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一种对流除湿加时器

阅读：1015发布：2020-06-20

IPRDB可以提供一种对流除湿加时器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种对流除湿加时器，控制单元部分对检测单元输出的湿度信号与设定两个湿度阈值进行比较，从而通过驱动放大电路发出控制信号；显示单元实时的显示该环境的湿度；检测单元采用数字式温湿度传感器；驱动放大单元由光耦和NPN三极管组成，实现小信号控制大信号的作用，将单片机产生的小信号放大后传输给执行单元；执行单元由24V继电器、220V交流接触器、断路器、熔断器和风机组成，继电器用在直流电路中，其常开触点控制交流接触器线圈的通电与断电，交流接触器的常开触点控制风机的启停。本发明的有益效果是能够自动对地下车库进行除湿，除湿效果好。，下面是一种对流除湿加时器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种对流除湿加时器，其特征在于：由控制单元、显示单元、检测单元、驱动放大单元和执行单元五部分组成；

控制单元部分由STM32单片机作为主控芯片，对检测单元输出的湿度信号humidity与设定两个湿度阈值humidity_set1和humidity_set2进行比较，从而通过驱动放大电路发出控制信号；

显示单元采用12864芯片，用来实时的显示该环境的湿度；

检测单元采用DHT11数字式温湿度传感器；

驱动放大单元由光耦和NPN三极管组成，实现小信号控制大信号的作用，将单片机产生的小信号放大后传输给执行单元；

执行单元由24V继电器、220V交流接触器、断路器、熔断器和风机组成，继电器用在直流电路中，其常开触点控制交流接触器线圈的通电与断电，交流接触器的常开触点控制风机的启停。

2.按照权利要求1所述一种对流除湿加时器，其特征在于：所述对流除湿加时器程序执行步骤为，首先程序进行初始化和界面显示，单片机将检测单元传送过来的值与事先设定两个湿度阈值humidity_set1和humidity_set2进行比较，然后输出两路信号，一个控制热风机，另一个控制另外两个风机，当湿度值低于humidity_set1时，单片机输出两路高电平信号，光耦关段，NPN三极管关断，直流电磁继电器，接触器不动作，三个风机都处于停止状态；当湿度值高于humidity_set1时，单片机输出两路低电平，三个风机同时转动，直到湿度值低于humidity_set2时，单片机会给主电路1发出高电平信号，热风机停止，然后经过一段延时后，单片机给另外一路发出高电平信号，另外两个风机停止，这个延时是为了确保热风机产生的热风所蒸发的水分充分的被排除该环境。

3.按照权利要求1所述一种对流除湿加时器，其特征在于：所述光耦采用EL817光耦，当发光二极管通过电流为5mA时，光敏半导体导通，三极管基极得到驱动电压，从而驱动后续电路，在主电路中既有直流弱电信号，又有交流强电信号，采用光耦将主电路中的两侧电路进行隔离。

4.按照权利要求1所述一种对流除湿加时器，其特征在于：所述NPN三极管采用的是

8050NPN型晶体管，当基极电压为1V时三极管接通，此时基极电流为80mA，集电极电流为

800mA。

5.按照权利要求1所述一种对流除湿加时器，其特征在于：所述继电器采用的直流电磁继电器线圈的额定电压为24V，其触电能够接通或断开240V交流电路，由于NPN三极管的集电极导通电流为800mA，而线圈额定电流＝37.5mA，所以需要在继电器两端并联电阻R5＝

31.5欧，由于直流电磁继电器中有电感线圈，电感电流不可突变，所以需要在直流电磁继电器两端并联一个二极管起续流作用。

6.按照权利要求1所述一种对流除湿加时器，其特征在于：所述交流接触器由电磁机构、触电系统和灭弧转置组成，额定工作电压是交流220V电压，其主触头能接通或断开380V的交流电路，当在线圈中通入额定交流电时，其常开主触点闭合，接通交流主电路1和主电路2。

说明书全文

一种对流除湿加时器

技术领域

[0001] 本发明属于电子器件技术领域，涉及一种对流除湿加时器。

背景技术

[0002] 现有的酒店除湿系统在改善地下车库方面不是很理想，每年的暑期的这几个月，沿海的城市常常下雨，因此在这些城市的湿度值要高于普通城市。室内室外的湿度都比内陆城市高很多，地下车库的环境一般都会相对封闭，所以无法进行良好的通风换气，水蒸气分子遇到冰冷的物体表面会发生液化，从而顺着物体表面流到周围空间，使环境的湿度值急剧增加，对环境来说湿度值过高会带来很多弊端，环境的湿度的增加会加速铁质物品的腐蚀，降低物品的耐用程度，也可能造成地面过于潮湿，人及其可能滑到受伤，最严重的是在很多电路的外壳和裸露的变现表面也会形成一层水膜，可能会是人们在不注意的时候发生触电现象。在许多酒店、住宅小区的地下车库中都有很多很多管道、消防重要的电路设备，因此湿度较高会给酒店和小区带来很大的损失。

[0003] 在青岛地区：每年5-9月份这段时间，由于靠近海边，空气中的水分含量本来就相对较高，加之昼夜温差的影响，没有来得及及时散发的水蒸气就会也化成水，在暑假期间，湿度过高问题尤为突出。在青岛地区，大部分酒店以及高层住宅都会配备有地下停车场，这些地下停车场每年暑期都会出现湿度较高的现象，尤其是那些海景房，其地下车库的湿度值会更高。现有的除湿设备有很多，除湿的方法与原理也千差万别，具体有加热除湿、自然通风除湿、喷洒干燥剂除湿等措施，自然通风除湿是通过对车库的构造进行合理的布局，主要是对窗户和通道进行设计，利用空气的流动带走空气中的水分，这种除湿方法较为经济，一般不需要电气设备，但是除湿的效果较为一般，因此在最近几年用的也逐渐在减少。

[0004] 对于大部分酒店和高层建筑来说，地下车库是非常重要的场所，高压电缆、下水管道、锅炉设备、供暖系统、输变电站都会在地下车库或者至少会经过地下车库，因此，地下车库如果湿度值较高，会使空气中水分含量过高，这些水分附着在设备表面，会加速物体的腐蚀与老化，这样会缩短设备的使用年限，从而带来一定程度上的经济损失，另外由于很多高压电缆和变电站在地下车库，水分附着在这些上面会导电，这样很可能会使顾客在没有防备的情况下发生触电危险，这是很严重的。地下车库湿度值较高，最直观的影响是会造成车体的损害，车体的发动机等部件在潮湿的空气中很容易生锈。车库湿度较高会使地面湿滑，经常出入车库时存在滑倒的风险。很多车库的墙体表面受潮后涂料、水泥等材料会受潮脱落，这样也加重了装潢的费用。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种对流除湿加时器，解决了地下车库采用自然通风除湿效果差的问题。

[0006] 本发明所采用的技术方案是由控制单元、显示单元、检测单元、驱动放大单元和执行单元五部分组成；

[0007] 控制单元部分由STM32单片机作为主控芯片，对检测单元输出的湿度信号humidity与设定两个湿度阈值humidity_set1和humidity_set2进行比较，从而通过驱动放大电路发出控制信号；

[0008] 显示单元采用12864芯片，用来实时的显示该环境的湿度；

[0009] 检测单元采用DHT11数字式温湿度传感器；

[0010] 驱动放大单元由光耦和NPN三极管组成，实现小信号控制大信号的作用，将单片机产生的小信号放大后传输给执行单元；

[0011] 执行单元由24V继电器、220V交流接触器、断路器、熔断器和风机组成，继电器用在直流电路中，其常开触点控制交流接触器线圈的通电与断电，交流接触器的常开触点控制风机的启停。

[0012] 进一步，对流除湿加时器程序执行步骤为，首先程序进行初始化和界面显示，单片机将检测单元传送过来的值与事先设定两个湿度阈值humidity_set1和humidity_set2进行比较，然后输出两路信号，一个控制热风机，另一个控制另外两个风机，当湿度值低于humidity_set1时，单片机输出两路高电平信号，光耦关段，NPN三极管关断，直流电磁继电器，接触器不动作，三个风机都处于停止状态；当湿度值高于humidity_set1时，单片机输出两路低电平，三个风机同时转动，直到湿度值低于humidity_set2时，单片机会给主电路1发出高电平信号，热风机停止，然后经过一段延时后，单片机给另外一路发出高电平信号，另外两个风机停止，这个延时是为了确保热风机产生的热风所蒸发的水分充分的被排除该环境。

[0013] 进一步，光耦采用EL817光耦，当发光二极管通过电流为5mA时，光敏半导体导通，三极管基极得到驱动电压，从而驱动后续电路，在主电路中既有直流弱电信号，又有交流强电信号，采用光耦将主电路中的两侧电路进行隔离。

[0014] 进一步，NPN三极管采用的是8050NPN型晶体管，当基极电压为1V时三极管接通，此时基极电流为80mA，集电极电流为800mA。

[0015] 进一步，继电器采用的直流电磁继电器线圈的额定电压为24V，其触电能够接通或断开240V交流电路，由于NPN三极管的集电极导通电流为800mA，而线圈额定电流＝37.5mA，所以需要在继电器两端并联电阻R5＝31.5欧，由于直流电磁继电器中有电感线圈，电感电流不可突变，所以需要在直流电磁继电器两端并联一个二极管起续流作用。

[0016] 进一步，交流接触器由电磁机构、触电系统和灭弧转置组成，额定工作电压是交流220V电压，其主触头能接通或断开380V的交流电路，当在线圈中通入额定交流电时，其常开主触点闭合，接通交流主电路1和主电路2。

[0017] 本发明的有益效果是能够自动对地下车库进行除湿，除湿效果好。

附图说明

[0018] 图1是本发明对流除湿加时器的软件运行流程示意图；

[0019] 图2是主电路1电路图；

[0020] 图3是主电路2电路图；

[0021] 图4是DH11电路图；

[0022] 图5是供电电路示意图。

具体实施方式

[0023] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0024] 本发明对流除湿加时器的整个系统由控制单元、显示单元、检测单元、驱动放大单元和执行单元五部分组成。

[0025] 控制单元部分由STM32单片机作为主控芯片，对检测单元输出的湿度信号(humidity)与设定两个湿度阈值(humidity_set1和humidity_set2，且humidity_set1>humidity_set2)进行比较，从而通过驱动放大电路发出控制信号。

[0026] 显示单元采用12864芯片，用来实时的显示该环境的湿度。

[0027] 检测单元采用DHT11数字式温湿度传感器。

[0028] 驱动放大单元由光耦和NPN三极管组成，该单元是连接控制单元与执行单元的桥梁，可以实现小信号控制大信号的作用，将单片机产生的小信号放大后传输给执行单元。

[0029] 执行单元由24V直流继电器、220V交流接触器、断路器、熔断器和风机组成。继电器用在直流电路中，其常开触点控制交流接触器线圈的通电与断电，交流接触器的常开触点控制风机的启停。

[0030] 对流除湿加时器的运行如图1所示：

[0031] 首先是程序进行初始化和界面显示。

[0032] 单片机将检测单元传送过来的值与事先设定两个湿度阈值(humidity_set1和humidity_set2，且humidity_set1>humidity_set2)进行比较，然后输出两路信号，一个控制热风机，另一个控制另外两个风机。当湿度值低于humidity_set1时，单片机输出两路高电平信号，光耦关段，三极管关断，继电器，接触器不动作，三个风机都处于停止状态；当湿度值高于humidity_set1时，单片机输出两路低电平，三个风机同时转动，直到湿度值低于humidity_set2时，单片机会给主电路1发出高电平信号，热风机停止，然后经过一段延时后，单片机给另外一路发出高电平信号，另外两个风机停止，这个延时是为了确保热风机产生的热风所蒸发的水分充分的被排除该环境。

[0033] 光耦：光耦合器亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它的原理是利用光来控制信号的传输，它包括发光二极管和光敏半导体两部分，并将这两部分集成在一个器件内部。控制其输入端使通过发光二极管的电流达到一定值是，感光元件就会接受到光源使光敏半导体导通，从而使集电极有电流通过，实现了由电信号到光信号再到电信号的变换。本发明采用EL817光耦，当发光二极管通过电流为5mA时，光敏半导体导通，三极管基极得到驱动电压，从而驱动后续电路，在主电路中既有直流弱电信号，又有交流强电信号，采用光耦主要是可以将主电路中的两侧电路进行隔离。光耦EL817参数为：光耦IF＝5mA，电源电压5V，饱和压降为5V，电源电压为15V，CTR＝50％。所以光敏三极管的集电极电流为10mA，R2+R3＝1K，VR2+VR3＝10V。当湿度值humidity_set1时，发接触器和电动机回路通电；当湿度值低于humidity_set2时，接触器和电动机回路断电。

[0034] NPN三极管：晶体三极管是一种常用的半导体元件，是构成基本放大电路的核心器件之一。晶体三极管导电主要是由于空穴和电子的扩散和漂移，通常称为晶体管。本发明采用的是8050NPN型晶体管，当基极电压为1V时三极管接通，此时基极电流为80mA，集电极电流为800mA。8050NPN晶体管参数：晶体管的静态工作点为：漏源饱和压降Vces＝0.2～0.5V，导通电压Vbe＝0.92～1.2V，Ib＝80mA，Ic＝800mA。当基极电压为1V时，晶体管导通；又因为R2+R3＝1K，VR2+VR3＝10V，R2、R3串联分压，Vbe＝1V，所以VR2＝1V，VR3＝9V，R2＝100欧，R3＝900欧。

[0035] 继电器：继电器是控制回路中常用的一种开关元件，通过对电压电流信号或时间压力等信号进行感应，从而使线圈回路通电，由于电磁感应的原理，会吸引触电来接通或关断控制电路，在一些需要以小信号控制大信号的电路中运用的极其广泛。电磁式继电器实质上是一种电磁式电压继电器。本发明采用的直流电磁继电器线圈的额定电压为24V，其触电能够接通或断开240V交流电路，选择继电器是应注意其与控制电路的电流和电压进行匹配。直流电磁继电器参数：线圈额定电压＝24V，线圈额定功率＝0.9W，线圈额定电流＝37.5mA，触电有两种型号30A/240VAC和20A/240VAC，选择30A/240VAC。由于NPN三极管的集电极导通电流为800mA，而线圈额定电流＝37.5mA，所以需要在继电器两端并联电阻R5，R5＝R＝24/(800-37.5mA)＝31.5欧。另外，由于直流电磁继电器中有电感线圈，电感电流不可突变，所以需要在直流电磁继电器两端并联一个二极管起续流作用。

[0036] 交流接触器主要由电磁机构、触电系统和灭弧转置组成。接触器从原理上来说是属于继电器的范畴，同样可以作为开关元件，在高压网络中通常会使用接触器作为开关器件，主要控制对象是电动机。本发明采用的是交流接触器，额定工作电压是交流220V电压，其主触头可以接通或断开380V的交流电路。当在线圈中通入额定交流电时，其常开主触点闭合，接通交流主电路1和主电路2。

[0037] 交流接触器参数：接触器采用WCT 25A 3NO，额定电压AC 220～240V，该接触器有两种材料的AC7a和AC7b，本课题采用AC7a材料做的，这种材料的继电器耐腐蚀性较强，尤其是在沿海城市，其空气中的水分腐蚀性较强，很适合在地下车库这种湿度较高的环境中使用，特别是这种材料中包含镁铝合金,作为开关器件可能有效防止电弧的产生。但是镁铝合金的制造工艺较为复杂，有一定的生产难度。

[0038] 数字式稳压芯片，B2415XS-2W，B2415XS-2W的作用是作为稳压芯片，输入电压由24V直流电压源提供，用在供电电路中。其输入电压是24V，输出电压是15V，输出功率为2W，工作效率84％。当输入电压在21.6～26.4V范围内变动时均可正常工作。AMS1117-5V是一种正向低压降稳压器，1A电流通过时，压降大概为1.2V。AMS1117可输出的好几种固定电压，精度为1％，其内部集成的电子器件具有限流保护和过热保护的功能，AMS1117-5V的固定输出电压为5V。

[0039] DHT11温湿度传感器是单片机作为主控芯片的电路中常用的数字式传感器，传感器内部集成了温度测量和湿度测量的元件，是进行温湿度测量的常用器件之一。该元件的工作时序与原理在软件部分将会进行详细介绍，本课题是设计对流除湿加时器，理论上来说只要有湿度传感器就行，但是由于温度量比湿度量的变化更明显，为了程序的编写，如果程序能够正常检测到温度变量，则也一定可以检测湿度变量，从而保证了程序的可执行性。

[0040] 如图2和图3所示，主电路包括驱动放大单元和执行单元两部分。驱动放大单元包括光耦电路和晶体三极管电路，光耦电路主要起隔离的作用，其输出端来控制晶体三极管的通断。执行单元由继电器电路、接触器电路与电动机电路组成，继电器电路的作用是用来控制接触器回路的通断，接触器的作用是控制电动机回路的通断，电机回路是主要的执行部分，在主电路1中电动机是热风机，作用是使车库内的水分蒸发，主电路2中的两个电动机是两个相同型号的风机，作用是加速空气的循环流动，三台电动机共同配合来完成对流除湿的目的。

[0041] DHT11温湿度传感器工作电路相对较为简单，DHT11有四个引脚，一个接电源，一个接地，一个悬空，另外一个是数据口[i]。额定电压为3～5.5V，为了方便，采用5V电压供电，数据口经过一个上拉电阻接至电源端口。

[0042] 如图5所示供电电路中，一般的电子器件很难驱动继电器，采用直流源可提高效率，直流电源可提供的功率可设置为40W。光耦和传感器的电压由供电电路提供，供电电路提供，电路可以提供+15V、-15V和+5V三种电压。所用的稳压芯片可以保证提供给电子器件稳定的电压，避免了由于电压波动而产生的误动作，保证了电压供给的可靠性和稳定性，电路中极性电容确保了电压的正负，另外，极性电容和普通的电容共同起到了稳压和滤波的作用。接触器和电动机由AC220V交流电提供。

[0043] 本发明的优点还在于除湿技术得到了吉林省科教委认可，在全国范围内首次提出，同时也在不断地进行改进，为了能够在以后的市场上处于有利的位置和大量生产这种除湿设备。该产品选用的设备较为简单，工作原理相对简单，便于操作，环境局限小，在所有的车库都可以使用。该产品通过软硬件结合进行工作，通过湿度值控制除湿设备的启停，能耗相对较低，同时在硬件电路中才用了各种保护措施，抗干扰能力较强，可以在各种环境下稳定的工作，除湿效果好。该产品所用到的元件在市场上很常见，所以制造较为容易，成本也相对较低，可以大量生产。该产品的使用环境不仅仅局限与地下车库，由于其体积较小，很多需要除湿的的场合都适用。例如在很多存放电子设备的仓库，湿气过高会使电子电路失去功效。

[0044] 以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
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