半導(dǎo)體制冷器的高精度溫度控制系統(tǒng)(已修改)
2024-08-22 03:42 本頁(yè)面
【正文】 摘要隨著信息時(shí)代的到來(lái)，傳感器技術(shù)得到了快速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)其要求越來(lái)越高，需求越來(lái)越迫切。傳感器技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。隨著人們生活水平的提高，智能化的液體加熱制冷類(lèi)家電越來(lái)越多地出現(xiàn)在人們的日常生活中，這些產(chǎn)品大多采用發(fā)熱管或PTC熱敏電阻進(jìn)行加熱，僅僅具有加熱功能； 而使用半導(dǎo)體制冷片可以具備加熱和制冷雙重功能， 但缺陷是傳統(tǒng)的半導(dǎo)體制冷片的方向控制大多使用繼電器來(lái)完成，繼電器屬于機(jī)械式開(kāi)關(guān)，當(dāng)頻繁導(dǎo)通或關(guān)斷時(shí)不僅會(huì)發(fā)出噪音，而且還會(huì)降低其使用壽命。 因此，有必要探索一種高效、靜噪、安全的半導(dǎo)體制冷片控制方法。本設(shè)計(jì)將H橋驅(qū)動(dòng)電路引入半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行控制，通過(guò)控制H橋的通斷方向來(lái)控制半導(dǎo)體制冷片的加熱和制冷，從而實(shí)現(xiàn)控溫。關(guān)鍵詞： 傳感器；TEC；H橋系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)分為MCU，溫度顯示，溫度控制，溫度采集，本系統(tǒng)采用STC12C5A16S2作為核心芯片，使用TEC112706半導(dǎo)體制冷片作為核心加熱制冷與案件，采用DS18B20溫度傳感器采集溫度，通過(guò)上位機(jī)和單片機(jī)通訊，上位機(jī)可以顯示實(shí)時(shí)溫度值，并且可以進(jìn)行溫度設(shè)置，半導(dǎo)體制冷片控制部分采用H橋驅(qū)動(dòng)控制電路進(jìn)行電壓翻轉(zhuǎn)，H橋的導(dǎo)通和截止采用三極管開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行控制，從而達(dá)到加熱和制冷的自動(dòng)控制目的。STC12C5A16S2PC機(jī)顯示溫度、 溫度控制 H橋設(shè)置溫度 RS232 PWM TEC DS18B20 加熱制冷 溫度采集圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MCU采用宏晶STC12系列單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快812倍，本系統(tǒng)PWM的時(shí)鐘源是Fosc，不用Timer，PWM的頻率為Fosc/2，此單片機(jī)完全能夠滿(mǎn)足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 TEC12706半導(dǎo)體制冷片TEC(Themoelectric cooling modules)即半導(dǎo)體制冷器,它的工作原理是基于珀?duì)栙N效應(yīng)(),即當(dāng)電流以不同方向通過(guò)雙金屬片所構(gòu)成的結(jié)時(shí)能對(duì)與其接觸的物體制冷或加熱。兩個(gè)電偶臂分別用P型和N型半導(dǎo)體材料制成,然后上下分別用金屬橋連接,由于電子在金屬中的能量要低于在N型半導(dǎo)體中的能量,故在P型電偶臂和N型電偶臂兩端加上電壓后,電子從金屬流到N型半導(dǎo)體需吸收能量,而從N型半導(dǎo)體流到金屬中需放出能量,這樣a端是電子從金屬流向N型半導(dǎo)體,故為吸熱端,而b端是電子從N型半導(dǎo)體流向金屬故為放熱端。反之,當(dāng)在電偶臂兩端加上反向電壓時(shí),此時(shí)a端則
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