单片机在智能冰箱控制中的研究与应用

单片机在智能冰箱控制中的研究与应用

陈政, ,汪良树, ,万春旭, 杨志鹏

长虹美菱股份有限公司 安徽 合肥 230000

摘要:当前,各种新技术正不断地运用在电冰箱上,并使其更加智能,而单片机则给这些新技术的实现带来了良好的发展前景。本章重点阐述了电冰箱上主要的智能控制,并同时介绍了微机在电冰箱上的实际运用。

关键词:单片机 电冰箱 智能化

1引言

由于电子科学技术的蓬勃发展,单片机也因此得到了长足的进展,各类新型的微机不断涌现,已在人们日常生活的各个领域得到广泛的使用。单片机从诞生至今,功能日益增强,功能日益丰富,可适应许多使用场所的要求。另外,单片机的集成度大、功能强大、转速快、尺寸小、耗电量少、使用方便、性能可靠且价格低廉等优点,使得单片机在工业的生产控制系统、大数据收集与数据处理、家用电器等领域的使用日益普遍。

随着对电冰箱的节水、安全、健康等方面的需求日益增加,更多的智能控制技术进入了电冰箱领域。其中,单片机凭借其自身的优势在电冰箱的智能技术中起到了关键性地位,大部分的智能控制工作就是由单片机来完成的。而借助于单片机,模糊控制技术、多阶段变温技术、电动制冰技术、瞄准式制冷技术、手动开门技术、变频技术、信息化物联网技术等,冰箱智能技术已经在电冰箱上得到了广泛的运用。

2智能冰箱技术

2.1模糊控制

模糊控制是具有模糊数学、模糊集合论思想的控制手段,使用模糊方式来完成推理。模糊控制理论从严格意义上模拟了人脑的思考模式,但同时也把控制经验实现了语言化。在电冰箱的实际应用实践中,由于外界的因素影响较大,人作为控制对象往往无法形成准确的数学模型,其实际控制效果比较良好。

2.2瞄准冷却技术

在高档电冰箱上,也采用了瞄准冷却的方式。所谓的热瞄准制冷技术,是指利用布置于电冰箱内的若干个温度传感器测量各点的温度,从而对室温做出误差计算,以便改变将冷风吹送的方式,使其优先于对向室温偏高的情况下。当电冰箱展开时,室内各点的温度都是不相同的,

2.3变频技术

变频电冰箱在中国已经开始流行,这主要是因为其具有比一般电冰箱性能好的特性:冷却速率快,能够缩短一般电冰箱冷却时间的四分之一左右,能耗小,降低百分之三十的耗电量,噪音小,降低4~5dB,并且能够降低温度的波动性。目前电冰箱的变频方式大致有两类:交流变频,直流变频。直流变频比交流变频的效能要好,所以现在大部分的变频电冰箱系统都使用传统的直流变频技术。现在直流变频技术已经演变成为了无刷无传感器的直流控制,而且随着电网压力的变化使用的电压调制方法也会有所不同,现在一般选择PAM、PWM,甚至PAM、PWM等混合的调制方法,变频方式主要包括零点的测量方法、电机启动技术、频率和电压控制技术等。

2.4网络技术

由于通讯、计算机的发达,人类愈来愈渴望能够在远距离上进行电冰箱的操作,推动将通信技术运用在电冰箱上。网络电冰箱具有了如下的特点:远程控制、查看、检测:利用互联网可以远程查看电冰箱工作情况、使用状态,检测电冰箱的问题。远距离控制:可以利用互联网给远程的电冰箱设置温度、状态等。而随着人类对电冰箱的需求提高,越来越多的控制工作将可以利用互联网来完成。

3单片机在智能电冰箱中的应用

利用单片机进行电冰箱的智能控制,是指通过运用单片机的运算、逻辑推理等功能实现一定的控制电冰箱功能部件的过程。单片机是智能电冰箱的核心部件,是整个控制系统部分的中枢,也扮演着人类大脑的重要角色。一般在单片机制造出来以后,由用户制定不同的程序,将处理程序固化到数据库里面,当然一些较高端的电冰箱也可能有内置的程序,以便于日后更新程序。这个过程将输入连接线路送来的电冰箱状态信息加以分析处理,并把编程的结果经过连接线路送到具体的实现设备。在一般情形下,单片机的处理程序就决定了控制的有效性。而一般单片机应用在实际电冰箱中,主要可包括这样的一些方面:检测部分,与微机输入/出口的连接电路部分,以及控制、数据处理等部分。

3.1检测部分

检测部分是对电冰箱的信息资料的收集,比如温度,湿度、霜面厚度情况的记录,这种信息用于对电冰箱工作状态的评估,作为管理的重要依据。一般采用传感器作为敏感元件来收集各种数据资料,它的作用是把收集的参数信息传送到连接电路中。

3.2接口电路

连接电路分为输入连接电路和输出连接电路。输入输出接口电路的用途,一般是把从传感器输出来的电冰箱运行数据信号,转换成或转换成单片机所能够进行数据处理的信息。从传感器中得到的数据通常是输出信息,但因为单片机只负责数字信号,所以输入输出接口电路中应该包括有A/D切换电路,使仿真物理量转换为数码物理量可以被单片机所识别。现在,很多传感器的单片机内部都已经集成了A/D转换功能。输入输出接口电路的主要功用是实现输入或输出驱动信息的功能,通常分为信号放大、D/A转换等。单片机一般是微型的电子元件,输入输出信息功率很小,通常需要进行放大才能驱动大功率器件;而电冰箱中最主要的执行元件(压缩机等)则是模拟元件,所以需要首先将单片机所输出的能量转化成模拟量。

3.3执行部分

电冰箱的基本控制单元,包含了冰箱位置的指示、压缩机的操作、控制电路的开断等。单片机传感器所发出的控制信息可以经过输出电路的放大控制数码集成电路的运动,又或者通过经过D/A变换的模拟信号控制模拟元件的运动。控制原理的具体表现可以通过简单电冰箱的控制部件直观显示出来。

由于电冰箱的功能越来越多,其控制系统也将会更加复杂,因此人们期望电冰箱可以达到节电、环保、智能等诸多特点,从而对单片机的功能、特性等方面也有了更高需求,同时也促进了单片机的进一步发展:从技术发展趋势上来看,单片机将朝二种完全不同的方向发展,首先,随着大规模集成电路的发展,很多外设电路也将融合到单片机中,第二,朝着功能更加单一化,模块化的方向发展,首先,随着大规模集成电路的发展,很多外设电路都将融合到单片机中,第二,朝着功能上更加单一化,模块化的方向发展,这主要是为了适应某些特定的需求。

结束语：

随着电冰箱智能控制的不断产生与开发,电冰箱的性能更加多样化,也更加现代化,使用也更加简便。作为家庭智能系统的核心部件的机器人,因为其功能强大,耗电量较小,以及体积小的特性,在智能冰箱上也有着更广阔的应用。因此可以看出,未来的电冰箱将会更加智能、人性化。

参考文献：

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[2]邵翔宇,胡国欣.单片机在智能控制系统设计中的应用[J].电子世界,2021(23):141-143.DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2021.23.059.

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