專利名稱：用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于車載設備技術領域，涉及一種智能恒溫箱，尤其涉及一種用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱。
技術背景隨著國家經濟的發(fā)展，擁有汽車的人越來越多，考慮到汽車使用者在車上保存一些需要在某個恒溫環(huán)境下的存放物品，諸如食品、飲料等。采用車載接口供電的便攜式恒溫產品可以為汽車用戶提供很大的便利。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，用戶可自行設定精度較高的恒溫溫度值。為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案一種用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，所述恒溫箱包括箱體、車載連接線和箱體中的控溫系統(tǒng)；所述控溫系統(tǒng)包括單片機、溫度檢測裝置、加熱/制冷裝置、顯示裝置、按鍵；所述單片機分別與溫度檢測裝置、加熱/制冷裝置、顯示裝置、按鍵相連。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器，該溫度傳感器包括PSB型負溫熱敏電阻。作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述加熱/制冷裝置由繼電器和半導體制冷/熱片構成。本實用新型的有益效果在于本實用新型提出的用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，用戶可自行設定精度較高的恒溫溫度值。由于不同物品對存放溫度要求不同，而車內環(huán)境溫度下存放可能引起物品的變質或損壞，給汽車用戶造成了不便。此實用新型技術滿足了用戶對各種恒溫存放環(huán)境的需要，用戶可以設定溫度后放心的存放物品，且簡便易攜，操作方便。

圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2是實用新型的電路連接原理圖。圖3是實用新型的溫控的主程序流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的優(yōu)選實施例。實施例一請參閱圖1，本實用新型揭示了一種用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，整個設備通過電源插孔4連接車載連接線I獲得12V直流電壓供電。箱體6內有隔溫材料覆蓋，用戶通過開關5打開恒溫箱蓋，通過顯示裝置2查看各類信息(如箱體內的溫度、控制調節(jié)的溫度)，通過按鍵3進行各類參數控制(如提高或降低控制調節(jié)的溫度)。參閱圖2，圖2是本實用新型用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱的電路連接原理圖。如圖所示，包括單片機7以及與該單片機分別相連的溫度檢測裝置8、加熱/制冷裝置9、顯示裝置10和按鍵11等構成的電路。本實例選用MSP430單片機系列中的MSP430F247作為整個系統(tǒng)的主控芯片，用于控制各個部分的工作以及接受用戶的設置和處理數據。MSP430為16位超低功耗，具有精簡指令的單片機，片內自帶320KB FLASH用來存放程序和用戶設定參數等數據。溫度檢測裝置8用來檢測箱內溫度，選用熱敏電阻測量溫度，熱敏電阻本身對溫度的反應靈敏且精度高，故此測溫可轉化為測電阻值。測量方法選用類R-F轉換頻率的測量法，此測量方法采用555定時器和熱敏電阻等器件構成振蕩器，由MSP430F247單片機測量振蕩器的高低脈寬，根據比值查表即可得到電阻阻值。振蕩器的頻率非常穩(wěn)定，故測得的 溫度精度較高。電路中采用直接把熱敏電阻接在555定時器組成的多諧振蕩器電路中，用單片機引腳的的捕獲功能來捕獲多諧振蕩器輸出信號的高低電平，熱敏電阻與捕獲高低電平的差值成線性關系，查表可得溫度值。所述的加熱/制冷裝置9包括繼電器和半導體制冷/熱片組成的電路。繼電器根據單片機7的不同指令，對半導體制冷/熱片施加正向和反向電壓，以達到制冷和加熱的效果。半導體制冷/熱片的特點是在其允許的電壓范圍內，電壓越大，電流也越大，制冷/熱功率越聞。請參閱圖3，圖3介紹了本實用新型恒溫箱的控制流程。系統(tǒng)開始工作后，單片機每隔Is測量一次振蕩器的脈寬，然后查表獲得對應的實時溫度值，單片機用實時溫度與預設溫度值一起代入PID算式得出一個溫度增量，再用此溫度增量線性的控制PWM波的占空t匕，開關電源的輸出電壓也會隨之變化，即半導體制冷/熱片的輸入功率發(fā)生變化，因此半導體制冷/熱片的制冷(加熱)的功率隨PWM波占空比變化，達到自動控溫達到預設值的目的。自動控制溫度控制的是采用增量式PID算法，所謂增量式PID是指數字控制器的輸出只是控制量的增量Auk。增量式PID控制算法公式為 Auk= u{k) — u(k — I) = Kp(ek-ek ,+ — ek + Td2)
TiT
T Td2TcLTd= Kp(l + — + —) -Kp(\ + -—)ek_x ^Kp-ek_2
Ii III— — Bekl + Cek2
T TWITdTH其中』=人>(1+ _ + 二)，5 = Kp(l +1)，r = Kp — o
Ii ITT由上式，如果單片機控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期T，一旦確定A、B、C，只要使用前后三次測量的偏差值，就可以上式求出控制量。電路所測量的溫度值與預設的溫度值進行PID運算后，產生相應的PWM波，輸入電壓轉換電路，產生的PWM波控制場效應管的開關，從而控制開關電源的輸出電壓。電壓轉換電路根據不同的PWM值輸出對應電壓，進而控制冷晶片的制冷或制熱功率。電壓轉換電路采用兩個場效應管控制電壓，由于場效應管的分布電容較大，因此驅動場效應管的電流不能太小，所以不能直接用MSP430單片機的I/O 口驅動，電路中采用高速運放0P300芯片來提高MSP430單片機的負載能力，驅動場效應管。當制冷晶片全功率工作時，電流會很大，用兩個場效應管并聯可以分流，減輕每個場效應管的負荷。電路中LM317是一個可調穩(wěn)壓芯片，輸出為5V，提供單片機、高速運放0P300的電源。PWM即脈寬調制，是一種開關式穩(wěn)壓電源應用，是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術。本系統(tǒng)利用PID算出的溫度增量來控制PWM波的占空比.，溫度增量越大，PWM波高電平所點的百分比越大，場效應管開通時間就越長，開關電源的輸出電壓越大，半導體制冷/熱片的功率越大，制冷(或加熱)越快。反之，則制冷(或加熱)越慢。本系統(tǒng)中是用MSP430F247單片機的Timer_B引腳控制輸出PWM波。溫度數據通過IXD-12864顯示，用戶可通過IXD顯示觀察設置溫度和箱內實際溫度。單片機工作時，內部的程序將兩個溫度數據轉化為LCD顯示的字型碼，輸送給LCD顯示 出對應的溫度。四個手動按鍵(S1、S2、S3、S4)作為輸入構成的按鍵電路。用戶可以通過按鍵輸入恒溫預設值。四個連接至單片機的四個個引腳，按鍵處置狀態(tài)為松開狀態(tài)，此時單片機引腳為高電平狀態(tài)。當按鍵按下時，單片機引腳和地相連變?yōu)榈碗娖綘顟B(tài)。單片機通過檢測引腳電平狀態(tài)來判斷四個按鍵的狀態(tài)。用戶按下按鍵Si進入設置界面按鈕，S2為溫度+0. rc按鈕，S3為I溫度-O. 1°C按鈕，S4為確認按鈕。當開機時，單片機會自動讀取上次用戶設置的恒定溫度預設值，程序從而自動調節(jié)箱內溫度達到預設值。用戶設定數據會保存在單片機內部的FLASH中，FLASH具有斷電數據不會丟失的特性，故關機斷電后，用戶設置數據得以保存。經試驗表明，本實用新型的實施例制冷(加熱)效果明顯，效率高，達到預設的恒定溫度后可較好地穩(wěn)定在此溫度左右，界面友好，且攜帶方便。綜上所述，本實用新型提出的用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，用戶可自行設定精度較高的恒溫溫度值。由于不同物品對存放溫度要求不同，而車內環(huán)境溫度下存放可能引起物品的變質或損壞，給汽車用戶造成了不便。此實用新型技術滿足了用戶對各種恒溫存放環(huán)境的需要，用戶可以設定溫度后放心的存放物品，且簡便易攜，操作方便。這里本實用新型的描述和應用是說明性的，并非想將本實用新型的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特征的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本實用新型范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
權利要求1.一種用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，其特征在于，所述恒溫箱包括箱體、車載連接線和箱體中的控溫系統(tǒng)； 所述控溫系統(tǒng)包括單片機、溫度檢測裝置、加熱/制冷裝置、顯示裝置、按鍵；所述單片機分別與溫度檢測裝置、加熱/制冷裝置、顯示裝置、按鍵相連。
2.根據權利要求I所述的用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，其特征在于 所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器，該溫度傳感器包括PSB型負溫熱敏電阻。
3.根據權利要求I所述的用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，其特征在于 所述加熱/制冷裝置由繼電器和半導體制冷/熱片構成。
專利摘要本實用新型揭示了一種用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，所述恒溫箱包括箱體、車載連接線和箱體中的控溫系統(tǒng)；所述控溫系統(tǒng)包括單片機、溫度檢測裝置、加熱/制冷裝置、顯示裝置、按鍵；所述單片機分別與溫度檢測裝置、加熱/制冷裝置、顯示裝置、按鍵相連。本實用新型提出的用于車載的便攜式高精度智能恒溫箱，用戶可自行設定精度較高的恒溫溫度值。由于不同物品對存放溫度要求不同，而車內環(huán)境溫度下存放可能引起物品的變質或損壞，給汽車用戶造成了不便。此實用新型技術滿足了用戶對各種恒溫存放環(huán)境的需要，用戶可以設定溫度后放心的存放物品，且簡便易攜，操作方便。
文檔編號B60N3/10GK202573915SQ201220228580
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權日2012年5月18日
發(fā)明者魯湛, 祖軍, 楊光 申請人:上海理工大學