数据传输读取双向端子，与微控制器上的双向串行数据线DATA相连；端口为 CK,状态检测端子，与微控制器上的状态检测输入端SCK相连；端口 4为GND，芯片接地信号，直接与系统地线连接。所述的数字式湿度传感器上VDD与GND还连接有一个0. 01 μ F的电容器。本发明提供的使用数字式湿度传感器的除湿机是采用数字式湿度传感器来检测室内空气的湿度，因此能够避免出现已有技术的除湿机中因使用电阻性湿度传感器而导致的精度低和稳定性差等问题，从而可以保证整个除湿机工作在一个合理的工作状态，这样不仅能够提高除湿效果，而且还可以提高能源利用率和能效等级。另外，由于仅用一块专用 IC芯片就能直接完成从湿度到数字量的转换，这样一方面能够简化电路的复杂性，而且可使感应湿度的准确度提高3-5%，另一方面由于元器件的减少还可以减少生产和维护方面的难度，同时使电路在噪音、功耗以及抗干扰等方面得到改善。特别是由于去掉了模拟电路部分，因此能够使电路精度和可靠性大幅度提高。
图1为已有技术的除湿机结构分解立体图。图2为图1示出的已有技术除湿机中主控制器结构框图。图3为本发明提供的使用数字式湿度传感器的除湿机中主控制器结构框图。图4为本发明提供的使用数字式湿度传感器的除湿机中主控制器部分结构电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明提供的使用数字式湿度传感器的除湿机进行详细说明。与已有技术相同的部件采用相同的附图标号，对省略对其进行的说明。如图3、图1所示，本发明提供的使用数字式湿度传感器的除湿机主要包括底盘 51、箱体M、前面板58、空气过滤器53、送风机74、热交换器60、压缩机66、孔板68、电机支架72、冷凝水盘90、挡板91、水槽80和主控制器；所述的主控制器包括用于指挥整个主控制器的运行、处理及储存各种信息的微控制器11 ；用于显示除湿机工作状态和用户设置信息的显示器12 ；根据微控制器11的指令控制压缩机66以及热交换器60运行的输出电路 13 ；用于读取用户通过操作部设置的信息及除湿器工作状态信息的输入接口 14 ；用于为整个主控制器提供工作电源的电源电路15 ；和用于检测湿度信息并将湿度变量直接转换成数字变量输出的数字式湿度传感器16。其中微控制器11是整个主控制器的核心，其能读取输入接口 14送来的用户设置信息，执行并保存用户的指令，同时读取数字式湿度传感器16检测的湿度信息以及通过输入接口 14读取除湿器工作状态信息，再根据用户设置的湿度信息通过输出电路13控制压缩机66及热交换器60的运行，并将运行状况发送给显示器12，通过显示器12显示给用户。 显示器12用于信息的显示，设置于前面板58上，是显示部56b的一部分，其输入端与微控制器11直接相连。输出电路13为输出驱动电路，其输入端与微控制器11相连，用于接收控制指令，输出端与压缩机66及热交换器60相接，用于执行微控制器11送来的操作命令， 并控制压缩机66及热交换器60的运行。输入接口 14为开关量接口电路，其输出端与微控制器11相连接，用于将操作部56a上的各设置开关以及除湿器各状态开关的信息输入到微控制器11中进行处理。电源电路15为主控制器的工作电源，其与主控制器中其它部件相连，为整个系统提供电源。数字式湿度传感器16的输出端直接与微控制器11相连接，用于检测室内空气的湿度值，并将其转换成数字量输出。如图4所示，所述的数字式湿度传感器16与微控制器11的连接采用串行总线方式。所述的数字式湿度传感器16上有4个端口(Pin)，Pin 1为VDD，电源供电端子；Pin 2 为DATA，数据传输读取双向端子；Pin 3为CK，状态检测端子；Pin 4为GND，芯片接地信号。 其中Pin 1直接与微控制器11上的电源VDD相连；Pin 2与微控制器11上的双向串行数据线DATA相连；Pin 3与微控制器11上的状态检测输入端SCK相连；Pin 4直接与系统地线连接。所述的数字式湿度传感器16上VDD与GND之间还连接有一个0. 01 μ F的电容器。所述的微控制器11的型号为0MCRT0023K，数字式湿度传感器16的型号为 SHT-21。本发明提供的使用数字式湿度传感器的除湿机进行除湿操作时其上的主控制器工作过程如下当接通电源后，微控制器11通过数字式湿度传感器16直接读取室内空气的当前湿度值，并通过输入接口 14读取操作部56a的用户设置状态以及存储在微控制器11 中的有关设置信息，以确定湿度设定值，同时微控制器11还通过输入接口 14读取除湿器中各状态开关的状态，微控制器11根据这些信息计算出相应的操作指令，并通过输出电路13 控制压缩机66及热交换器60的工作，同时将上述信息在显示器12进行显示。当湿度设定值小于当前室内空气的湿度值时，开启压缩机66及热交换器60而进行除湿操作，而当湿度设定值大于当前室内空气的湿度值时，关闭压缩机66及热交换器60，从而停止除湿操作， 由此可将室内空气中的湿度控制在用户设置的范围内。 另外，由于气体的相对湿度在很大程度上依赖于温度，因此在测量湿度时应同时测量温度，以补偿因温度的变化而对湿度测量值造成的影响。
权利要求
1.一种使用数字式湿度传感器的除湿机，主要包括底盘(51)、箱体(54)、前面板(58)、 空气过滤器(53)、送风机(74)、热交换器(60)、压缩机(66)、孔板(68)、电机支架(72)、冷凝水盘(90)、挡板(91)、水槽(80)和主控制器；其特征在于所述的主控制器包括微控制器(11)、显示器(12)、输出电路(13)、输入接口(14)、电源电路(15)和数字式湿度传感器(16)；其中微控制器(11)用于指挥整个主控制器的运行、处理及储存各种信息；显示器 (12)的输入端与微控制器(11)直接相连，用于显示除湿机工作状态和用户设置信息；输出电路(1 的输入端与微控制器(11)直接相连，输出端与压缩机(66)及热交换器(60)相接，根据微控制器(11)的指令控制压缩机(66)以及热交换器(60)的运行；输入接口(14) 的输出端与微控制器(11)相连接，用于读取用户通过操作部设置的信息及除湿器的工作状态信息；电源电路(1 与主控制器中其它部件相连，为整个主控制器提供工作电源；数字式湿度传感器(16)的输出端直接与微控制器(11)相连接，用于检测湿度信息并将湿度变量直接转换成数字变量输出。
2.根据权利要求1所述的使用数字式湿度传感器的除湿机，其特征在于所述的数字式湿度传感器(16)与微控制器(11)的连接采用串行总线方式，其中数字式湿度传感器 (16)上有4个端口，端口 1为VDD，电源供电端子，直接与微控制器(11)上的电源VDD相连；端口 2为DATA，数据传输读取双向端子，与微控制器(11)上的双向串行数据线DATA相连；端口 3为CK，状态检测端子，与微控制器(11)上的状态检测输入端SCK相连；端口 4为 GND，芯片接地信号，直接与系统地线连接。
3.根据权利要求1所述的使用数字式湿度传感器的除湿机，其特征在于所述的数字式湿度传感器(16)上VDD与GND之间还连接有一个0. 01 μ F的电容器。
全文摘要
一种使用数字式湿度传感器的除湿机。其包括底盘、箱体、前面板、空气过滤器、送风机、热交换器、压缩机、孔板、电机支架、冷凝水盘、挡板、水槽和主控制器；主控制器包括微控制器、显示器、输出电路、输入接口、电源电路和数字式湿度传感器。本发明的除湿机是采用数字式湿度传感器来检测室内空气的湿度，从而可以保证整个除湿机工作在一个合理的工作状态，这样不仅能够提高除湿效果，而且还可以提高能源利用率和能效等级。另外，由于仅用一块专用IC芯片就能直接完成从湿度到数字量的转换，这样能够简化电路的复杂性，而且可使感应湿度的准确度提高3-5％，从而可减少生产和维护方面的难度，同时使电路在噪音、功耗以及抗干扰等方面得到改善。
文档编号F24F11/00GK102269461SQ20101019281
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者董亦超 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司