一种涡流场温度控制系统的制作方法

本实用新型主要涉及控制系统，更具体地说，涉及一种涡流场温度控制系统。

背景技术：

随着科学技术的飞速发展，我们的生活中处处都有科学技术带来的便利，对于电涡流产生热量这个问题来讲，有时电涡流产生的热量可以在生活中帮助我们，比如我们利用电磁感应在导体内产生的涡流发热来达到加热的目的，可以应用在我们日常生活中的电饭煲加热中，将涡流产生的热量进行传递，从而实现煮饭的目的；有时又会给我们带来影响，比如在车辆行驶过程中进行刹车产生的涡流发热问题就需要被解决，以免造成危险；因此，提供一种涡流场温度控制系统，对涡流场产生的温度进行调节。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种涡流场温度控制系统，对涡流场产生的温度进行检测，并且通过电机正反转调节涡流管热端阀的打开角度实现对涡流场温度的控制。

为解决上述技术问题，本实用新型一种涡流场温度控制系统包括主控制器、温度检测模块、电源模块、按键模块、驱动模块、步进电机、显示模块、语音提示模块、传感器、模数转换电路、通信接口，对涡流场产生的温度进行检测，并且通过电机正反转调节涡流管热端阀的打开角度实现对涡流场温度的控制。

其中，所述温度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述电源模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端；所述传感器的输出端连接着模数转换电路的输入端；所述模数转换电路的输出端连接着主控制器的输入端；所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着语音提示模块的输入端；所述主控制器的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着步进电机的输入端；所述通信接口连接着主控制器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种涡流场温度控制系统所述主控制器采用ATMEGA1280单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种涡流场温度控制系统所述传感器采用Y型光纤传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种涡流场温度控制系统所述温度传感器采用DS18B20温度传感器器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种涡流场温度控制系统所述驱动模块采用ULN2003驱动芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种涡流场温度控制系统所述语音提示模块采用ISD2500语音芯片。

控制效果：本实用新型一种涡流场温度控制系统，对涡流场产生的温度进行检测，并且通过电机正反转调节涡流管热端阀的打开角度实现对涡流场温度的控制。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种涡流场温度控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种涡流场温度控制系统的主控制器的电路图。

图3为本实用新型一种涡流场温度控制系统的传感器、模数转换电路的电路图。

图4为本实用新型一种涡流场温度控制系统的温度检测模块的电路图。

图5为本实用新型一种涡流场温度控制系统的驱动模块、步进电机的电路图。

图6为本实用新型一种涡流场温度控制系统的语音提示模块的电路图。

图7为本实用新型一种涡流场温度控制系统的通信接口的电路图。

图8为本实用新型一种涡流场温度控制系统的显示模块的电路图。

图9为本实用新型一种涡流场温度控制系统的按键模块的电路图。

图10为本实用新型一种涡流场温度控制系统的电源模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，本实施方式所述一种涡流场温度控制系统包括主控制器、温度检测模块、电源模块、按键模块、驱动模块、步进电机、显示模块、语音提示模块、传感器、模数转换电路、通信接口，对涡流场产生的温度进行检测，并且通过电机正反转调节涡流管热端阀的打开角度实现对涡流场温度的控制。

其中，所述温度检测模块的输出端连接着主控制器的输入端，温度检测模块采用DS18B20温度传感器，DS18B20温度传感器采用单总线的数据读/写端口I/O与主控制器的PL7引脚相连接，I/O端口需要接电阻R15拉高，保证在没有数据传输时，该端口始终为高电平，电容C15接在电源处，是为DS18B20温度传感器芯片滤波。

所述电源模块的输出端连接着主控制器的输入端，电源模块用于给系统供电，保证系统正常工作，电源模块提供5V和12V的电压。

所述按键模块的输出端连接着主控制器的输入端，按键模块用于向主控制器输入控制信号，按键模块的S1、S2、S3端分别与主控制器的PH1、PH2、PH3引脚相连接，在按键两端接电容，用于电源滤波，达到去抖的效果，其中，S1按键为开/关按键，用于控制步进电机的开启或关闭；S2按键为正转按键，用于控制步进电机的正向转动；S3按键反转按键，用于控制步进电机的反向转动。

所述传感器的输出端连接着模数转换电路的输入端，传感器采用Y型光纤传感器，传感器用于采集流量信息，通过传感器内部变换器，转换为电信号，通过模数转换器将模拟电信号转化为数字信号，并传送给主控制器；传感器连接至模数转换电路的ADDA、ADDB、ADDC端。

所述模数转换电路的输出端连接着主控制器的输入端，模数转换电路采用ADC0809芯片，用于将传感器检测的涡流量的模拟信号转换为数字信号，并传送给主控制器，模数转换电路的CLK端与主控制器的PD7引脚相连接，主控制器向模数转换电路提供时钟信号；模数转换电路的EOC端与主控制器的PD2引脚相连接，EOC为转换结束信号，高电平有效，在模数转换过程中为低电平，其余时间为高电平；模数转换电路的OUT1端与主控制器的PG1引脚相连接；模数转换电路的OUT2端与主控制器的PG2引脚相连接。

所述主控制器的输出端连接着显示模块的输入端，显示模块根据控制信号进行显示当前检测温度，显示模块采用LCD1062液晶屏，通过主控制器的PF0、PF1、PF2、PF3、PF4、PF5、PF6、PF7引脚与显示模块的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端相连接，用来显示数据；主控制器的PA1引脚与显示模块的R/W端相连接，用来控制读写操作；主控制器的PA0引脚与显示模块的RS端相连接，RS端为指令/数据选择端；主控制器的PA2引脚与显示模块的EN端相连接，EN为使能端；主控制器的PA0、PA1、PA2引脚用于控制显示模块中的数码管的选通状态。

所述主控制器的输出端连接着语音提示模块的输入端，主控制器用于向语音提示模块发送控制信号，语音提示模块采用ISD2500语音芯片，语音提示模块根据接收到的控制信号进行音频的播放或停止，语音提示模块的DATA1端与主控制器的PD4引脚相连接；语音提示模块的DATA2端与主控制器的PD5；语音提示模块的CE引脚与主控制器的PB1引脚相连接；语音提示模块的PD引脚与主控制器的PB3引脚相连接；语音提示模块的P/R引脚与主控制器的PB2引脚相连接；语音提示模块的EOM引脚与主控制器的PB0引脚相连接。

所述主控制器的输出端连接着驱动模块的输入端，主控制器用于将产生的脉冲序列和方向控制信号从PA3、PA4、PA5、PA6引脚传送给ULN2003驱动芯片进行功率放大，达到步进电机所需的驱动电流和电压，以此驱动步进电机的正反转工作，单片机的PA3引脚与ULN2003驱动芯片的1B端相连接，单片机的PA4引脚与ULN2003驱动芯片的2B端相连接，单片机的PA5引脚与ULN2003驱动芯片的3B端相连接，单片机的PA6引脚与ULN2003驱动芯片的4B端相连接，ULN2003驱动芯片的1C、2C、3C、4C端连接着步进电机。

所述驱动模块的输出端连接着步进电机的输入端，步进电机采用25BY2406型步进电机，步进电机是种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进电机接收到一个脉冲信号，它就按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率实现步进电机的调速，控制步进电机的正转或反转一步，带动涡流管热端阀开或关一定角度，从而控制涡流管输出的温度。

所述通信接口连接着主控制器，通信接口用于将系统检测的数据信息传输出去，外部设备可以通过通信接口与系统相连接，通信接口采用RS232接口，采用MAX232芯片作为电平转换芯片，主控制器的PE0引脚与MAX232的R1OUT引脚相连接，主控制器的PE1引脚与MAX232的T1IN引脚相连接。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述主控制器采用ATMEGA1280单片机。ATMEGA1280单片机是高性能、低功耗的AVR 8位微处理器，具有先进的RISC结构；具有高耐久度非易失性的程序和数据存储器；具有JTAG接口；两个具有独立的频分器和比较器功能的8位定时器/计数器；四个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器；具有四路8位PWM频道；具有12路分辨率可编程2到16位的PWM频道；输出比较调制器；具有6路10位ADC；面向字节的2-wire串口；具有四个可编程的串行USART；具有可工作于主机/从机模式的SPI串行接口；具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器；具有片内模拟比较器；引脚电平变化可引发中断及唤醒单片机。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述传感器采用Y型光纤传感器。由于光纤长度很短，传输损耗可忽略不计，为保证接收的光信号为最大，要求发光源的光量经过透镜后最大限度耦合给光纤，也就是使光纤的一个端面位于透镜的焦点上。另一方面，要求光线入射到光纤的入射角和光线出射后通过反射片反射回来入射到接收光纤的入射角尽量小于12°。透镜用双胶合透镜，直径为4mm，调整好后胶接在探头上。采用光敏三极管或二极管将光信号转换成电信号，Y型光纤传感器具有重现性和稳定性好，显示迅速，测量范围较大以及不易受电磁、温度等环境因素的干扰等优点。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器。所述DS18B20温度传感器是一种单总线的数字式测温芯片，仅需使用1个端口就可以实现与主控制器的双向通讯，同时，采用数字信号输出提高了信号抗干扰能力和测温精度。DS18B20温度传感器采用单总线的数据读/写端口OUT与主控制器的PD7引脚相连接，OUT端口需要接电阻R2拉高，保证在没有数据传输时，该端口始终为高电平，电容C4接在电源处，是为DS18B20温度传感器芯片滤波。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述驱动模块采用ULN2003驱动芯片。ULN2003驱动芯片是高耐压、大电流、内部由七个硅NPN达林顿管组成的驱动芯片。驱动模块直接采用ULN2003芯片进行功率放大。它的内部结构是达林顿管，专门用来驱动继电器的芯片，甚至在芯片内部做了一个消线圈反电动势的二极管。ULN2003的输出端允许通过IC电流200mA，饱和压降VCE约1V左右，耐压BVCEO约为36V。输出口的外接负载可根据以上参数估算。采用集电极开路输出，输出电流大，故可以直接驱动继电器或固体继电器(SSR)等外接控制器件，也可直接驱动步进电机。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10说明本实施方式，所述语音提示模块采用ISD2500语音芯片。所述ISD2500系列语音芯片结构简单、使用方便，可以构成简单的单芯片应用系统。本涡流场温度控制系统中，采用ATMEGA1280单片机与ISD2500构成一个基本电路，实现语音录放功能。器件上电后，PD端置低电平，主控制器通过A8、A9输入放音起始地址，等待上电延迟(T_PUD)后，使CE端由高变低，下降沿执行放音操作，在遇到EOM标志时，器件继续输出声音，当EOM脉冲(T_EOM)结束时，放音停止，放音时可以用查询或外部中断的方式来检测EOM端的上升沿，因为只有当EOM端变为高电平后，CE信号才能开始下一个操作。

本实用新型一种涡流场温度控制系统的工作原理为：本实用新型一种涡流场温度控制系统，电源模块用于给系统提供电能，保证系统的正常工作，温度检测模块用于检测涡流场产生的温度，并通过显示模块进行显示，传感器用于检测涡流量，并通过模数转换电路转换为数字信号传送给主控制器，由主控制器进行处理，并转换为数字量由显示模块进行显示，通过按下S1按键，开启步进电机，可以通过S2按键和S3按键手动控制步进电机的正反转，从而控制步进电机带动的涡流管热端阀开或关一定角度，从而控制涡流管输出的温度；还可以通过主控制器输出的脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率实现步进电机的调速，控制步进电机的正转或反转一步，带动涡流管热端阀开或关一定角度，从而控制涡流管输出的温度。主控制器可以将检测的数据信息通过通信接口传送给通信接口连接的外部设备，用于记录数据并进行相应处理。语音提示模块用于在达到设定的温度值或者设定的涡流量值时进行语音提示，实现对工作人员的提醒。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。