基于A(yíng)Tmega16L的凈水機控制系統的設計
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1 控制系統的構成與工作原理
圖1為凈水機控制系統的結構框圖。凈水機主要由控制主板、增壓泵、溫度傳感器、壓縮機、電熱絲、水位檢測板、LCD顯示屏、紫外燈管等裝置組成。機器可通過(guò)手動(dòng)開(kāi)機和定時(shí)自動(dòng)開(kāi)機?？刂破鞲鶕脩?hù)設定的參數控制各裝置的工作，實(shí)現機器的自動(dòng)控制。LCD屏實(shí)時(shí)顯示當前工作狀態(tài)，用戶(hù)可通過(guò)按鍵修改和查看已設定的參數，在參數被修改后，系統會(huì )更新并保存修改的參數。在機器運轉的過(guò)程中，控制器根據各傳感器的信號狀態(tài)判斷各部件是否有故障發(fā)生，當有故障發(fā)生時(shí)立即對機器實(shí)現實(shí)時(shí)保護，同時(shí)LCD屏顯示相應故障代碼，以便維護人員有針對性地進(jìn)行維修。
2 控制系統的硬件設計
2.1 溫度控制
功能完善的凈水機不但能夠起到凈化水的作用，而且還能夠根據消費者的需求對水進(jìn)行精確的加熱，以滿(mǎn)足消費者的需求。當水經(jīng)過(guò)直飲水機深度的科學(xué)處理時(shí)，溫度控制的精度很重要。基于這個(gè)特點(diǎn)，本文提出了如下溫度控制方案：測溫元件采用不銹鋼管負溫度系數熱敏電阻溫度傳感器，溫度的檢測電路如圖2所示。當溫度變化時(shí)，熱敏電阻值會(huì )隨著(zhù)溫度的升高而減小。為了使測量的溫度盡可能準，可選擇在經(jīng)常工作的溫度區間，采用電阻值變化大的熱敏電阻，上拉電阻取測量溫度的中點(diǎn)溫度時(shí)熱敏電阻的阻值。這樣就能把變化的電阻值轉變成電壓值，經(jīng)過(guò)濾波后，送單片機內部的A/D轉換器進(jìn)行轉換后得到相應的溫度值。
加熱裝置的電路控制如圖3所示。ICE_CON連接到數字擴展口上，ICE_SYS連接到加熱裝置。
溫度執行機構主要由光隔控制可控硅的通與斷來(lái)控制加熱電源的通與斷。用可控硅代替繼電器等機械開(kāi)關(guān)，可使控制具有靈敏、可靠、抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)[1]。數字信號經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)量擴展電路后，送光電耦合器MOC3043，由MOC3043控制可控硅的控制極。通過(guò)光電耦合器與可控硅的結合，能夠有效地把微控系統與交流220 V隔離，同時(shí)又因為雙向可控硅采用過(guò)零觸發(fā)的方式(這是一種理想的觸發(fā)工作方式)，并使正弦波以完整的形式加到負載上，既有利于保護元器件的安全使用和負載的工作穩定性，又不會(huì )對電網(wǎng)造成污染，減少了對其他設備的干擾[2]。MOC3043是具有內部過(guò)零檢測器的光電耦合可控硅驅動(dòng)器，用它驅動(dòng)可控硅具有簡(jiǎn)單可靠的優(yōu)點(diǎn)。因為當輸入端導通時(shí)，輸出端并不馬上導通，只有電源電壓過(guò)零時(shí)才會(huì )導通，這樣負載輸出端輸出的就是完整的正弦波[3]。
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