发布时间 : 星期日 文章蔬菜大棚温湿控制器设计（毕业设计完整版）更新完毕开始阅读76ffb12a4b73f242336c5f81
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
图10 多孔Al2O3湿度传感器的CP-RH曲线图 图11 醋酸纤维有机膜湿敏元件 1．高分子薄膜；2.上电极；3.下电极ε
湿敏电容器的感湿特性与测试频率有关．当频率较低时，电容虽随湿度的变化更为明显。同时膜的厚度d越小越外。另外，由于Al2O3，膜气孔不规则，分布不均匀，会有局部聚集水分，因而器件有—定滞后效应。
利用某些高分子材料也可以制成电容式湿度传感器，主要利用它的吸湿性与胀缩性。某些高分子电介质吸湿后，介电常数明显地改变，制成电容式湿度传感器。图4-9su是高分子薄膜式电介质电容式湿度传感器的基本结构，其介质薄膜采用于涸后成膜的醋酸纤维素，梳状电极为蒸镀上的金膜层。除醋酸纤维素外，酷酸纤维素或硝化纤维素也是较好的电介质材料。
4 温度控制电路的设计 4.1温度检测电路：
该电路利用热敏电阻在不同的温度环境下有不同的阻值的特性。将热敏电阻放置在大棚的几个关键点，如四个角、中央、门旁。当外界温度变化超过规定范围时，电路动作，实现温控。在方案电路中IC1为单电源工作的四电压比较器，通过比较器IC1-1、 IC1-2、 IC1- 3、 IC1-4四个电压比较器可以将大棚温室的四个角的温度、湿度很好的测量出来，从而确定是不是需要对电路进行加热、通风等一系列的工作操作。该检测电路如下图12 所示：
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图12 温度检测电路
在温度检测电路中，我们需要40V的直流电压,通过40V的支流电压提供给电路中各个元器件使其正常工作,在电路中我们利用了M51920作为我们温度检测电路中的比较器，M51920是单电源工作的电压比较器，当电压通过R104,取自R105的电压分别引入两个比较器，然后去和标准电压比较。根据我们任务书中电路的设计要求，我们需要检测到温室大棚四个脚的电路我们可以将IC1—1比较器中设置基准电压,
设置单电源电压比较器IC1—1的反向输入基准电压为25.8V,首先确定分压电阻R105=15K然后利用串联电路的分压原理，得到该分路中电流大约为：
I=20V/15K=1.3A
在电源电路电压为40V的情况下，电阻R103的阻值如下式可以得到：
I=40V/(R103+R104) 1.3=40/(R103+15K)
得到电阻：R103=8.3K为了更好的 调节基准电压的阻值我们采用可变电阻器，选用10K的可变电阻器，此时热敏电阻的温度范围大约在30℃。
在电路IC1—2中，设置单电源电压比较器IC1—2的反向输入基准电压为20V,在分压电路中我们统一确定分压电阻的阻值为15K，在电路中我们利用串联分压电路的特性可以确定热敏传感器的电阻值：
RT=6.4K
通过查热敏电阻的特性，我们可以去定温度范围在15℃左右，原理如下：
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在IC1—1中基准电压U_＝25.8V，温度低于30℃时，由于热敏电阻阻值随温度增高而降低从而是R105所分担的直流电源电压减少,所以比较电路IC1—1输出低电平。当温度升高超过30℃时，由于随着温度的升高,此时热敏电阻的阻值降低,从而是R105所分担的电压升高此时在此时IC1—1电路比较器中,U+＞25.8V，所以IC1—1发生跳变，输出高电平。
而在IC1—2中，由于设置的基准电压为20V,所以当基准电压U+＞20V，此时温室大棚内的温度大于15℃时，从而热敏电阻的阻值降低,比较器IC1—2输出低电平。当温度降至低于15℃时，热敏电阻的阻值升高,从而使R105所分担的电压减少,导致U_＜20V，所以此时IC1—2发生跳变，输出一个高电平。
在图12温度检测电路（2）的工作原理温度检测电路（1）的原理相似，电压取自R503的电压然后分别引入两个比较器，去和标准电压比较。
在IC1-3（IN3-、IN3+、OUT3）中基准电压U+=22V，温度高于20℃，低于25℃，时，IC2-1输出低电平。当温度降低过20℃时，此时 U-<22V，IC2—1发生跳变．输出高电平，加热电路工作。
而在IC1—4（IN4-、IN4+、OUT4）中，基准电压U-=24V．温度小于25℃时，比较器IC2—2输出低电平。当温度升高超过25℃时，U+>24V，IC2-2发生跳变，输出一个高电平，使换气电路工作。
加热、换气电路：在此电路中我们设定了温度的值在20～25℃，当温度在20～25℃范围内的时候，此时加热电路、换气电路处于断路状态，不工作，当温度低于20～25℃于这个规定值时，加热电路开始动作：
在加热电路中我们设置E点在18℃的电压为3.4V，在21℃的E点的电压为0.2V， 在电路中利用R506的阻值为10K则
3V=RP202*22.2V/(RP202+R506)
得到RP202=1.5K
为了更好的调节温度我们选择RP202DE阻值为4K,同理换气电路中在F点利用电路的分压特性，确定其参数在18℃时候，F点的电压为3.7V,在温度为21℃时候F点的电
压为0.3V，所以利用分压电路可以得到分压电阻在2K左右，在这里我们选择可变电阻器的阻值为4K，当温室大棚中温度高于20～25℃的时候，此时换气电路开始工作，在此电路中加热
电路和换气电路都自生的供应电源，电路中都应用了芯片MAC94A4，在加热电路中，温度值可以通过调节RP 501可粗调加热的跳变温度。
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当温度在20～25℃范围内。加热、换气电路不工作，当温度低于或高于这个规定值时，电路动作。调节RP501可粗调加热的跳变温度。加热装置可用壁挂式电热毯或电炉子，换气装置可选用换气扇。电路如下图13:
图13 加热、换气电路
4.2 温度报警电路组成与原理
温度报警电路主要由或门电路、振荡电路2、功率放大电路三部分组成。在本设计中三部分电路原理如下所示：
(1) 或门电路：或门电路图如下图14所示：
图14 或门电路
或门电路由R401、R402、VD401、R403、R404、VD402几个器件组成，在电路中用到了稳压管,稳压管VD403的作用是提供一个基准电压,
我们设定电路中稳压管部分的基准电压在温度为35℃时候为2.3V；在温度为21℃时候电压为0V,通过设计我们可以知道利用电阻R404与R402来对二极管进行分压，计算得
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