家用自動加濕器控制系統(tǒng)設計

孫嘉玉+劉明玉+王俊杰

摘要：隨著科技的發(fā)展，環(huán)境的惡化，室內(nèi)干燥使得市場上出現(xiàn)了空調(diào)、智能溫度器、室內(nèi)凈化器等一系列改善家庭室內(nèi)環(huán)境的產(chǎn)品。而市場上的加濕器普遍功能單一，只能進行加濕工作，為此設計一種家用自動加濕器控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用DHT11系列單片集成傳感器，通過軟件編程，相應的控制電路，設計出可以自動判斷室內(nèi)濕度進行加濕或除濕的家用自動加濕器。根據(jù)人為設定的濕度上下限，當室內(nèi)空氣濕度過高時紅燈亮，代表著控制系統(tǒng)自動啟動除濕機；濕度值下降到限定范圍內(nèi)，代表著除濕機減少空氣中的水蒸氣，降低室內(nèi)濕度；當室內(nèi)空氣濕度過低時綠燈亮，代表著控制系統(tǒng)自動啟動霧化器；濕度值上升到限定范圍內(nèi)，代表著增加空氣中的水蒸氣，室內(nèi)濕度升高。

關鍵詞：加濕器；濕度；控制；單片機

1 引言

近年來，隨著電子芯片集成化、小型化速度的加快以及芯片制作技術的提高，國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領域取得了長足的進步。濕度傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展，為開發(fā)新一代濕度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件，也將濕度測量技術提高到了新的水平。本文設計一種可調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的加濕器，其中濕度檢測電路用的是常用的電子元器件，簡單實用。除了濕度檢測功能，我又增加了濕度的判斷、分析以及對其進行調(diào)節(jié)的功能。

2系統(tǒng)設計方案

家用自動加濕器控制系統(tǒng)由電源電路、濕度檢測電路、處理器電路、濕度調(diào)節(jié)電路、LCD顯示電路和按鍵電路組成。其中微處理器STC89C52是整個系統(tǒng)的控制核心。工作原理如下：濕度檢測電路將當前環(huán)境濕度信號，送到處理器STC89C52中，然后處理器通過軟件的運行，將當前濕度信號通過LCD顯示出來（顯示相對濕度值），并且處理器通過程序的運行，判斷當前濕度值是否在預先設定的范圍之內(nèi)。若是不在，系統(tǒng)就開始進行濕度調(diào)節(jié)：當濕度檢測電路檢測到當前環(huán)境濕度比設定的上限值高，微處理器就讓控制口輸出低電平，這時使除濕機開始工作（紅燈亮）；當濕度檢測電路檢測到當前環(huán)境濕度比設定的濕度下限低，驅(qū)動霧化電路工作（綠燈亮），開始加濕功能，增加室內(nèi)濕度。

3系統(tǒng)的性能特點

（1）電源電路：為系統(tǒng)提供電力支持。

（2）濕度檢測電路：自動檢測室內(nèi)空氣的濕度。

（3）濕度調(diào)節(jié)電路：當室內(nèi)空氣濕度過高時，控制系統(tǒng)自動啟動除濕機（紅燈亮），減少室內(nèi)空氣中的水蒸氣，來達到降低空氣濕度的目的；當室內(nèi)空氣濕度過低時，控制系統(tǒng)自動啟動霧化器（綠燈亮），增加空氣的水蒸氣，來達到增加濕度的目的，使空氣濕度保持在理想的狀態(tài)。

（4）LCD顯示電路：顯示當前濕度值和設定的濕度上下限度值。

（5）按鍵電路：設置菜單及調(diào)整濕度的上下限度值。

4濕度調(diào)節(jié)的實現(xiàn)

濕度調(diào)節(jié)電路分為兩個方面，一方面是使用霧化器，也就是用來增加空氣濕度的加濕設備；另一方面是使用除濕機，用來減少空氣濕度的除濕設備，這兩個方面歸并到一起，就構成了我們所需的空氣濕度自動調(diào)節(jié)功能。

當環(huán)境的濕度超出我們預先設定的濕度范圍時，通過濕度檢測電路以及A/D轉(zhuǎn)換，把相應的信號送入主處理器STC89C52中，通過軟件的判斷，確定當前的濕度值是否在合適的范圍，如果不在，就自動發(fā)出信號，啟動濕度調(diào)節(jié)。例如當相應環(huán)境濕度大于預先設定的濕度值時，通過單片機發(fā)出信號，經(jīng)功率驅(qū)動放大電路，啟動除濕機的工作，減少空氣中水蒸氣的含量，降低空氣濕度；當環(huán)境相應濕度小于預先給定的濕度值時，仍然通過單片機發(fā)出信號，經(jīng)功率放大電路，啟動加濕器進行工作，增加空氣中的水蒸氣，達到增加空氣中濕度的目的?？傊褪鞘箍諝鉂穸缺３衷谖覀冃枰睦硐霠顟B(tài)。

5軟件的設計及實現(xiàn)

按硬件設計中的模塊來看，軟件設計分為主程序模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，主程序初始化后開中斷設置，然后檢查溫度是否符合范圍，根據(jù)判斷調(diào)用顯示程序啟動加濕除濕系統(tǒng)（電路板上相應指示燈亮），系統(tǒng)軟件流程如圖1所示：

6硬件焊接

在焊接的時候，要按照原理圖焊接，焊接的順序是首先把四個銅柱安裝在板子上，然后先焊接電源部分，將單片機座子與液晶座子安裝好，距離調(diào)節(jié)合適。再將晶振部分，電位器，下拉電阻焊接好。然后焊接單片機最小系統(tǒng)與液晶顯示的連接部分。最后把剩余的焊接完成。DC電源插座的接線方法是：座子側(cè)邊的引腳不接，底部中間的引腳接負極，后面的引腳接正極。電位器從左至右的引腳分別設為左一，上二，右三。一腳與三腳之間為10K，二腳為滑動腳。按鍵引腳設左上為一，右上為二，左下為三，右下為四。其中一、二腳之間是導通的，看作一根導線；三、四腳之間是導通的，看作一根導線。當按鍵按下時，一腳與三腳導通，二腳與四腳導通，在使用中只需要使用一三腳或者二四腳即可。

7結(jié)論

隨著科學技術的發(fā)展、電子產(chǎn)品制造技術的提高、集成傳感技術的進步，濕度檢測技術也一定會取得突破性進展，到時候濕度的檢測也就會更準確，更有科學價值，也會真正的成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€重要的參數(shù)。濕度檢測技術一直是一個難題，本文以這樣一個具有挑戰(zhàn)性的問題提出設想，設計出一種簡易的家用自動加濕器控制系統(tǒng)，也只能是作出一些簡單的探討。

參考文獻：

[1]沙占友.集成化智能傳感器原理與應用.北京：電子工業(yè)出版社.2014

[2]石磊.基于單片機的濕度測控系統(tǒng)[J].科技風.2013，（7）：255-259

作者簡介：孫嘉玉（1996.03）漢，男，黑龍江省海林市人，黑龍江八一農(nóng)墾大學電氣與信息學院本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動化。endprint