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MCU控制部分为MSP430低功耗单片机,通过程控,达到系统的协调统一,控制各个部分分时工作。设置部分为四个独立按键,可设置温度参数,以及显示的切换,功能选择的操作。显示部分为通用型带字库12864液晶显示器件。电源部分使用36V10A开关电源通过外置稳压芯片,实现各部分的供电。恒温箱为装置主体部分,壳体为PVC耐温保温材料,内置加热电阻丝、搅动风扇和PT1000温度传感器。
加热装置位于最下面,正上方几毫米处放置搅动风扇。电阻丝连接36V,使用PID算法控制固态继电器,进而控制加热的强度。搅动风扇连接12V使用PID算法控制L298,进而控制风扇转速,实现箱内温度处处一致以及降温。
4. 附图说明
1. 图1为总体结构示意图。
2. 图2为恒温箱部分示意图。
3. 图3为电源部分示意图。
4. 图4为设置部分、MCU控制部分、显示部分示意图。
5. 具体实施方案
1. 各部分结构说明
见附图:
1.1电源部分;1.2设置部分;1.3MCU主控部分;1.4恒温箱部分;1.5显示部分。
2.1 PT1000温度传感器;2.2箱体外壳;2.3搅动风扇;2.4加热电阻丝。
3.1交流220V±20%输入;3.2 36V10A开关电源;3.3 12V三端稳压芯片7812;3.4 5V三端稳压芯片7805;3.5 12V输出接口;3.6 5V输出接口;3.7 36V输出接口;3.8 GND输出接口。
4.1按键设置部分;4.2控制加热电阻丝固态继电器;4.3控制搅动风扇L298芯片;4.4 MCU主控部分;4.5 LCD12864通用液晶显示器件。
2. 各部分具体实现说明
2.1恒温箱部分
恒温箱外壳材料为PVC塑料,此材料熔化温度:185~205℃,具有成本低、不易燃性、高强度、牢固耐用、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。 PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。
箱内最下面放置加热电阻丝,电阻丝为螺旋状成“Z”型安置,这样有效加热面积变大,电阻丝端点用铜柱固定在下基板,通过接线端子外接引线。电阻丝上面使用铜柱架空搅动风扇,风扇引线也用铜柱固定在下基板,通过接线端子外接引线。PT1000温度传感器安置在顶盖上,温度传感器几乎在箱体中央,在不影响使用的情况下,提高测温准确度。温度传感器在顶盖引线接至MCU控制器。
原则上说,在箱壁开小孔不影响系统稳定性,实验证明确实如此。
2.2 MCU控制部分
主控制芯片选用MSP430单片机,性能稳定,低功耗。
电阻丝采用36V供电,使用PID算法,通过MCU控制固态继电器给电阻丝加热。使加热迅速,达到设定时间段,且稳定时温度漂移小。
搅动风扇采用12V供电,使用PID算法,通过MCU控制L298驱动芯片,控制风扇转速。使风扇转速随着加热强度的不同而改变,可达到更稳定的控制效果。