基于單片機控制下led散熱裝置的設(shè)計本科論文-文庫吧
2025-04-24 14:57 本頁面
【正文】 是非常必要的。 之所以選擇用半導體制冷片，是采用它體積較小，結(jié)構(gòu)簡單，不用添加化學制冷劑，并且沒有聲音，穩(wěn)定性高等特點。把它用于 LED 的照明系統(tǒng)中對于節(jié)能作用是很有現(xiàn)實意義的。 論文的組織結(jié)構(gòu) 本論文共分為五章。 第一章 ，引言。主要介紹論文的研究背景 。 第二章 ，對經(jīng)過單片機作主要管理核心，將半導體制冷技巧使用到 LED 散熱鉆研中所用到的器件的相干道理分別闡明。 第三章 ，詳細詮釋單片機控制下使用半導體制冷技巧控制 LED 散熱裝置的總計劃。重點介紹了電路的組成和工作原理，并對其中所用到的軟件設(shè)計加以說明。 第四章 ，針對單片機控制下利用半導體制冷技術(shù)的 LED 散熱裝置的調(diào)試過程，所遇的故障和對故障處理方法進行說明。 第五章 ，總結(jié)全文工作。 2 相關(guān)理論及綜述 LED 相關(guān)理論 LED 就是一種固態(tài)的半導體器件我們稱之為發(fā)光二極管，最突出的特點是方便簡單的把電轉(zhuǎn)光。它本身主要是一個晶片 ，兩頭都會有支架來依附它，通過引腳的長短就可以判斷它的正負，即長為正短為負，這樣先組合以后，最后還要采用一種稱為環(huán)氧樹脂的物質(zhì)把它整體包裹起來。按正負通過電流時，電子和空穴在其中結(jié)合的過程中會產(chǎn)生一種能量，這種能量是光子的形態(tài)，通過這種形態(tài)，我們就看到了 LED 發(fā)光了。 LED 結(jié)構(gòu)示意圖，可見下圖 21： 2 圖 21 LED 結(jié)構(gòu)示意圖 LED 光源有①低電源電壓，②高效能 ，③面積小，④實用性強，⑤穩(wěn)定性高，⑥響應(yīng)時間快，⑦可變色和⑧無污染等特點。 LED 燈的顏色，發(fā)光的效率是通過生產(chǎn) LED 所用的原料和工藝進行控制，當前最常用的三種顯示顏色有紅，藍，綠。 半導體制冷片的原理特性 半導體制冷片， 也稱為 熱電制冷片。優(yōu)點是 無 滑動部件，應(yīng)用在一些空間受限制，可靠性要求高，無制冷劑污染的場合。它是 使用發(fā)生 負熱阻 來進行 制冷 的 ，它的特征 是 ① 無 活動 部件 ② 可靠性 比別的 高。 經(jīng)歷 半 導體 原 料的 帕爾貼 效應(yīng)，當兩種 有差別 半導體材料串 連 的電偶 通過電流 時，在電偶的 冷端和熱端就能分開 吸熱 和放熱， 從而能兌現(xiàn) 制冷 所要的成效 。 采用半導體制冷片的特點解決 LED 散熱，很有實用價值。 半導體制冷片本身就是將一片 N型和一片 P型的半導體材料組合在一起形成了點偶對的原理，電流經(jīng) N 型到 P 型的時候是選擇了吸熱， 成為冷端 。從 P 型元件流 動到 N 型 元件的接頭放熱 時 ，成為熱端。 而對它本身制冷作用的考驗利用的則是所通過電流的大小以及它自身組成材料的多少，并且電流大小是影響它的主要因素 。 道 理上，半導體制冷片 也可說是 熱傳 送 的 一個 器材 。 它由于本身的熱電偶作用 ， 當給它通過電流的時候就會有熱量的移動，就會孕育 溫差 從而產(chǎn)生 冷 端和 熱端。 但阻力會通過半導體本身產(chǎn)生熱電流，這將阻礙傳熱 。 N,P 之間的熱會通過空氣 以及 半導體材料自身 的熱量產(chǎn)生 逆向 的 熱傳 導 。當冷熱端達到一定溫差，兩種熱傳遞的量 一樣 時，會達到一個平衡點，正逆向熱傳遞 互相 抵消。 這個時候 3 N,P 端的溫度就會 停止去 發(fā)生變化。為了 使制冷效果 溫度 更低 ， 通常利用風扇吹風 等方 法去轉(zhuǎn)移 熱端 的 溫度 來 實現(xiàn) 效果 。 半導體制冷片的效果圖可見 22： 圖 22 半導體制冷片效果圖 溫度傳感器 DS18B20 DS18B20的三只引腳中左右分別是電源線和地線，只有所在中間的那個引腳是用來實現(xiàn)信號的傳輸與接收，精度非常之高，超出限度會有報警功能。溫度測量范圍是從 55到 +128攝氏度的，對它供電只需要通過數(shù)據(jù)線就行，而不需要單令接電源供電，由于自身特性也滿足多個 DS18B20工作在同一總線上。因此，只要單一的線就可以檢測大面積并且多熱源。 DS18B20選用 T0— 92包裹，有 3引腳，此中腳 1為地（ GND），腳 2為數(shù)據(jù)（ QD）輸入輸出引腳，亦然漏極開路單線的引腳在接口處，腳 3為電源正極 (VDD)，必需接地線的模式是寄生模式。 DS18B20具有反應(yīng)速度靈敏，并且有較高的精度，電路連接簡單，對于檢查器件的正常與否，只要簡單的連接單片機，并通過顯示屏顯示數(shù)據(jù)，如果顯示屏顯示數(shù)據(jù)一直不變，那么就可以確認 DS18B20的器件不能正常使用；反之，如果用手握住 DS18B20能夠在顯示屏下顯示快速增高，就說明器件能正常使用。最后把它連接到單片機中通過程序就能控制實現(xiàn)對溫度的實時監(jiān)測了。由于用它測溫度，所以會把它放置在 LED 燈背面發(fā)熱的地方。 單片機連接 DS18B20圖，可見圖 23： 4 圖 23 單片機與 DS18B20 連接圖 DS18B20 的數(shù)據(jù)端口需用一個 的上拉電阻。 DS18B20 應(yīng)用嚴密的單方協(xié)議，每次 DS18B20 開始工作時都必須按照：①初始化② ROM 命令③ DS18B20 功能命令這樣的處理順序 ,這樣主機才和 DS18B20 建立了通訊。 DS18B20 溫度對應(yīng)二和十六進制數(shù)字轉(zhuǎn)換表，可見表 21： 表 21 DS18B20
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