基于單片機的恒濕感溫變色加濕器

王玉婷，陸可欣，許銘葉，陳沈力

（南京工程學院，江蘇 南京 211167）

0 引 言

隨著科學技術的發展，人們的生活水平逐步提高，對生活環境的需求也越來越高，促使家用電器的發展趨于智能化。良好的環境可給人體帶來益處但一般情況下人們不易察覺濕度對人體的影響，加濕器可創造理想的室內濕度并利家庭成員的健康。本項目主體是一個超聲波加濕器，可根據環境濕度自動調節，將環境濕度保持在適宜范圍內。在加濕器外殼上涂上具有感溫變色功能的材料，無論加濕器是否工作，都可通過加濕器的顏色對氣溫進行直接感知。

1 加濕器總體設計

加濕器系統采用STC89C52單片機和濕度傳感器[1]作為核心，采用C語言進行程序編寫，使用濕度傳感器DHT11獲取空氣中的濕度信息，再通過模數轉換器將濕度傳感器輸出的模擬信號轉換成數字信號，利用單片機對數字信號進行分析處理后，將空氣濕度信息顯示在液晶顯示屏上并控制加濕模塊工作[2]。同時還加入了防干燒報警系統和外殼感溫變色功能，更直觀地顯示室內溫度。加濕器系統原理如圖1所示。

圖1 加濕器系統原理圖

2 智能控制系統的方案設計

2.1 智能控制系統的硬件設計

該設計由STC89C52單片機、DHT11溫度傳感器、1602LCD液晶顯示屏和按鍵輸入等部分組成。

電路組成包括溫濕度檢測模塊、液位控制模塊、液晶顯示模塊、報警模塊、加濕模塊和按鍵輸入模塊。

加濕電路單獨供電，采用繼電器控制電路通斷，當環境濕度低于加濕器工作濕度時，繼電器導通，霧化頭工作加濕；當環境濕度高于工作濕度或液位檢測到缺水時，繼電器關斷，加濕器停止工作。

控制系統硬件電路如圖2所示。液位控制模塊與報警模塊相連接，R16為一個電阻性液位傳感器，液位變化改變其電阻大小，電壓比較器通過比較輸入電壓的大小輸出高低電平控制報警電路。液位過低時，報警電路導通，指示燈亮起，蜂鳴器報警。

在加濕電路中，采用一個三級管控制繼電器。繼電器低電平導通，高電平關斷?？刂齐娐酚?1單片機來控制完成智能加濕。按鍵電路實現加濕器工作濕度設定功能。液晶顯示電路主體是LCD1602液晶，可顯示當前環境的溫濕度和用戶自己設定的加濕器工作濕度值。

2.2 智能控制系統的軟件設計

系統由51單片機控制[3]，用戶只需根據自己的需要輸入加濕器的工作值即可?？刂葡到y流程如圖3所示。

圖3 控制系統流程圖

圖2 智能控制系統硬件電路圖

加濕器通電，液晶顯示屏顯示當前環境溫濕度，用戶根據自己的需要輸入加濕器的工作濕度。當環境濕度[4]低于工作值時，加濕器工作，當環境濕度達到工作值時，加濕器停止工作。加濕器的工作與關斷由單片機控制。液位控制電路監測加濕器水位，若水量正常，加濕器工作；水位過低，加濕器報警并停止工作。

3 加濕器的外殼涂層

加濕器的外殼涂覆有可逆的感溫變色顏料[5]，由電子轉移有機化合物制成。電子轉移有機化合物是一類具有特殊化學結構的有機顯色體系。這種顏料具有從“無色”到“著色”和從“有色”到“無色”的狀態變化。將不同顏色的感溫材料進行互配和拼色，溫度為5 ℃時，顏料顏色為黑色，12 ℃時為天空藍，18 ℃時顏色為桃紅，22 ℃時為大紅，28 ℃時為橙紅，31 ℃時為黃色，當環境溫度高于變色材料的溫度區間時，材料變成無色?？赏ㄟ^顏色的變化獲取室內溫度信息變化。

4 結 語

具有感溫變色功能的加濕器，在傳統加濕器的基礎上加入了智能加濕功能，并將變色材料涂覆到加濕器的外殼上，給消費者更好的使用體驗，進一步提高了人們的生活質量。目前感溫變色材料的運用仍存在一定的限制，智能加濕系統仍有優化空間。