一種使用數字溼度傳感器的除溼機的製作方法
2023-08-05 21:42:36 5
專利名稱：一種使用數字溼度傳感器的除溼機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種除溼機，特別是涉及一種使用數字式溼度傳感器的除溼機。
背景技術：
一般來講，除溼機是一種能夠將室內潮溼的空氣吸入其箱體內部，並通過由內部流有冷媒的冷凝器和蒸發器構成的熱交換器降低溼度後而重新向室內排出，從而降低室內空氣溼度的裝置。圖1為已有技術的除溼機結構分解立體圖。如圖1所示，這種已有技術的除溼機主要包括構成底面外部結構的底盤51 ；構成頂面和兩個側面外部結構，且背面上形成有進氣口 52的箱體M ；構成前面外部結構，且前端面下部形成有排氣口 70，而上部安裝有操作部56a及顯示部56b的前面板58 ；安裝在箱體M的進氣口 52上，用於濾除吸入的空氣中夾雜的雜質的空氣過濾器53 ；設置在箱體M的內部前端，由電機75和送風扇12 構成，用於強制循環室內空氣的送風機74 ；設置在箱體M的內部後端，由蒸發器62和冷凝器63構成，用於與室內空氣進行熱交換的熱交換器60 ；設置在底盤51的前部，用於對在蒸發器62和冷凝器63中進行循環的冷媒進行壓縮的壓縮機66 ；設置在送風機74和熱交換器60之間，用於引導空氣流動的孔板68 ；能夠結合在孔板68上，用於支撐送風機74的電機支架72 ；設置在熱交換器60的下方，用於收集從熱交換器60表面滴落的冷凝水，並且一側形成有能夠排出冷凝水的排水孔92的冷凝水盤90 ；位於冷凝水盤90的下側，且與冷凝水盤90 —體形成，用於隔開壓縮機66和水槽80設置空間的擋板91 ；和位於冷凝水盤90的下方，頂部設有與排水孔92相連通的進水孔17a，用於收集來自冷凝水盤90的冷凝水的水槽 80。當除溼機接通電源時，電機75開始旋轉，同時帶動送風扇12 —同進行轉動。在送風扇 12產生的吸入力作用下，室內空氣將通過箱體M背面進氣口 52上的空氣過濾器53進入到箱體M的內部；與此同時，壓縮機66也將開始壓縮冷媒，並將壓縮後的高溫高壓冷媒通過冷媒管提供給蒸發器62和冷凝器63的內部而進行循環。當該冷媒流經蒸發器62和冷凝器63時將與上述吸入的室內空氣進行熱交換，從而使空氣中的水分凝結在蒸發器62的表面而形成冷凝水。經過除溼並經冷凝器63加熱的空氣將在送風扇12的作用下依次經過孔板68和送風機74，最後從前面板58上的排氣口 70排回到室內空間。而凝結在蒸發器62 表面的冷凝水則向下滴落在冷凝水盤90上，然後經排水孔92及進水孔17a而流入水槽80 的內部。為了準確地控制室內空氣的溼度，這種除溼器的內部還安裝有圖1中未示出的主控制器。主控制器的作用是根據室內空氣的溼度來控制壓縮機66、熱交換器60的運行，從而達到根據用戶設置的溼度信息來控制室內空氣溼度的目的。圖2為圖1示出的已有技術除溼機中主控制器結構框圖。如圖2所示，所述的主控制器包括用於指揮整個主控制器的運行、處理及儲存各種信息的微控制器1 ；用於顯示除溼機工作狀態和用戶設置信息的顯示器2 ；用於控制壓縮機66以及熱交換器60運行的輸出電路3 ；用於讀取用戶通過操作部56a設置的信息及除溼器工作狀態信息的輸入接口 4 ；用於為整個主控制器提供工作電源的電源電路5 ；用於將模擬電壓變量轉換成數字變量的A/D轉換器6 ；用於驅動溼度傳感器8工作，並將溼度傳感器8輸出的電阻變量轉換成電壓變量的檢測電路7 ；和用於檢測溼度信息並將溼度變量轉換成電阻值變量的溼度傳感器 8。其中微控制器1是整個主控制器的核心，其能讀取輸入接口 4送來的用戶設置信息，執行並保存用戶的指令；同時通過A/D轉換器6和檢測電路7讀取溼度傳感器8檢測的溼度信息以及通過輸入接口 4讀取除溼器的工作狀態信息，再根據用戶設置的溼度信息通過輸出電路3控制壓縮機66及熱交換器60的運行，並將運行狀況發送給顯示器2，通過顯示器 2顯示給用戶。顯示器2用於信息的顯示，設置於前面板58上，是顯示部56b的一部分，其輸入端微與控制器1直接相連。輸出電路3為輸出驅動電路，其輸入端與微控制器1相連， 用於接收控制指令，輸出端與壓縮機66及熱交換器60相連，用於執行微控制器1送來的操作命令，並控制壓縮機66及熱交換器60的運行。輸入接口 4為開關量接口電路，其輸出端與微控制器1相連接，用於將操作部56a上的各設置開關以及除溼器各狀態開關的信息輸入到微控制器1中進行處理。電源電路5為主控制器的工作電源，其與主控制器上其它部件相連，為整個系統提供電源。A/D轉換器6為模數轉換電路，其輸入端與檢測電路7相連， 輸出端與微控制器1相接，用於將檢測電路7送來的電壓信號轉換成數位訊號，然後傳送給微控制器1以便進行進一步處理。檢測電路7為溼度傳感器接口電路，其輸入端與溼度傳感器8相連，輸出端與A/D轉換器6相接，用於將溼度傳感器8輸出的電阻值轉換成適於A/ D轉換器6工作的電壓值，以便進行模數轉換。溼度傳感器8為電阻性溼度傳感器，其輸出端與檢測電路7相連，用於檢測室內空氣的溼度值，當空氣的溼度發生變化時，溼度傳感器 8自身的電阻值隨之發生變化，從而導致檢測電路7輸出電壓的變化。這種已有技術的除溼機進行除溼操作時上述主控制器的工作過程如下當接通電源後，微控制器1通過檢測電路7及溼度傳感器8讀取室內空氣的當前溼度值，並通過輸入接口 4讀取操作部56a的用戶設置狀態以及存儲在微控制器1中的有關設置信息，以確定溼度設定值，同時微控制器1還通過輸入接口 4讀取除溼器中各狀態開關的狀態，微控制器 1根據這些信息計算出相應的操作指令，並通過輸出電路3控制壓縮機66及熱交換器60 的工作，同時將上述信息在顯示器12進行顯示。當溼度設定值小於當前室內空氣的溼度值時，開啟壓縮機66及熱交換器60而進行除溼操作，而當溼度設定值大於當前室內空氣的溼度值時，關閉壓縮機66及熱交換器60，從而停止除溼操作，由此可將室內空氣中的溼度控制在用戶設置的範圍內。如上所述，實現溼度控制的第一步是需要取得當前室內空氣的溼度值，而讀取當前室內空氣的溼度值則需要由溼度傳感器8來完成，因此溼度傳感器8的優劣將直接影響整個主控制器控制效果的好壞。如上所述，這種已有技術的除溼機中使用的溼度傳感器8 為電阻性溼度傳感器，其工作原理是將環境溼度轉變成電阻值，當環境溼度轉變時電阻性溼度傳感器的自身電阻也隨之發生變化。由於這種溼度傳感器本身的誤差就高達5 %，而且在外界溫度發生變化的時候，電阻誤差還會增大很多，因此將會造成溼度檢測值不準確， 繼而導致除溼機主控制器輸入的溼度值也不準確，結果造成整個除溼機工作狀態不合理， 這樣不僅會導致除溼機的除溼效果下降，同時還會造成能源的浪費。另一方面，這種已有技術的除溼機主控制器中溼度檢測部分是由A/D轉換器6、檢測電路7和溼度傳感器8三部分組成，其作用是完成將空氣中的溼度信息值轉換成數字值然後傳送給微控制器1。從電路結構上看，這部分電路的組成過於複雜，並且使用的元器件數量較多。由於過多的元器件會在PCB板上佔用較大的面積，從而導致成本增加，並且也會給生產和維護增加難度。同時複雜的電路還會增加電路的噪音和功耗，從而影響整個電路的穩定性和抗幹擾性能。此外， 由於元器件的性能和參數自身存在著離散性，過多的元器件還會使整個檢測電路的精度下降，從而對整個主控制器電路產生不利的影響。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種測量精度高、成本低的使用數字溼度傳感器的除溼機。為了達到上述目的，本發明提供的使用數字式溼度傳感器的除溼機主要包括底盤、箱體、前面板、空氣過濾器、送風機、熱交換器、壓縮機、孔板、電機支架、冷凝水盤、擋板、 水槽和主控制器；所述的主控制器包括微控制器、顯示器、輸出電路、輸入接口、電源電路和數字式溼度傳感器；其中微控制器用於指揮整個主控制器的運行、處理及儲存各種信息； 顯示器的輸入端與微控制器直接相連，用於顯示除溼機工作狀態和用戶設置信息；輸出電路的輸入端與微控制器直接相連，輸出端與壓縮機及熱交換器相接，根據微控制器的指令控制壓縮機以及熱交換器的運行；輸入接口的輸出端與微控制器相連接，用於讀取用戶通過操作部設置的信息及除溼器的工作狀態信息；電源電路與主控制器中其它部件相連，為整個主控制器提供工作電源；數字式溼度傳感器的輸出端直接與微控制器相連接，用於檢測溼度信息並將溼度變量直接轉換成數字變量輸出。所述的數字式溼度傳感器與微控制器的連接採用串行總線方式，其中數字式溼度傳感器上有4個埠，埠 1為VDD，電源供電端子，直接與微控制器上的電源VDD相連；埠 2為DATA，數據傳輸讀取雙向端子，與微控制器上的雙向串行數據線DATA相連；埠為 CK,狀態檢測端子，與微控制器上的狀態檢測輸入端SCK相連；埠 4為GND，晶片接地信號，直接與系統地線連接。所述的數字式溼度傳感器上VDD與GND還連接有一個0. 01 μ F的電容器。本發明提供的使用數字式溼度傳感器的除溼機是採用數字式溼度傳感器來檢測室內空氣的溼度，因此能夠避免出現已有技術的除溼機中因使用電阻性溼度傳感器而導致的精度低和穩定性差等問題，從而可以保證整個除溼機工作在一個合理的工作狀態，這樣不僅能夠提高除溼效果，而且還可以提高能源利用率和能效等級。另外，由於僅用一塊專用 IC晶片就能直接完成從溼度到數字量的轉換，這樣一方面能夠簡化電路的複雜性，而且可使感應溼度的準確度提高3-5%，另一方面由於元器件的減少還可以減少生產和維護方面的難度，同時使電路在噪音、功耗以及抗幹擾等方面得到改善。特別是由於去掉了模擬電路部分，因此能夠使電路精度和可靠性大幅度提高。
圖1為已有技術的除溼機結構分解立體圖。圖2為圖1示出的已有技術除溼機中主控制器結構框圖。圖3為本發明提供的使用數字式溼度傳感器的除溼機中主控制器結構框圖。圖4為本發明提供的使用數字式溼度傳感器的除溼機中主控制器部分結構電路原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的使用數字式溼度傳感器的除溼機進行詳細說明。與已有技術相同的部件採用相同的附圖標號，對省略對其進行的說明。如圖3、圖1所示，本發明提供的使用數字式溼度傳感器的除溼機主要包括底盤 51、箱體M、前面板58、空氣過濾器53、送風機74、熱交換器60、壓縮機66、孔板68、電機支架72、冷凝水盤90、擋板91、水槽80和主控制器；所述的主控制器包括用於指揮整個主控制器的運行、處理及儲存各種信息的微控制器11 ；用於顯示除溼機工作狀態和用戶設置信息的顯示器12 ；根據微控制器11的指令控制壓縮機66以及熱交換器60運行的輸出電路 13 ；用於讀取用戶通過操作部設置的信息及除溼器工作狀態信息的輸入接口 14 ；用於為整個主控制器提供工作電源的電源電路15 ；和用於檢測溼度信息並將溼度變量直接轉換成數字變量輸出的數字式溼度傳感器16。其中微控制器11是整個主控制器的核心，其能讀取輸入接口 14送來的用戶設置信息，執行並保存用戶的指令，同時讀取數字式溼度傳感器16檢測的溼度信息以及通過輸入接口 14讀取除溼器工作狀態信息，再根據用戶設置的溼度信息通過輸出電路13控制壓縮機66及熱交換器60的運行，並將運行狀況發送給顯示器12，通過顯示器12顯示給用戶。 顯示器12用於信息的顯示，設置於前面板58上，是顯示部56b的一部分，其輸入端與微控制器11直接相連。輸出電路13為輸出驅動電路，其輸入端與微控制器11相連，用於接收控制指令，輸出端與壓縮機66及熱交換器60相接，用於執行微控制器11送來的操作命令， 並控制壓縮機66及熱交換器60的運行。輸入接口 14為開關量接口電路，其輸出端與微控制器11相連接，用於將操作部56a上的各設置開關以及除溼器各狀態開關的信息輸入到微控制器11中進行處理。電源電路15為主控制器的工作電源，其與主控制器中其它部件相連，為整個系統提供電源。數字式溼度傳感器16的輸出端直接與微控制器11相連接，用於檢測室內空氣的溼度值，並將其轉換成數字量輸出。如圖4所示，所述的數字式溼度傳感器16與微控制器11的連接採用串行總線方式。所述的數字式溼度傳感器16上有4個埠(Pin)，Pin 1為VDD，電源供電端子；Pin 2 為DATA，數據傳輸讀取雙向端子；Pin 3為CK，狀態檢測端子；Pin 4為GND，晶片接地信號。 其中Pin 1直接與微控制器11上的電源VDD相連；Pin 2與微控制器11上的雙向串行數據線DATA相連；Pin 3與微控制器11上的狀態檢測輸入端SCK相連；Pin 4直接與系統地線連接。所述的數字式溼度傳感器16上VDD與GND之間還連接有一個0. 01 μ F的電容器。所述的微控制器11的型號為0MCRT0023K，數字式溼度傳感器16的型號為 SHT-21。本發明提供的使用數字式溼度傳感器的除溼機進行除溼操作時其上的主控制器工作過程如下當接通電源後，微控制器11通過數字式溼度傳感器16直接讀取室內空氣的當前溼度值，並通過輸入接口 14讀取操作部56a的用戶設置狀態以及存儲在微控制器11 中的有關設置信息，以確定溼度設定值，同時微控制器11還通過輸入接口 14讀取除溼器中各狀態開關的狀態，微控制器11根據這些信息計算出相應的操作指令，並通過輸出電路13 控制壓縮機66及熱交換器60的工作，同時將上述信息在顯示器12進行顯示。當溼度設定值小於當前室內空氣的溼度值時，開啟壓縮機66及熱交換器60而進行除溼操作，而當溼度設定值大於當前室內空氣的溼度值時，關閉壓縮機66及熱交換器60，從而停止除溼操作， 由此可將室內空氣中的溼度控制在用戶設置的範圍內。 另外，由於氣體的相對溼度在很大程度上依賴於溫度，因此在測量溼度時應同時測量溫度，以補償因溫度的變化而對溼度測量值造成的影響。
權利要求
1.一種使用數字式溼度傳感器的除溼機，主要包括底盤(51)、箱體(54)、前面板(58)、 空氣過濾器(53)、送風機(74)、熱交換器(60)、壓縮機(66)、孔板(68)、電機支架(72)、冷凝水盤(90)、擋板(91)、水槽(80)和主控制器；其特徵在於所述的主控制器包括微控制器(11)、顯示器(12)、輸出電路(13)、輸入接口(14)、電源電路(15)和數字式溼度傳感器(16)；其中微控制器(11)用於指揮整個主控制器的運行、處理及儲存各種信息；顯示器 (12)的輸入端與微控制器(11)直接相連，用於顯示除溼機工作狀態和用戶設置信息；輸出電路(1 的輸入端與微控制器(11)直接相連，輸出端與壓縮機(66)及熱交換器(60)相接，根據微控制器(11)的指令控制壓縮機(66)以及熱交換器(60)的運行；輸入接口(14) 的輸出端與微控制器(11)相連接，用於讀取用戶通過操作部設置的信息及除溼器的工作狀態信息；電源電路(1 與主控制器中其它部件相連，為整個主控制器提供工作電源；數字式溼度傳感器(16)的輸出端直接與微控制器(11)相連接，用於檢測溼度信息並將溼度變量直接轉換成數字變量輸出。
2.根據權利要求1所述的使用數字式溼度傳感器的除溼機，其特徵在於所述的數字式溼度傳感器(16)與微控制器(11)的連接採用串行總線方式，其中數字式溼度傳感器 (16)上有4個埠，埠 1為VDD，電源供電端子，直接與微控制器(11)上的電源VDD相連；埠 2為DATA，數據傳輸讀取雙向端子，與微控制器(11)上的雙向串行數據線DATA相連；埠 3為CK，狀態檢測端子，與微控制器(11)上的狀態檢測輸入端SCK相連；埠 4為 GND，晶片接地信號，直接與系統地線連接。
3.根據權利要求1所述的使用數字式溼度傳感器的除溼機，其特徵在於所述的數字式溼度傳感器(16)上VDD與GND之間還連接有一個0. 01 μ F的電容器。
全文摘要
一種使用數字式溼度傳感器的除溼機。其包括底盤、箱體、前面板、空氣過濾器、送風機、熱交換器、壓縮機、孔板、電機支架、冷凝水盤、擋板、水槽和主控制器；主控制器包括微控制器、顯示器、輸出電路、輸入接口、電源電路和數字式溼度傳感器。本發明的除溼機是採用數字式溼度傳感器來檢測室內空氣的溼度，從而可以保證整個除溼機工作在一個合理的工作狀態，這樣不僅能夠提高除溼效果，而且還可以提高能源利用率和能效等級。另外，由於僅用一塊專用IC晶片就能直接完成從溼度到數字量的轉換，這樣能夠簡化電路的複雜性，而且可使感應溼度的準確度提高3-5％，從而可減少生產和維護方面的難度，同時使電路在噪音、功耗以及抗幹擾等方面得到改善。
文檔編號F24F11/00GK102269461SQ20101019281
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月7日 優先權日2010年6月7日
發明者董亦超 申請人:樂金電子(天津)電器有限公司