煙葉自動(dòng)烘烤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制
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1 系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)
根據(jù)現(xiàn)有煙葉烘烤箱的功能組成，所提出的煙葉自動(dòng)烘烤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1可知，系統(tǒng)由中央控制模塊、溫濕度采集模塊、加熱功率控制模塊、通風(fēng)閥門(mén)控制模塊、循環(huán)風(fēng)機(jī)控制模塊、LCD交互界面模塊及SD卡讀寫(xiě)模塊共7個(gè)部分組成：(1)溫、濕度采集模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)烘烤箱中溫度與濕度的采集，并將采集的數(shù)據(jù)傳到中央控制模塊。(2)加熱功率控制模塊。通過(guò)控制加熱功率實(shí)現(xiàn)對(duì)洪烤箱的溫度調(diào)節(jié)。(3)通風(fēng)閥門(mén)控制模塊。通過(guò)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)閥門(mén)的開(kāi)閉，起到通風(fēng)的作用。(4)循環(huán)風(fēng)機(jī)控制模塊。通過(guò)控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)烘烤箱中風(fēng)扇的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)烘烤箱中的空氣循環(huán)，避免溫度的梯度效應(yīng)。(5)LCD交互界面模塊。通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)控制信號(hào)的輸入，并顯示溫度、濕度等信息。(6)SD卡讀寫(xiě)模塊。實(shí)現(xiàn)對(duì)溫、濕度等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并可提取進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)為不同溫、濕度條件下的自動(dòng)控制提供數(shù)據(jù)。(7)中央控制模塊。實(shí)現(xiàn)與不同模塊的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
針對(duì)上述結(jié)構(gòu)與功能，系統(tǒng)采用LPC2148作為微控制器，該芯片為Philips公司的一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32位ARM7TDMI-S微控制器，可實(shí)現(xiàn)60 MHz的工作頻率。同時(shí)，LPC2148擁有多達(dá)48個(gè)I／O口及多個(gè)串行接口，包括2個(gè)UART。
溫濕度采集模塊通過(guò)由兩個(gè)數(shù)字溫度傳感器(DS18B20)組成的干濕球溫濕度檢測(cè)模塊，以采集溫度和濕度信息。該模塊的接口電路如圖2所示，接口采用DB9母頭，只需在數(shù)據(jù)端口加入2 kΩ的上拉電阻即可正常工作，磁珠L(zhǎng)120、電容C120用于增強(qiáng)抗干擾能力。LPC2148控制器的P0.28，P0.29及P0.30 3個(gè)接口，分別接收DS18B20采集的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中只需兩個(gè)傳感器數(shù)據(jù)，另一個(gè)作為備份。
加熱功率控制模塊通過(guò)雙向可控硅控制220 V交流電導(dǎo)通的周期個(gè)數(shù)來(lái)控制加熱器功率，具體電路如圖3(a)所示。LPC2148通過(guò)端口P0.16控制雙向光耦MOC3041的導(dǎo)通，進(jìn)而控制雙向可控硅BTA41A的導(dǎo)通，最終達(dá)到控制加熱器導(dǎo)通時(shí)間的目的。
評(píng)論