測(cè)試技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、學(xué)院：機(jī)械與電子信息學(xué)院 團(tuán)隊(duì)成員：指導(dǎo)老師： 路桂英 1 研究背景武漢生活過的每一個(gè)人也許映象最深的莫過于武漢的天氣，夏天的悶熱讓人難耐，整個(gè)空氣的濕度很高，在這樣一個(gè)高濕度的空氣下放在衣櫥里的衣服極易發(fā)霉，尤其是學(xué)生，有時(shí)候比較懶不去曬，或者是在放長(zhǎng)假回來，打開衣櫥聞到就是一股股濃濃的霉味！尤其有時(shí) 經(jīng)常下雨，有時(shí)甚至?xí)B續(xù)幾天都是陰雨綿綿的天氣，而這時(shí)由于衣柜里面的空氣不流通加之空氣的濕度很大，衣服往往會(huì)發(fā)霉并有異味。發(fā)霉的衣服穿上不僅會(huì)影響我們身體的健康，同時(shí)霉味影響整個(gè)屋子的氣味！我們小組經(jīng)過討論，并對(duì)方案經(jīng)過優(yōu)化最終確定一個(gè)最佳方案。我們決定做一個(gè)衣柜干燥機(jī)，它主要是由一個(gè)濕度傳感

2、器，單片機(jī)和除濕機(jī)結(jié)合而成。2 工作原理 1.濕度傳感器原理濕敏元件是最簡(jiǎn)單的濕度傳感器。濕敏元件主要有電阻式、電容式兩大類。 濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，當(dāng)空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測(cè)量濕度。 濕敏電容一般是用高分子薄膜電容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亞胺、酪酸醋酸纖維等。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時(shí)，濕敏電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，使其電容量也發(fā)生變化，其電容變化量與相對(duì)濕度成正比。 我們打算采用電阻式氯化鋰濕度計(jì) ，并采用壁掛式的安裝方式安裝在衣柜內(nèi)，用于測(cè)量衣柜內(nèi)濕度。電阻式氯化鋰濕度計(jì)第一個(gè)基于電阻-濕度特

3、性原理的氯化鋰電濕敏元件是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局的F.W.Dunmore研制出來的。這種元件具有較高的精度，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉，適用于常溫常濕的測(cè)控等一系列優(yōu)點(diǎn)。 氯化鋰元件的測(cè)量范圍與濕敏層的氯化鋰濃度及其它成分有關(guān)。單個(gè)元件的有效感濕范圍一般在20%RH 以內(nèi)。例如0.05%的濃度對(duì)應(yīng)的感濕范圍約為（80100）%RH ，0.2%的濃度對(duì)應(yīng)范圍是（6080）%RH 等。由此可見，要測(cè)量較寬的濕度范圍時(shí)，必須把不同濃度的元件組合在一起使用?？捎糜谌砍虦y(cè)量的濕度計(jì)組合的元件數(shù)一般為5個(gè)，采用元件組合法的氯化鋰濕度計(jì)可測(cè)范圍通常為（15100）%RH。2抽濕機(jī)工作原理除濕機(jī)3、整個(gè)系統(tǒng)的工作原理濕度傳感器

4、檢測(cè)到衣柜內(nèi)的濕度超過設(shè)定范圍時(shí)，通過單片機(jī)啟動(dòng)除濕機(jī)，除濕機(jī)開始工作，將衣柜內(nèi)的水蒸氣抽出。當(dāng)濕度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)切斷電源，除濕機(jī)停止工作，這樣就能保證衣柜內(nèi)的濕度在允許的范圍內(nèi)，使衣柜內(nèi)的空氣保持干燥，從而使衣物干燥。因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)上的除濕機(jī)都是針對(duì)室內(nèi)的濕度設(shè)計(jì)的裝置，所以體積都普遍偏大，不方便衣物的干燥，為此我們要設(shè)計(jì)個(gè)小型的衣櫥自動(dòng)除濕機(jī)。4、濕度值的設(shè)定通過查閱相關(guān)資料我們確定了一個(gè)衣服在相應(yīng)濕度下的最易發(fā)霉的限值，這個(gè)值設(shè)定為40%RH.依據(jù)選的相應(yīng)濕敏傳感器的參數(shù)，計(jì)算出其輸出的相應(yīng)電壓（2.11.8）（90%75%）(1.8)/(40%25%)解得=1.9將模擬信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換

5、可得在單片機(jī)相應(yīng)位的十六進(jìn)制數(shù)位 UO=UR2N(dn-1×2n-1+dn-2·2n-2+d0·20)將U0=1.9帶入解得 相應(yīng)單片機(jī)中的十六進(jìn)制數(shù)為 61H.三、 系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)通過以上背景的敘述，我們構(gòu)思的整個(gè)系統(tǒng)由三大部分組成分別是：信號(hào)采集和處理模塊、控制模塊、除濕模塊。下圖是整個(gè)系統(tǒng)的電路圖1、 信號(hào)采集處理模塊信號(hào)采集模塊主要是用來感應(yīng)衣櫥內(nèi)的相對(duì)濕度，然后將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)通過放大傳送到AD轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)在轉(zhuǎn)化為數(shù)字然后再將其送進(jìn)51單片機(jī)。 傳感器的選取 ：根據(jù)我們測(cè)量的范圍3050%RH、測(cè)量精度、整個(gè)測(cè)量環(huán)境的溫度1535攝氏度，以及經(jīng)濟(jì)成本

6、。綜合以上幾個(gè)因素我們選取如下一款濕敏傳感器濕度模塊（MHR1B1）產(chǎn)品簡(jiǎn)介濕度模塊MHR1B1 MHR1B1是寧波江北君榮電子科技有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的采用金膜濕敏電阻的電壓輸出模塊，靈敏度高，互換性好，已大批量替代日本神榮RHU222，RHU223。價(jià)格低廉，是空調(diào)、除濕機(jī)、加濕機(jī)等理想的溫濕度測(cè)量產(chǎn)品。 電氣參數(shù) （1）供電電壓（Vin）：DC5V±5（2）消耗電流：約1.6mA（MAX3mA） （3）使用溫度范圍：050 （4）使用濕度范圍：95RH以下（非凝露） （5）濕度檢測(cè)范圍：2590RH （6）保存溫度范圍：070 （7）保存濕度范圍：95RH以下（非凝露） （8）

7、濕度檢測(cè)精度：±5RH（條件：at25，60RH，Vin5.0V）輸出電壓范圍：18152145mV （9）尺寸：28x18x8MM信號(hào)處理的電路設(shè)計(jì)：信號(hào)處理我們選用了ADC0809芯片作為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，然后將轉(zhuǎn)換的信號(hào)送到51單片機(jī)。相應(yīng)的電路圖如下：信號(hào)轉(zhuǎn)換電路圖通過給單片機(jī)編程來讀去相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，編程如下MAIN：MOV R1，#DATA ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址 MOV DPTR，#7FF8H；指向通道 MOV R7，#08H ；置通道數(shù)LOOP：MOVX DPTR，A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換HER：JB P3.3，HER ；查詢A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOVX A，DPTRMO

8、V 31H ,A ；存儲(chǔ)數(shù)據(jù) MOV R1，A INC DPTR ；指向下一個(gè)通道 INC R1 ；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針 DJNZ R7，LOOP ；個(gè)通道轉(zhuǎn)換完否？ ORG 0013H；中斷服務(wù)程序入口 AJMP PINT1 ORG 2000HMAIN：MOV R1, #DATA ；置數(shù)據(jù)區(qū)首地址 SETB IT1 ；為邊沿觸發(fā)方式 SETB EA；開中斷 SETB EX1；允許中斷 MOV DPTR，#7FF8H；指向IN0通道 MOVX DPTR，A ；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換LOOP：NOP；等待中斷 AJMP LOOP ORG 2100H ；中斷服務(wù)程序入口PINT1：PUSH PSW ；保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)

9、PUSH ACC PUSH DPL PUSH DPH MOV DPTR, #7FF8H MOVX A，DPTR ；讀取轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù) MOV R1，A ；數(shù)據(jù)存入以DATA為首地址的RAM中 INC R1 ；修改數(shù)據(jù)區(qū)指針 MOVX DPTR，A ；再次啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 POP DPH ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) POP DPL POP ACC POP PSW RETI ；中斷返回2、 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 控制由一塊51單片機(jī)通過判斷送進(jìn)信號(hào)和設(shè)置在片內(nèi)額定值，如果濕度大于已設(shè)上限，單片機(jī)則發(fā)出命令讓抽濕機(jī)進(jìn)行工作，控制系統(tǒng)的電路圖單片機(jī)控制除濕機(jī)的工作程序，KTCTL:MOV 32H,#61H; 設(shè)濕度下限MOV A,30H ;采集到的濕度值送累加器A CJNE A,32H ，KT1;判斷濕度否達(dá)到設(shè)定的值 SJMP KT3;等于設(shè)定的值退出 KT1： JNC JW ；判斷是否超出設(shè)定的值 CLR P0.1 ；小于設(shè)定的值抽濕機(jī)停止工作 SJMP