中央空調房間溫度模糊控制器的設計

2 系統硬件電路設計

2.1 單片機系統設計

　　單片機選擇ST62T01C單片機,主要特點如下:電源電壓范圍為3.0～6.0V;最大時鐘頻率為8MHz;工作溫度范圍為-40～+125℃;2K字節EPROM,64字節RAM;4路模擬輸入的8位A/D轉換器;1個帶7位予分頻的8位定時/計數器;電源監控及看門狗;4個可提供20mA吸入電流的I/O,可直接驅動晶閘管;低功耗。

　　溫度傳感器為TMP37,輸出比例系數為20mV/℃。系統采用3.6V電源時,TMP37與ST6201C的A/D轉換器直接連接,可以獲得0.8℃的測溫分辨率。

　　用8MHz振蕩器時單片機電路的電流消耗小于5mA,可以用一個簡單的RCD電路接到電力網。為了避免電磁干擾,PCB板的設計需要合理安放退耦電容和濾波電容的位置。

　　在ST62系列單片機的開發工具中,包含fuzzyTECHST62 Explorer編輯器,采用WINDOWS圖形化的開發界面,產生優化的ST62匯編代碼。用戶可以只關心模糊控制邏輯的實現,不用過多考慮編程的問題。

2.2 直流電機控制電路

　　對于直流電機,轉速差不多與供電電壓成比例。利用這一原理,可以使用MCU產生的脈沖寬度調制信號驅動開關元件控制直流電機。這樣就避免了使用速度傳感器，并且電機有著更高的效率。

　　圖5為控制電路原理圖。主要包括過零檢測電路和電機控制電路。過零檢測電路用以確定每一個交流電半波的起始點。經過確定的延時后,電器控制電路輸出脈沖觸發晶閘管導通,給電機供電,這樣延時時間t就和輸出功率P建立了確定的對應關系,如圖6(b)所示(Td為導通時間)。由于延時時間和輸出功率是非線性的關系,所以通過在MCU中建立一個數據表將輸出功率和延時時間的關系線性化。對于空調風機控制,數據表采用64個點即可。

為了克服電力網供電帶有尖峰干擾會干擾晶閘管導通,應采用合適的濾波措施。對于檢測過零點,可以通過內部時鐘設置一個時間窗,對于50Hz的交流電,時間窗可以設置在8～12ms之間,別的時間則不予檢測。

　　和單獨的空調相比，中央空調具有制冷制熱效率高、運行費用低、清潔環境等優點,在現代化建筑中將越來越廣泛地使用。研究新的控制機構和控制方法,使系統更節能、人們感覺更舒適是工程技術人員面臨的新課題。本文提出了中央空調房間溫度控制器的設計方案,如果用該方案對整個中央空調系統進行整體控制,則可以期待獲得更好的效果。