携手创作,共同成长!这是我参与「掘金日新计划 · 8 月更文挑战」的第6天,点击查看活动详情
说明
前面简单的聊了一下kicad,那么对于温湿度变送器的设计,下面也简单的说一下。后面我们再对每个模块的功能和对应的工作方式,工作原理,设计思路进行分析。本章节浅谈一下。
方案设计
1.外观设计:温湿度变送器为了以后方便安装,采用导轨式外壳。(选择公模)
2.具备一下基本的硬件接口:
- RS485接口(一进一出,方便级联)
- 12V供电(一进一出,方便级联)
- 两路DO信号控制(控制风机&加湿器)
- 一路DI输入信号(外部控制信号输入)
- 运行指示灯
- 温湿度采集
mcu主控选择
基于以上的功能,逻辑和控制的外设并不是很复杂。
- rs485需要一路uart接口
- do和di信号需要3个gpio
- 一个运行指示灯需要1个gpio
基于以上,我们选择的主控芯片为stm8系列芯片-stm8s003f3p6,其Pin脚图如下:
其中,PD5&PD6 接口为RS485接口
RS485芯片选择
RS485控制芯片选择MAX485芯片。主要参数如下:
- 低功耗 300uA
- 3态输出
- 2.5Mbps 通信速率
- 5V 供电 引脚图如下:
一般控制电路:
DO控制
DO采用光耦隔离的5V继电器输出
简单的来说。光耦是一种以光信号为控制媒介的隔离器。一般有光发射单元,接收单元,放大单元组成。
当控制端导通,放光器发光,输出端,光敏材料接收到光,逐步导通。这样就实现了控制。
这里使用的光耦隔离主要在于:
1:单片机控制io的的电平是5V
2:继电器控制选择12V继电器,实现电压隔离
3:防止继电器端反馈电流
一般控制电路:
DI输入检测
di输入监测起始和外射案件的设计思路是一样的。
上图中,我们把按键sw1换成输入信号di
正常情况下,1和2断开,rst信号被上拉电阻拉高,处于高电平
当1和2闭合(输入信号干接点),RST(就是检测的io)和gnd直接连接,io被拉低。这样就简单的实现了信号输入检测
温湿度传感器
温湿度传感器有很多种,我们选择一种比较常用的代外壳封装的单总线传感器DHT11
CJSLDHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。单线制串行接口。
电源部分
电源部分输入信号12V,单片机和485部分需要5V电,那么我们需要使用一个DCDC或者LDO将12V变为5V
本变送器直接采用LDO方案,设计简单,稳定可靠