TMB—LCD数显智能温控器

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TMB-LCD数显智能型温控器,不仅可测量显示温度,还可配合不同的接口电路,精确地控制温度或用于温度超限报警等。其测量和控制范围为-10℃~110°。它可广泛地应用在农、林、牧、副、渔、食品加工、孵化、养殖业、冷库、温室、空调装置及冰箱等各种温度测量与控制的场合中,具有体积小、精度高、使用方便、生产成本低等特点。

TMB数字温控器,使用超大规模专用集成电路,液晶显示器直接装在主芯片的电路板上,外型尺寸仅70×35×23(mm)\(^{3}\),见图1。温度传感器配有3米多长的补偿导线,可随意放在被测物体之中,装一节5号电池即可直接用来测量温度。其主要技术指标:采样时间1秒或10秒,可在-10°~110℃范围内任意设定控温点的上限和下限。分辨率为0.1℃,到达控制点时,可驱动相对继电器吸合,并可输出频率为4kHz的报警信号。设有时钟显示功能。主芯片工作电压1.25V~1.8V,工作电流小于10μA。一节5号电池可用一年以上。液晶显示板尺寸为50×20(mm)2。组件的工作原理见图2。它由温度传感器和芯片内电路组成的电桥,将温度变化转换为相对的电压量,每10秒或1秒钟采样一次,经A/D转换器将模拟量转换为数字量,不仅可显示当前温度,而且经比较器不断地比较刷新将一段时间内的最高温度和最低温度的极大值存入到存储器中,按动操作按钮,随时可观测这两个数据。在作温度控制时,可将要控制的上限值或者下限值,用设定按钮输入到存储器中,也可同时设定上限和下限温控值。当被采样的温度值超过所设定的上限值或低于所设定的温度下限值时,对应的出口电路给出控制信号启动相应的加热或制冷设备,并同时产生4kHz的间歇报警信号。这些数据均可在液晶屏上显示。

图1
图1 🔍原图 (698×515)
图2
图2 🔍原图 (815×545)
图3
图3 🔍原图 (1163×660)

图3是一个用TMB组件组装的数字温控器的电路原理图。该电路设计了两组电源供电,一组由变压器输出的12V交流电源经VD1~VD4桥式整流后,再由C1滤波,供给接口继电器的工作电流。另一路经R1、R2分压后产生2.2V的电压,经隔离二极管VD7后,输出1.5V电压做组件的主芯片及液晶显示器的工作电源,并对电池GB充电。GB最好采用1.25V 5号镍镉电池。由于平时用220V交流供电,当停电或断电后,VD7截止,变为镍镉电池单独供电,以防止组件内设定或储存的数据丢失。组件4端为报警信号输出端。当超过或低于设定温度最大值或最小值时,4端输出频率为4kHz的间断音频信号,经三极管VT3放大后,驱动蜂鸣器发声,持续时间为一分钟。5端为温度上限输出端,当温度到达所设定的上限温度时,该端输出高电平,驱动三极管VT2饱和导通,继电器KR2吸合;6端为温度下限输出端,当温度低于设定下限温度值时,该端输出高电平,VT1饱和导通,继电器KR1吸合。为了适应温度传感器及温度传递过程中产生的滞后,TMB芯片没有延时功能,在KR1和KR2到达下限或上限温度而吸合后,延时一分钟后才使控制电路进入工作状态。如不需要此功能,可将13端与15端连接即可。KR1和KR2各有一对常开和常闭接点,用户可根据被控设备的不同需要选择。13端平时输出电平为0,当到达设定值上限或下限时,该端口每隔1秒输出一次高电平,持续1分钟后即保持高电平,对应VD8持续闪光1分钟后,变为连续发光。7端输入高电平复位,复位时,时钟返回到12∶00,设定控制温度被清除,所存储的最高温和最低温数值从复位后重新开始计算。按钮S1~S6,分别可用来显示和调整时钟,观测某一段时间的最高温度或最低温度,设定被控温度的最大值或最小值。其操作步骤如下:

先设定时间,按住S1显示时间值,液晶屏左下方显示“PM”或“AM”,再分别按S5和S6调好时与分。需要观看时间时按S1即可显示。观测存储的最高或最低温度时,按住S2,LCD屏左方显示“MEM”(存储),再按一下S4即可显示出“MAX”和最高温度值(昼夜中出现的最大值),再按一下S5即显示“MIN”和最低温度值。设定被控温度值或温度告警时,先按下S3(最小值设定)或S4(最大值设定),在LCD屏幕上分别显示出“MIN———”或“MAX———”,再按住S5(递减)或S6(递增)将要控制的温度值设定好,然后再按动一下S3或S4,恢复显示当前温度。可单独设定被控温度的最大值或最小值,也可同时设定被控温度的上、下限。这样可使温度控制在要求的范围内。2端为摄氏、华氏转换端,当2端接+1.5V高电平时,LCD所显示的均为华氏温度值“F”。我国通用温度计量单位为“摄氏℃ ”,故2端空置即可。3端为采样时间控制端,3端接高电平1.5V时采样周期为1秒。当3端空置时采样周期为10秒。继电器KR1和KR2的接点容量为5A,为了增加可靠性,一般被控电器容量在220V时最好不要超过500W。如需较大的控制容量,可将KR1和KR2换成接点容量较大的继电器。如要控制数十至数百千瓦的加热或制冷设备,需按控制功率增加中间继电器。

利用TMB组件还可开发出多种功能的温度测控装置和产品。读者也可在图3的基础上增减功能,自行组装。(陈九如)