基于单片机的低功耗轨道装温湿度控制器的制作方法

本发明涉及环境温湿度控制技术领域，特别是涉及一种基于单片机的低功耗轨道装温湿度控制器。

背景技术：

目前，温湿度控制器是以的单片机为控制核心,采用进口高性能温湿度传感器,可同时对温度、湿度信号进行测量控制，并实现液晶数字显示，还可通过按键对温、湿度分别进行上、下限设置和显示，从而使仪表可以根据现场情况，自动启动风扇或加热器，对被测环境的实际温、湿度自动调节。上述温湿度控制器均是嵌入式安装方式，并且均为体积较大；市场也存在体积较小的轨道式安装的温度控制器，检测精度和稳定性太低，均因铁路沿线电网电压浮动大造成使用寿命太短、更换频率快而不能满足使用环境要求。

技术实现要素：

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于单片机的低功耗导轨装温湿度控制器，便于用在室外端子箱、开关柜、机构箱等设备内部自动加热除湿，防止高温或潮湿引起端子间发生爬电事故。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于单片机的低功耗导轨装温湿度控制器，采用单片机为逻辑控制核心，内部集成高精度大量程温湿度传感器实时采集环境温湿度，采用最先进的宽电压交直流通用的开关电源为整个控制器供电，利用按键可以设置温湿度上下阈值。

本发明所采用的技术方案是，一种基于单片机的低功耗轨道装温湿度控制器，该控制器包括中央处理器、温湿度传感器、控制板、按键设置模块、显示单元、显示板、开关电源、单头尼龙螺柱、尼龙螺丝、单排插针、轨道安装外壳，所述温湿度传感器和中央处理器集成在控制板上，按键设置模块和显示单元集成在显示板上，单头尼龙柱的螺丝端将开关电源固定在轨道外壳的固定螺母孔上，控制板架在单头尼龙柱的另一端，尼龙螺丝固定控制板，显示板与控制板之间经单排插针传输信号及固定，将中央处理器、温湿度传感器、显示单元、按键设置模块和开关电源集成在一个导轨安装的外壳内。

所述单片机与所述温湿度传感器、轻触按键、静电保护电路、继电器、数码管、状态灯分别电连接。

所述单片机为STC15W408AS。

所述轨道式外壳长89mm，宽35.5mm，高65.5mm。

温湿度传感器量程为：温度-40-100℃、湿度0-100％RH。

所述的显示单元为四位八段数码管和双色LED状态灯。

本发明的有益效果是：1、该温湿度控制器为89mm宽35.5mm高65.5 mm的轨道装控制器，便于机构箱安装，体积小，可节省空间约20％；2、内部集成高精度大量程温湿度传感器实时采集环境温湿度，较强的环境适应性：在温度-40-100℃，湿度0-100％RH正常工作(海拔≤2000M)；3、该温湿度控制器采用最先进的宽电压交直流通用的开关电源，与内部合理的电路设计，最大功耗小于0.5W，是一款绿色环保、低功耗控制器；4、实时采集的温湿度值显示在四位白色的数码管上，显示数值精度为一位小数，采用单片机低功耗技术，增加了该装置的工作时间；5、设置功能，可通过两个按键进入设置模式分别设置温湿度上下阈值从而使控制器根据外部环境温度实时执行相应的动作；6、强检功能，在不具备加热条件下，可以随时检查控制器是否正常工作。

附图说明

图1是本发明控制器结构示意图；

图2是该控制器的工作原理示意图；

图3是该控制器所述的STC15W408AS单片机管脚示意图；

图4是该控制器开关电源滤波保护电路；

图5是该控制器静电保护电路。

图中：

1、中央处理器 2、温湿度传感器

3、控制板 4、按键设置模块

5、显示单元 6、显示板

7、开关电源 8、单头尼龙螺柱

9、尼龙螺丝 10、单排插针

11、导轨安装外壳 12、单片机

14、轻触按键 15、静电保护电路

16、继电器 17、数码管

18、状态灯 20、压敏电阻

21、共模电感 22、高压电容

23、TVS静电保护芯片

具体实施方式

如图1所示，一种基于单片机的低功耗轨道装温湿度控制器，该控制器包括中央处理器1、温湿度传感器2、控制板3、按键设置模块4、显示单元 5、显示板6、开关电源7、单头尼龙螺柱8、尼龙螺丝9、单排插针10、轨道安装外壳11，所述温湿度传感器2和中央处理器1集成在控制板上，按键设置模块(4)和显示单元5集成在显示板6上，单头尼龙柱8的螺丝端将开关电源7固定在轨道外壳的固定螺母孔上，控制板架在单头尼龙柱8的另一端，单排插针10支撑和连接开关电源7、控制板3，尼龙螺丝9固定控制板 3，显示板6与控制板3之间经单排插针10传输信号及固定，将中央处理器 1、温湿度传感器2、显示单元5、按键设置模块4和开关电源7集成在一个导轨安装的外壳内。单片机12与所述温湿度传感器2、轻触按键14、静电保护电路15、继电器16、数码管17、状态灯18分别电连接。

单片机12为STC15W408AS，轨道式外壳长89mm，宽35.5mm，高65. 5mm。温湿度传感器2量程为：温度-40-100℃、湿度0-100％RH。显示单元5为四位八段数码管和双色LED状态灯。

如图2所示为该控制器的工作原理，包括：单片机、温湿度传感器、轻触按键、静电保护电路、继电器和数码管。整个控制器以单片机为控制核心，单片机按照IIC协议读取温湿度传感器实时采集环境温湿度值，并将读出的温湿度值显示在数码管上，内部逻辑将读取的温湿度值与通过按键设置好的温湿度阈值作比较，通过继电器输出从而控制外部加热或制冷设备，并且工作人员很醒目的可以从状态灯看出该控制器是否为加热状态，为了防止外部静电和干扰信号对控制器造成影响，在外部下载调试口出采用隔离电路保护单片机。

该控制器的单片机引脚示意如图3所示，单片机采用STC15W408AS所示，单片机主要做读取温湿度的所采集的值，驱动四位数码管，驱动继电器输出，设置按键模式，通过两个按键可以设定温度最高阈值，温度最低阈值，湿度最高阈值，湿度最低阈值，并通过按键实施强检功能，在不具备加热条件下，可以随时检查控制器是否正常工作，该温控器采用单片机低功耗技术，在一段时间没有做任何操作时候自动进入休眠模式，可以增加控制器寿命和减少控制器功耗。

如图4所示为该控制器的开关电源滤波保护电路，该控制器采用宽电压交直流通用的开关电源，输入电源电压为交流：85-265V，直流电压为 110-370V，加上开关电源芯片前级保护电路，有压敏电阻对电路承受过压时进行电压钳位，共模电感与高压电容组成的滤波电路滤掉共模的电磁干扰信号，满足铁路沿线电网电压浮动大问题。

如图5所示为该控制器的静电保护，控制器烧录程序端子在外部，以防静电烧毁控制器，利用TVS静电保护芯片23对单片机12加以保护。