叁数
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条件
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Min
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Typ
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Max
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单位
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湿度
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分辨率
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0.1
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%RH
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16
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Bit
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重复性
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±0.3
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精度
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25℃
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±2
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%RH
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-20~80℃
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±2
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%RH
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采样周期
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2
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S
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响应时间
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<5
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S
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温度
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分辨率
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|
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0.1
|
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℃
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16
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Bit
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重复性
|
|
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±0.2
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℃
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精度
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|
|
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<±0.5
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℃
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量测范围
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-40
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80
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℃
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响应时间
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6
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20
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S
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数据格式: 40bit数据=16bit湿度+16bit?度+8bit验证码 例子: 接收40bit数据如表二:
表二、温湿度数据格式
0000 0010 1000 1100
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0000 00010101 1111
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1110 1110
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湿度数据
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温度数据
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验证码
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湿度高8位+湿度低8位+?度高8位+?度低8位=的末8位=验证码
例如:0000 0010+1000 1100+0000 0001+0101 1111=1110 1110
?度=65.2%RH ?度=摄氏温度35.1度,当?度低於摄氏零度时,?度数据的最高位置1。
例如:-10.1℃表示为1000 0000 0110 0101
DHT22使用单一双向传输接脚,利用MCU微控制器发出指定讯号搭配相对的时间,即可驱动DHT22,回传所侦测到的数据,藉由相对应的时序来判读01数值。如图三。
A4988 步进马达驱动器
A4988[4]是一款完全的微步电动机驱动器,带有内置转换器,易於操作。该产品可在全、半、1/4、1/8 及 1/16 步进模式时操作双极步进电动机,输出驱动性能可达 35 V 及 ±1 A。A4988 包括一个固定关断时间电流稳压器,该稳压器可在慢或混合衰减模式下工作。如图四。
转换器是 A4988 易於实施的关键。只要在「步进」输入中输入一个脉冲,即可驱动电动机产生微步。无须进行相位顺序表、高频率控制行或复杂的介面编程,如图五。
将HT66F2390规划好的输出控制脚位,接上MS1、MS2、MS3五种步进模式,分别是全步进、1/2步进、1/4步进、1/8步进、1/16步进模式,如图五所示。再接上STEP给他一个脉波,透过一次01的变化,即会转动你所设定步进模式的一步,DIR可以控制转动步进的方向,1代表正转,0代表反转,如表三。
表三、微步进模式
MS1
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MS2
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MS3
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Microstep Resolution
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Excitation Mode
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L
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L
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L
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Full Step
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2 Phase
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H
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L
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L
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Half Step
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1-2 Phase
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L
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H
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L
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Quarter Step
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W1-2 Phase
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H
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H
|
L
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Eighth Step
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2W1-2 Phase
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H
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H
|
H
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Sixteenth Step
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4W1-2 Phase
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NEMA17步进马达
NEMA17[5]具有每相1.5A至1.8A电流,每相3至8 mH电感,保持扭矩为44 N·cm(62oz·in,4.5kg·cm)以上,每步1.8或0.9度(分别为200/400步/转),如图六。
BS83B04C触控型Flash单晶片
BS83B04C[6]是一款具有8位高性能精简指令的Flash单晶片,具有完全集成的触控按键功能。触控按键功能完全集成於单机片内部,无须外部元件。如图七所示。内部具有看门狗定时器、低电压复位等特性,外加优秀的抗干扰和ESD保护性能,确保单晶片在恶劣的电磁干扰环境下可正常的运行。
CPU特性具有 fSYS = 2/4/8MHz,工作电压为 1.8V~5.5V,VDD=5V,系?时钟为 8MHz ?,指令周期为 0.5μs,提供暂停和唤醒功能,以降低功耗,震荡器有?部高速 2/4/8MHz RC - HIRC,?部低速32kHz RC - LIRC,多种工作模式:快速、低速、空闲和休眠。
热风模组
工作电压为110V,具有1000W的功率、风量为0.8m3/分,温度两段式变化、风量强弱选择。如图八所示。
硬体流程图
经由触控模组的按键操作所有动作,开关上电,校正模组位置,启动烘衣行程,还有强制停止钮,可以让你想让他停的时候停,如图九示。
软体流程图
利用微动开关实现模组位置校正,在开始烘衣行程後,利用DHT22作为判断当前烘衣的区块是否烘乾了,得以继续下一区块的烘乾作业,以右边的微动开关触发,为完成横轴的作业的依据,可以向下移动至下个横轴的行程。如图十所示。
测试方法
测试驱动步进马达
先利用步进马达驱动器,接上马达後,去否会转动,将MS1、MS2、MS3接为H、H、L再透过MCU给STEP一个1600次的脉波,观察转动状况。
确认转动正常後,接上皮带、皮带轮,挂上热风模组,确认向左转、向右转是否正常动作。如图十一、十二所示。
测试步进马达带滚珠螺杆
测试马达带动滚珠螺杆上的放置平台是否正常运作,需不需要挑整步进马达微步间隔,来带动平台上的负载。如图十三所示。
DHT22温湿度测器数值
开启DHT22温湿度感测器後,使用我们的热风模组对着湿衣服吹向感测器,使衣服贴近我们的侦测囗,观察温度是否有上升,湿度是否有下降,以达到我们烘衣的功能。
再将DHT22感测器所侦测到的数值,利用UART传至电脑显示,以方便我们观察述职的变化。前两位为湿度,单位是%R,後两位加一位小数为温度,单位是℃,如图十四、十五。
结论
我们使用DHT22温湿度感测器作为主要数据的叁考来源, 经过测试,可以精准地 得知衣服的温度以及乾燥程度,利用 MCU来操控周边设备,配合步进马达的转动,带动皮带,使得热风模组 可以 灵活 的 移动 ,这部分乾了,就换下个地方 ,实现我们智能烘衣,让你可以 腾出双 手,等待衣服烘乾即可。
(本文为第十四届盛群杯HOLTEK MCU创意大赛复赛报告)
叁考资料
[1] Holtek Semiconductor Inc. HT66F2390,https://www.holtek.com.tw/documents/10179/116706/simHT66F2350_60_70_90v160.pdf
[2]衣物烘衣机温度,http://www.comenb.com/21735.html
[3] DHT22温湿度感测器,https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/Digital+humidity+and+temperature+sensor+AM2302.pdf
[4] A4988驱动器,https://kknews.cc/zh-tw/news/jj8mzxe.html
[5] NEMA17步进马达,https://www.mouser.tw/datasheet/2/670/nema17-amt112s-1375041.pdf
[6] BS83B04C触控型Flash单晶片,https://www.holtek.com.tw/productdetail/-/vg/BS83B04C