一种电力设备温湿度控制器的制作方法

本实用新型涉及温湿度控制器技术领域，具体的说是一种电力设备温湿度控制器。

背景技术：

许多电力设备都要求在特定的环境条件下运行，如电保护柜、仪表箱、计量柜、开关柜等、端子箱等设备，温度过低、温度过高、湿度过大而结露等都对电力设备的安全运行构成威胁。显然温度和湿度参数的测量和控制是急需解决的问题。而现有的温湿度控制器作用效果不明显，不能对设备内部及周围环境温湿度进行实时监测，测量结果精度低，设备过热过湿容易发生火灾、爬电等事故，安全性低。

因此，为克服上述技术的不足而设计出一款结构简单、测量高效准确、能对设备内部及周围环境温湿度进行实时监测与控制、安全可靠、故障率低的一种电力设备温湿度控制器，正是发明人所要解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种电力设备温湿度控制器，其结构简单，测量高效准确，能对设备内部及周围环境温湿度进行实时监测与控制，安全可靠，故障率低。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电力设备温湿度控制器，包括单片机、温湿度传感器、风机控制输出电路、电源、键盘、 LED显示器、加热控制输出电路，所述单片机分别与电源、键盘、LED显示器、看门狗连接，所述单片机分别通过I/O口与加热控制输出电路、风机控制输出电路连接，所述单片机通过RS232接口连接上位机，所述温湿度传感器内部设置有温度传感器、湿度传感器、放大器、光电耦合电路、ADC 模块，所述温度传感器、湿度传感器通过放大器与光电耦合电路连接，所述光电耦合电路通过ADC模块连接单片机，所述单片机的I/O口连接语音合成模块，所述单片机通过PWM脉宽调制电路控制驱动扬声器。

进一步，所述单片机选用PIC16F877A芯片。

进一步，所述温湿度传感器选用SHT11芯片。

进一步，所述键盘包括有预定值设置键、强制加热键、上调键、下调键。

进一步，所述电源引脚两端设置有滤波电容。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型结构简单，以PIC16F877A微控制器为主控芯片，采用 SHT11组成数字温湿度控制器，温湿度传感器对相对湿度和环境的温度进行检测，然后PIC16F877A微控制器从SHT11的串行接口得到数字温湿度信号，进一步利用微控制器实现温度补偿和相对湿度的非线性补偿，最后相对湿度和实际温度值送LED显示器显示，必要时启动加热器或风机，从而实现对局部环境温湿度的控制，测量高效准确，能对设备内部及周围环境温湿度进行实时监测与控制，安全可靠，故障率低。

附图说明

图1是本实用新型系统结构框图。

图2是本实用新型温湿度检测处理电路图。

图3是本实用新型输出控制电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落在申请所附权利要求书所限定的范围。

参见图1是本实用新型系统结构框图，该结构一种电力设备温湿度控制器，包括单片机、温湿度传感器、风机控制输出电路、电源、键盘、LED 显示器、加热控制输出电路，单片机分别与电源、键盘、LED显示器、看门狗连接，单片机分别通过I/O口与加热控制输出电路、风机控制输出电路连接，单片机通过RS232接口连接上位机，温湿度传感器内部设置有温度传感器、湿度传感器、放大器、光电耦合电路、ADC模块，温度传感器、湿度传感器通过放大器与光电耦合电路连接，光电耦合电路通过ADC模块连接单片机，单片机的I/O口连接语音合成模块，单片机通过PWM脉宽调制电路控制驱动扬声器。单片机选用PIC16F877A芯片，温湿度传感器选用 SHT11芯片，键盘包括有预定值设置键、强制加热键、上调键、下调键，电源引脚两端设置有滤波电容。

系统以PIC16F877A微控制器为核心，应用智能型温湿度传感器SHT11 来检测现场温度和湿度，SHT11数字温湿度传感器将温度、湿度值直接转换成为数字量后送入单片机中，再由单片机完成相对湿度的非线性补偿和温度补偿，输入数据经单片机按预定的算法进行数据处理，与设定的控制目标进行偏差运算，并将实际温度和相对湿度值送LED显示器显示，最后根据温湿度上下限经I/O口输出实时控制信号，启动加热器加热或风机降温，从而实现对环境温湿度的测控。

参见图2是本实用新型温湿度检测处理电路图，电力设备温湿度控制器硬件电路由温湿度检测电路、键盘电路、显示电路、控制输出电路、语音电路等组成。温湿度传感器选用SHT11芯片，其可以同时测量湿度、温度和露点，过程不需要外围元件就可直接输出结果值。而且经过标定了的相对湿度、温度及露点的数字信号可以有效地弥补传统的温、湿度传感器的不足。测量完成并实现通讯，温湿度传感器SHT11就会停止工作，从而自动进入休眠模式，同时湿度、温度数据由SHT11送出。

为了完成预定值设置强制加热功能，控制器中设置了4个键盘，分别为预定值设置键、强制加热键、上调键、下调键，4个键盘通过10K的电阻接到电源，上拉端接单片机RB口，设定键和强制加热键接带有电平中断I/O 口，来触发单片机执行相应功能。上调和下调键则没有必要用电平中断，使用普通I/O口。显示电路采用MAX7219芯片驱动8位共阴极LED数码管工作。MAX7219驱动芯片和微处理器之间的连接需要三根导线，其中每一的位数字显示都需要有一个地址，并由微处理器写入控制执行。允许使用者在显示电路设计过程中选择每位是BCD译码的方式或不译码的方式进行。使用者在进行设计的时候还可选择各种模式的设置，如：数码管的数字亮度控制、停机、数码管显示器的测试和LED扫描位数等模式。

参见图3是本实用新型输出控制电路图，当单片机检测到传感器测量的温湿度值与超出预定值的范围时就启动该部分电路工作，采用光耦隔离以提高系统抗干扰能力。当单片机REO端输出为0时，光电耦合器导通工作，继电器被吸合开始工作，加热器开始工作，加热过程开始。其中，当继电器断开，在继电器线圈上产生反向瞬时高压，从而将继电器损坏，D7 主要用于保护继电器。加热回路中串接了6个大电流二极管，每三个一组，两组方向相反一提供交流通路，当交流流过每组二极管是在其上产生压降， 2V左右，这个电压供给断线报警回路的双向光耦工作，限制电流电阻R16，滤波电容C22，将1M的电阻并接在每个二极管两端，该电阻用来平均加在二极管两端的电压，二极管发热不均现象的现象将被消除。当加热回路断线时，二极管上没有电流流过，就不会产生压降，双向光耦PS2505不导通， ALARM_A端被置高，从而触发单片机报警。

为了能达到更好的人机信息交流，系统增加了语音部分，该部分采用嵌入式中文语音合成芯片OSYNO 6188来实现语音播报温湿度值和报警功能。单片机的串行I/O口TXD和RXD分别OSYNO 6188的RXD和TXD口相连，将待合成的文本经过异步串行通讯单片机发给OSYNO 6188，扬声器由PWM 输出直接驱动，也可通过1脚VO接功放管来驱动扬声器。XOUT、XIN两引脚必须接16MHz晶振。OSYNO 6188提供两组电源输入VDD和CVDD，两组电源共用电源地GND，CVDD要低于VDD电压，通过在CVDD跟VDD直接串接两个二极管来降压。为使系统可靠工作，在电源引脚两端加滤波电容。

本实用新型温度和湿度测量准确，测量精度高，系统响应快，当温湿度超出预设范围时相应继电器动作，当温湿度回到安全范围时，继电器断开，同时装置还有强制加热功能，其实用价值高。以PIC16F877A微控制器为主控芯片，采用SHT11组成数字温湿度控制器，主要用于开关柜、端子箱等电力设备。首先温湿度传感器对相对湿度和环境的温度进行检测，然后PIC16F877A微控制器从SHT11的串行接口得到数字温湿度信号，进一步利用微控制器实现温度补偿和相对湿度的非线性补偿，最后相对湿度和实际温度值送LED显示器显示，必要时启动加热器或风机，从而实现对局部环境温湿度的控制。