您当前的位置:五五电子网电子知识电子制作自动控制-单片机一款便宜而先进的低功耗水雾冷却控制器 正文
一款便宜而先进的低功耗水雾冷却控制器

一款便宜而先进的低功耗水雾冷却控制器

点击数:7176 次   录入时间:03-04 11:43:15   整理:http://www.55dianzi.com   自动控制-单片机

  此款低功耗水雾冷却控制器电路原理图如下图所示。
  
  大多数使用涡轮增压的汽油和柴油发动机都使用冷却散热器——在空气被增压涡轮压缩后降低空气的温度。使用冷却器一来可以提供更多的能量(摄入的空气温度低,而且密度更大),二来可以减少发动机爆炸的几率。
  
  在大多数情况下,冷却器都是太小了而不能达到最佳的性能——尤其是在气温较高的时候。但是如果给它增加一个水雾喷射装置——蒸发水滴,从而降低其温度,就能极大地增强它的性能。
  
  那么是怎样产生喷雾的呢?很多人是使用压力开关——但这种方法会浪费大量的水,因为即使冷却器的温度较低时它也会喷洒水雾。另一种办法是使用一种温度开关,但是这还是会浪费大量的水,因为它没有考虑到“热浸”(比如,当车在等一个比较长的交通灯时),因此一个简单的温度开关仍会继续喷洒水雾,直到水箱空了。此外,这两种方法都不能轻松的设置它们的最佳工作点。
  
  因此,何时喷水,应由冷却器的温度和发动机负荷共同决定;当两个同为高时,水雾喷洒装置打开。这种装置会只浪费很少的水,因为它只会在真正需要时才喷洒水雾。
  
  现在已经知道了需要的是什么了——但是如何去实现它呢?答案是:智能混合显示项目,它提供了几乎所有需要的。事实上,它甚至提供了更多的功能,连上彩色的发光二极管,可以以条形图的形式显示冷却器的温度。
  
  为了给它加入新的功能,只需添加很少的几个器件,然后在PC板上做些简单的修改,没有需要切割轨道的地方。
  
  这样就可以使得水雾冷却控制器的成本非常低,并且很容易制作。
  
  智能混合仪表
  
  智能混合显示被设计用来监视氧气传感器的输出端,它用来指示氧气/燃料比的高,低状态。它有两个输入——个来自氧气传感器(它的输出能在LED上直观的显示),另一个来自负荷传感器,如空气流量表。
  
  当发动机负荷超过设定值,并且氧气传感器的输出显示混合燃料比例低时,一个压力警报器就会响起。
  
  为了把智能混合显示改成一个能控制水雾喷洒的装置,它需要一个可调开关阈值的负载输入,当氧传感器的输入连接到一个热敏电阻时,其输出设定为随着温度的升高而下降。
  
  因此,只需很少的改动,当温度冷却器与发动机负荷同时为高时,压力警报器就会响起。在这个电路中,用重型汽车继电器来代替压力蜂鸣器,去控制喷洒水泵。
  
  最后,因为冷却器水雾喷洒在齿轮变动或负载迅速变动时不会关闭,增加了一个Is开延时和2s关闭延时。

低功耗水雾冷却控制器原理图

  改造混合仪器
  
  可以用两种方法制作冷却器水雾控制器。第一种方法——如果你是个初学者的话最好——按照以前的说明精确地制作智能混合显示装置。这样,你就可以测试最后结果,并确保设备工作前进行了修改,把它改成了冷却器喷水控制器。另一种方法是建立从无到有的冷却器喷水控制器项目,然后把你的修改合成一体。下面的是需要修改的地方:
  
  热敏电阻输入:如前所述,热敏电阻是用来读出冷却器内部温度的——热敏电阻的阻值是随温度的升高而变大的。因此从热敏电阻传来的电压信号永远也不会降低到0(这会使所有的LED熄灭),一个1.8kΩ的电阻与它串联。很容易就可以用电线将电阻与热敏电阻连接在一起,然后用热缩管将裸露的引脚盖住。热敏电阻/电阻是连接在氧气传感器的输入(现在是热敏电阻的输入)与地之间。
  
  集成芯片LM3914用来驱动发光二极管,运放IC2b,晶体管Q2和继电器l用来控制水雾喷洒。
  
  为了让它分压,需要给热敏电阻供电,这是由在热敏电阻输入端和IC1的脚7之间连接一个4.7kΩ的电阻实现的。新连接的电阻可以很容易的连接到PC板的背面,并且应该用热缩管将它裸露的引脚包裹住。就像所有的改动一样,电阻的位置如下图所示。
  
  如果已经完成了智能混合显示板并想测试已经修改的地方,就可以给系统加上电,然后观测加热热敏电阻时LED的显示方式。

  达林顿晶体管:原来的BC327晶体管Q2,因为没有足够大的电流去驱动重型的继电器,所以需要被换掉。替代品是一个BD682达林顿晶体管。注意,BD682的引脚与原来的BC327并不相同,所以在安装它时,必须按照下图所示的方式连接。
  
  在这个阶段,去掉齐纳电阻ZD4上的680Ω的电阻,然后用新的晶体管代替,板子应该还能像以前一样工作。也就是说,通过适当设置VR4和VR5,发光二极管LED11和LED12应该能被开、关,并且当他们都发亮时,压电式蜂鸣器应该会发出警报。
  
  二极管和继电器:继电器和晶体管取代了压电式蜂鸣器,用来保护二极管(D4)。二极管1N4004的摆放应该是阴极(有白环的部分)朝上(相对于PC板)。再次对着俯视图与照片检查一遍。
  
  当插入并且焊接好这个二极管时,不要将它的引脚剪短。相反,给各个引脚留下足够的长度能够很容易的焊接通过它们的飞线。将这些飞线连接到继电器的连线。建议在这里使用一个重型汽车型的继电器,在这种情况下,这些引脚通常会连接到继电器的85和86端口上。
  
  如果想检查的劳动成果,给板子加上电,会看到,当LED11和LED12同时亮时,继电器会合上,并伴有一声听得见的“啪”得响声。
  
  延迟:开和关的延时是由一个代替了原来那个680Ω电阻的2200μF的电容控制的。它不能安装到板子上,所以它只能通过飞线连接,然后粘贴在盒子里或水平地放在新二极管的上面。当在俯视图上看时,电容的负极应朝右。
  
  在测试完工的设计时,当LED11和LED12为亮的时候,在继电器闭合之前有一个小小的延时。同样,在一个或两个LED都熄灭时,在继电器松开之前有会一个较长的延时。如果想获得更长的延时,可以加大电容——可以增加另一个2200μF、16V的电容与它并联。如果想缩短延时,就减少电容的值。注意,由于这个电容是起到抗颤振作用的,所以它的最小值为1000μF。

修改扣的水雾控制器布线图



www.55dianzi.com

  水雾控制器是基于智能混合显示仪器的。需要7个新元件和简单的修改。当温度或负载同时超出警戒线时,水雾控制器会控制冷却器喷水。如下图所示。


  
  在PC板的背面有两处需要修改的地方:①需要一个4.7kQ的电阻用来连接IC1的脚7和热敏电阻的输入;②添加两条飞线,替代了压力蜂鸣器的二极管的每个引脚连一条。这两条飞线是用来连接继电器的。如下图所示。

  将Q2换成了BD682。它的引脚与原先的BC327不同了:新晶体管必须按下图所示方式安装。

  选项:如果愿意,可以改变这些LED的位置,以便更好地表明冷却器的温度上升。比如,可以交换绿色和黄色LED的位置,这样,当温度上升时,LED点亮的顺序是绿,黄,红。或者可以用黄色的LED代替一些绿色的LED,等等。
  
  校准
  
  现在是校准阶段。首先将VR1和VR2调到它们的中间位置。做完这些后,确保热敏电阻是处于室温(-20CC)下,然后旋转VR1,直到LED 9(黄色)变亮。在此之后,稍微逆时针方向旋转VR1,使LED10恰好点亮。
  
  用的手加热热敏电阻,然后使LED从LED 10到LED 9点亮。然后使用电吹风来加热热敏电阻,使它的温度更高。当它触摸起来感觉很热时(比如55摄氏度),旋转VR2,直到LED1(指示“最热”的灯)变亮。
  
  确保不去动它,直到LED自动熄灭。当热敏电阻的温度降低的时候,可能需要去调整VR1。
  
  当以这种方式校准,冷却器的温度大约可以在20。C~ 55℃的范围内调整。由于热敏电阻的器件特性,特征曲线并不是很直——在热端比在冷端需要更大的温度变化去驱动一个发光二极管。
  
  安装
  
  远程安装,热敏电阻应该焊接到一些双绞线,并且使用热缩管使它绝缘。热敏电阻应该从内部的后方插入,被很好地安置在冷却器的尾翅上。这个位置能得到最准确的冷却器的温度。而且热敏电阻需要用胶把它固定在某一地方。

[1] [2]  下一页


本文关键字:控制器  便宜  自动控制-单片机电子制作 - 自动控制-单片机

《一款便宜而先进的低功耗水雾冷却控制器》相关文章>>>