大棚温度和湿度自动控制器

三十三、大棚温度和湿度自动控制器

本例介绍的温度和湿度控制器能使大棚的温度和湿度自动控制在一个合适的范围内，而且成本又低，适宜制作。

工作原理

大棚温度和湿度自动控制器电路如图所示。220V市电经变压整流得到40V的直流电压，该电压一部分送到温度检测电路，一部分再分离出12.16.28V的电压分别供给NE555.TDA2040、M51209、HA17902等集成电路作为供电电压。

温度检测电路利用热敏电阻器在不同的温度环境下有不同的阻值的特性。将热敏电阻器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。ICI（M51920）为单电源工作的四电压比较器。在温度检测电路1中，取自8105的电压分别引人两个比较器，去和标准电压比较。在IC1一1中反相输人端基准电压

为28.5V，温度低于30℃时，IC1一1输出低电平。当温度升高超过30℃时，此时同相输人端电压＆gt;25.8V，IC1一1发生跳变，输出高电平。而在IC1一2中，同相输人端基准电压为20V，当温度大于15℃时，比较器ICI-2输出低电平。当温度降至低于15℃时，反相输入端电压＜20V，IC1一2发生跳变，输出一个高电平。

温度检测电路2的工作原理同上，标准电压值如图所示。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。温度报警电路主要由或门、振荡电路2.功率放大三部分电路组成。8401，8402，VD401.8403.8404.VD402组成或门电路，VD403对或门输出的电压进行稳压。当温度超过30℃或低于15℃，温度检测电路输出一跳变信号到或门电路，在A点输出一个12V的电压。该电压经RP401，8406对0402充电，当电位上升至2/3Vcc时，集成块复位。3输出低电平，同时内部放电管与1脚相连通，电容器C402通过8406向7脚放电，Vc402下降，当V_CA02下降至1/3Vcc时，3脚输出高电平，放电管截止，放电结束。然后再开始充电、放电，形成振荡。8406.RP401.C402决定了时基集成电路555的3脚输出高电平的占空比，即决定报警扬声器的音调。TDA2040是集成功率放大器。8412.8411构成交流负反馈，C408是输出电容。

振荡电路1的工作原理和振荡电路2的工作原理相同。由于湿敏电阻器大都工作在交流状态下，而且要求频率不能超过1kHz，所以振荡电路1用来产生约200Hz的振荡波，由NE555的3脚输出，输出的振荡波在滑动变阻器RP302的调制下，使B点的有效输出保持在2V在右。RS为负系数的湿敏电阻器（如MS04型湿敏元件）。IC2（HA17902）为单电源工作的运算放大器。电容器C305.C306的作用是隔直流通交流。二极管VD301.VD302隔断低于1V以下的振荡波，并防止电流倒灌。调节RP303使湿度低于50%时，D点高电位，湿度大于70%时，D点为低电位。

当湿度较大时，VT301截止，D点高电位，VT302导通，此时与它的发射极相连的VT303也相继导通。由于VT303.VT304通过8314等组成了射极祸合双稳态电路，所以此时VT304截止，继电器K为释放状态。

当湿度降低时，VT301导通，D点低电位，VT302截止，于是射极藕合双稳态电路VT303.VT304迅速翻转，使VT303截止，VT304导通，继电器K动作，其动合触点闭合，接通电磁阀线圈DCF电源，使阀门打开，水便经喷水管喷出。当湿度达到一定程度时，VT302又导通，促使VT303.VT304翻转，继电器K失电，其动合触点断开DCF电源，电磁阀自动关阀，浇水停止。湿敏电阻器也可自行制作，两块锯条中间夹一玻璃体，接在VT302基极，然后调节使之达到上述条件。

元器件选择

本控制器由温度检测电路1.温度检测电路2.加热与换气电路、温度报警电路、自动浇水电路组成，所用元器件均按图所标型号及参数进行选择。

制作与调试

除热敏电阻器Rt、湿敏电阻器RS、加热器、换气扇、电磁水阀外所有电子元器件安装在一块自制的印制电路板上，并将其装入大小合适的塑料盒内。在盒侧面开数个透音孔，将扬声器固定在机盒内透音孔上。

该电路设计简单、易于调试，其各工作点的主要参数如表所示。