簡易溫控智能風扇控制系統的制作

    近年來，隨著人們生活及科技水平的不斷提高，家用電器在款式、功能等日益求精，并朝著健康、安全、多功能、節能等方向發展。電風扇價格低廉而且省電，安裝和使用方便，在中國大部分人口的農村地區依舊使用電風扇降溫防暑設備。但是目前市場上的電風扇多半是采用全硬件電路實現，存在著電路、功能單一等局限性，有必要對現有的控制器進行改進。本文設計了一套溫控智能風扇控制系統，當溫度高于25 ℃時，自動開啟電風扇；低于25℃時，自動關閉電風扇。還可在軟件中設置溫度限值，并顯示實時溫度，實踐證明該系統成本低，可靠性高，實現弱電控制強電，有較高應用價值。

    1 系統硬件設計

    本系統由集成數字溫度傳感器DS18B20、單片機AT89C51、LCD1602、繼電器及外圍器件組成。硬件電路中DS18B20進行溫度采集，把采集到的溫度通過P2．2口送到單片機中進行判斷，根據判斷的結果控制其引腳P1．6輸出高電平或低電平，從而控制繼電器線圈中能否有電流，達到控制電風扇轉動停止的目的。將溫度顯示在LCD1602上，當溫度高于35℃或低于0℃時，發出聲音報警。系統結構框圖如圖1。

        1．1 單片機AT89C51

    AT89C51是一種帶4 KB閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS8位微器，為嵌入式控制系統提供了一種高性價比的方案。它的外部引腳多，程序存儲容量大，也具有內部定時、計數和全雙工串口。AT89C51具有體積小，重量輕，抗干擾能力強，對環境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好等特點。

    1．2 溫度檢測顯示電路

    DS18B20是Dallas半導體公司開發的世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，其測溫范圍為-55～+125℃，可編程的9～12位 A／D轉換精度，測溫分辨率可達0．062 5℃。被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出。工作電壓支持3～5．5 V的電壓范圍，在遠端引入，也可采用寄生電源的方式產生。DS18B20還支持“一線總線”接口，多個DS18B20可以并聯到3根或3根線上，CPU只需1根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微器的端口少，可節省大量的引線和邏輯電路，還有存儲用戶定義報警溫度等功能。

    在系統中，DS18B20的DQ端接AT89C51的P2．2口，單片機通過此口接收DS18B20檢測的實時溫度數據，分析和交由LCD1602顯示。

1．3 繼電器電路

    繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統和被控系統，通常應用于自動控制電路中，它上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關。單片機是弱電器件，下它的工作電壓為5 V，電風扇的工作電壓為220 V，屬于強電，繼電器可實現弱電控制強電。具體電路如圖2，繼電器由相應的三極管Q31來驅動，當溫度過高時，單片機P1．6口輸出高電平，三極管Q31處于放大導通，繼電器線圈有電流，常開觸點閉合，電路接通，電風扇開始轉動。當溫度過低時，單片機P1．6口輸出低電平，三極管Q31處于截止，繼電器線圈中沒有電流，常開觸點保持原斷開，電風扇不能轉動。繼電器線圈兩端反相并聯的二極管起到吸收反向電動勢的功能，保護相應的驅動三極管。發光二極管D31起到指示電風扇開啟和關閉的作用。本系統采用繼電器開啟和關閉，動作敏捷且無誤差，達到了智能控制的要求。

        2 系統軟件設計

    本系統程序設計用C語言來完成，并由Keil軟件進行調試和編輯。系統流程圖如圖3。

    3 結語

    本系統以單片機AT89C51為控制核心，實現由溫度對電風扇開啟和關閉的智能控制，以及溫度的實時顯示。單片機實現的智能溫控電風扇系統，性能可靠，成本較低，適合大眾消費，有重要應用價值。本系統的電路和程序稍作修改，還可以實現其他功能，比如大棚溫度控制、電動機溫度檢測、自動定時鬧鐘、家庭電器自動控制系統等，系統移植性強。