基于ATmega16與DS18B20的智能溫控系統的設計

2．3 加熱／通風執行機構
加熱／通風主要是通過控制風扇轉動以達到降溫的目的，或者通過控制加熱器加熱達到升溫的目的。溫度的上升或下降具有一定的慣性，因此要想達到精度較高的溫控效果必須要設計相應的控制電路。傳統的加熱／通風執行機構可能采用電磁繼電器作為開關元件，其缺點是壽命短、開關速度慢、溫度變化慣性大，難以滿足工藝要求。本系統采用固態繼電器(Solid State Relay，SSR)作為加熱／通用執行機構的開關元件，它具有壽命長、可靠性高、開關速度快、電磁干擾小、無噪聲、無火花等特點。
要達到較好的溫控效果，風扇的轉速和通過加熱器的電流大小應能發生改變，即功率可調。采用可控硅實現交流調功時通常有2種方法：一種是改變負載電壓波形的導通角，即調相；另一種是負載電壓波形不變而改變其電壓波形在時間段內的出現次數，即PWM脈沖調功。調相調功采用移相觸發，PWM脈沖調功采用過零觸發。由于過零觸發方式不對電網造成嚴重污染和干擾其它用電設備，是應用較為廣泛的一種方法，因此本系統采用PWM調功。可以通過軟件編程方式由ATmega16的PD4(OC1B)和PD5(OC1A)直接輸出PWM波形來控制風扇的轉速和加熱器電流的大小。
加熱／通風執行機構的開關元件選用交流過零觸發型SSR，控制方法采用過零觸發，當控制信號輸入后，SSR在交流電源為零電壓附近導通。通風執行機構的電路如圖3所示，加熱執行機構的電路與此電路類似。