CN204721265U - 基于ds18b20温度传感器的直流电机转速自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，包括控制模块以及与其相连的晶振模块、复位模块、电机驱动模块与温度采集模块；所述晶振模块用以产生所述控制模块所需的时钟频率；所述电机驱动模块用以驱动与其相连的风扇转动为外部环境降温；所述温度采集模块用以采集外部环境的温度值；所述控制模块用以控制电机驱动模块输出的不同电压值来实现风扇在不同温度值下的转速。本实用新型设置于笔记本电脑散热座内，根据温度信号控制直流电机的转速，实现对风扇散热速率的自动调节控制。

Description

基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置

技术领域

本实用新型属于温控调速设备领域，特别涉及一种基于DS18b20温度传感器的直流电机转速自动调节装置。

背景技术

 随着科学技术的发展，笔记本电脑已经进入了千家万户，成为了人们日常生活中必不可少的一部分，人们用电脑的时间也变得越来越长，所以电脑会变得越来越热，这样会烧坏主板，影响电脑的寿命。鉴于此原因，市场上出现了多种多样的笔记本电脑散热座，用来解决电脑发热问题。然而目前的笔记本散热器不具备自动调速功能，会造成资源浪费，还有一些散热器采用抽风降温的方式，增大了占用空间，在某些特定的场合无法使用，这些都影响了降温效果。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于DS18b20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，利用DS18b20数字温度传感器作为温度感测核心，单片机作为控制核心，直流电机作为驱动核心来实现的笔记本电脑散热座的温控自动调速。

本实用新型采用以下方案实现：一种基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，包括控制模块以及与其相连的晶振模块、复位模块、电机驱动模块与温度采集模块；所述晶振模块用以产生所述控制模块所需的时钟频率；所述电机驱动模块用以驱动与其相连的风扇转动为外部环境降温；所述温度采集模块用以采集外部环境的温度值；所述控制模块用以控制电机驱动模块输出的不同电压值来实现风扇在不同温度值下的转速。

进一步地，所述控制模块以及与其相连的晶振模块、复位模块、电机驱动模块、温度采集模块均设置于一笔记本电脑散热座内，所述散热座内设置有若干个风扇，所述电机驱动模块与所述风扇中的直流电机相连。

进一步地，所述温度采集模块为DS18B20温度传感器。

进一步地，所述控制模块为51单片机。

进一步地，所述控制模块连接有一USB模块，所述USB模块用以连接至笔记本电脑获取直流电源。

较佳的，本装置中的控制模块在控制风扇中的直流电机转速自动调节时采用的控制程序总体结构可分为温度感测系统、PWM控制系统和自动控制系统；其中PWM控制系统是利用单片机作为系统核心控制器，以T0定时器和T1定时器的中断和启动来产生可变脉宽的PWM输出，通过改变T0定时器的初值改变脉冲频率和T1定时器的初值改变占空比，得到可变的PWM输出信号；温度感测系统则是以DS18B20数字温度传感器作为检测温度的媒介，实时的智能检测外界温度值；自动控制系统则是根据温度感测系统所得到的温度值与设定值的比较，得出控制信号，通过控制占空比的大小来控制可变PWM输出信号的输出，从而改变加载在电机两端的平均电压，改变电机的转速，达到改变散热速率的效果。

相较于现有技术，本实用新型中采用的单片机具有控制可拓展性高的特点，后期还可以通过编写新程序或增加新模块达到增加新的功能优点；在整体布局的设计方面，在笔记本电脑散热器中加入了可抽芯的盒装机构，将单片机安装在盒内，设计并固定好风扇与单片机的接口位置，实现单片机可随时拆装取出的效果，方便载入新的模块增添新的功能，在笔记本电脑散热器的顶部端盖上加入滑道可以使得DS18b20温度传感器的位置可以根据散热口位置的不同进行调整；单片机可输出可变脉宽PWM，因此在控制过程中具有无级连续调节的特点，占空比可以从0%调节至100%，因此电机转速可以无级调节，即可以直接通过改变所控制输出的占空比的大小，达到自动启闭电机和电机多档位转速调控的效果。综上所述，本实用新型在硬件装置的基础上，可结合软件系统来实现智能温控笔记本散热功能。

附图说明

图1为本实用新型采用的温度自动控制流程图。

图2 为本实用新型中采用的笔记本电脑散热座的整体布局结构框架图。

图3 为本实用新型中各电路模块的连接示意图。

图4为本发实用新型中采用的单片机电路示意图。

图5为本实用新型中电机驱动模块的电路示意图。

图6为本实用新型中温度采集模块的电路示意图。

标号说明：1为电气控制主板区；2为散热孔；3为风扇；4为电线排线管；5为USB接口。

具体实施方式

    下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

 本实施例提供的一种基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，如图1所示，包括控制模块以及与其相连的晶振模块、复位模块、电机驱动模块与温度采集模块；所述晶振模块用以产生所述控制模块所需的时钟频率；所述电机驱动模块用以驱动与其相连的风扇转动为外部环境降温；所述温度采集模块用以采集外部环境的温度值；所述控制模块用以控制电机驱动模块输出的不同电压值来实现风扇在不同温度值下的转速。

在本实施例中，所述控制模块以及与其相连的晶振模块、复位模块、电机驱动模块、温度采集模块均设置于一笔记本电脑散热座内，所述散热座内设置有若干个风扇，所述电机驱动模块与所述风扇中的直流电机相连，其中电机驱动模块的电路示意图如图5所示。

较佳的，如图2所示，所述控制模块以及与其相连的晶振模块、复位模块、电机驱动模块、温度采集模块设置在散热座的电气控制主板区1中；电机驱动模块电性连接至风扇3，连接用的电线设置与电线排线管4中，其中散热座还设置有若干散热孔2与一USB接口5。

在本实施例中，所述温度采集模块为DS18B20温度传感器，电路示意图如图6所示。

在本实施例中，所述控制模块为51单片机，电路示意图如图4所示。

在本实施例中，所述控制模块连接有一USB模块，所述USB模块用以连接至笔记本电脑获取直流电源。

在本实施例中，如图3所示，本装置中控制模块的运行程序采用C语言编写，采用模块化设计，整体程序由主程序和温度感测以及自动控制等子程序模块组成，本装置采用以下方法实现：

首先，通过DS18B20数字温度传感器智能读取出外界环境的温度值。

其次，在笔记本电脑在实际工作中，根据外部环境存在不同温度值得到以下数据：外部环境温度在温度25℃以下时，笔记本工作状态正常；外部环境温度在温度25-35℃时，笔记本工作出现低频率的迟缓；外部环境温度在温度35-40℃时，笔记本工作出现明显迟缓现象；外部环境温度在温度高于40℃时，笔记本出现卡顿现象并且产生延迟；因此可以根据以上数据在单片机中进行如下设置：当温度采集模块采集到的外部环境在温度25℃以下时，占空比为0%，散热器不工作；当温度采集模块采集到的外部环境在温度25-35℃时，占空比为30%，电机转速处于第一档位；当温度采集模块采集到的外部环境在温度35-40℃时，占空比为60%，电机转速处于第二档位；当温度采集模块采集到的外部环境在温度高于40℃时，占空比为100%，电机转速达到最大值。

然后，利用单片机的T0定时器和T1定时器的中断和启动，T0定时器中断使一个IO口输出高电平，在T0定时器的中断当中起动T1定时器，T1定时器使IO口输出低电平，改变T0定时器的初值改变脉冲频率，改变T1定时器的初值改变占空比，来产生可变脉宽的PWM输出作为控制输出。

最后，根据比较得到的结果调用控制程序得到控制信号，通过控制信号来控制加载在电机两端的平均电压大小（加载在电机两端的平均电压：Ud=(ton/T)*Us，其中占空比= ton/T，改变（0≤＜1）即可调节电机的转速），改变电机的转速，从而达到改变速率的效果。由于当占空比为0%，高电平时间为0，则没有电压输出；当占空比为100%，高电平时间为整个周期，则输出全部电压。因此通过调节占空比，可以实现调节输出电压从而调节电机转速的目的，同时由于输出电压可以无级连续调节，因此电机调速也可以实现无级调速。

    以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，其特征在于：包括控制模块以及与其相连的晶振模块、复位模块、电机驱动模块与温度采集模块；所述晶振模块用以产生所述控制模块所需的时钟频率；所述电机驱动模块用以驱动与其相连的风扇转动为外部环境降温；所述温度采集模块用以采集外部环境的温度值；所述控制模块用以控制电机驱动模块输出的不同电压值来实现风扇在不同温度值下的转速。

2.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，其特征在于：所述控制模块以及与其相连的晶振模块、复位模块、电机驱动模块、温度采集模块均设置于一笔记本电脑散热座内，所述散热座内设置有若干个风扇，所述电机驱动模块与所述风扇中的直流电机相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，其特征在于：所述温度采集模块为DS18B200数字温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，其特征在于：所述控制模块为51单片机。

5.根据权利要求1所述的一种基于DS18B20温度传感器的直流电机转速自动调节装置，其特征在于：所述控制模块连接有一USB模块，所述USB模块用以连接至笔记本电脑获取直流电源。