直冷式电冰箱温度控制系统设计
电冰箱的自动控制简单原理
电冰箱的自动控制简单原理
电冰箱的自动控制是通过一系列的传感器、控制电路及执行机构来实现的。
主要包括温度传感器、控制芯片、压缩机、风扇和电磁阀等部件。
电冰箱的自动控制原理如下：当用户设定冰箱内部的目标温度时，温度传感器会不断监测冰箱内部的温度，并将实际温度信号反馈给控制芯片。
控制芯片会将目标温度与实际温度进行比较，并根据差异值来控制冰箱内的工作部件。
如果实际温度高于目标温度，控制芯片会开启压缩机和风扇，以便降低温度。
压缩机负责制冷工作，将冰箱内部的热量转移到冷凝器中，风扇则用于散热，加快制冷效果。
当实际温度接近目标温度时，控制芯片会切断压缩机和风扇的工作，从而停止制冷操作。
反之，如果实际温度低于目标温度，控制芯片会关闭压缩机和风扇，以避免过度制冷。
此外，电磁阀也是电冰箱自动控制的一个重要设备。
当制冷室内的温度达到目标温度时，电磁阀会关闭制冷剂的进入，从而避免过度制冷。
当需要制冷时，电磁阀会打开，让制冷剂进入压缩机进行循环。
另外，电冰箱还配备有除霜系统。
当冰箱内部结霜严重时，温度传感器会检测到结霜超过一定程度的信号，并将信号发送给控制芯片。
控制芯片会打开加热器，
用热能融化结霜，并用风扇将热空气送出，从而保持制冷效果。
以上就是电冰箱自动控制的简单原理。
通过温度传感器、控制芯片、压缩机、风扇和电磁阀等部件的协同工作，实现电冰箱内部温度的自动调节，从而达到用户设定的目标温度。
这一原理通过实时监测和控制，保证了电冰箱的制冷效果和能效的同时，也减少了用户的操作和管理成本。
电冰箱的设计
前言通过丝管式冷凝器和平板式蒸发器的优化设计，借助制冷系统压缩机.冷凝器.蒸发器负荷匹配和毛细管制冷机流量匹配，通过提升冷凝器和蒸发器的热交换能力，借助两大换热器（冷凝器和蒸发器）中制冷剂管道的合理布置，从而提高系统制冷量，根据大学四年对制冷原理和制冷系统的学习理解进行了此设计，内容包括冰箱热负荷计算，压缩机选型，冷凝器的设计，蒸发器的设计，毛细管的长度计算等。
此设计系统地阐述家用小型冰箱的设计过程和设计内容。
通设计该冰箱的参数如下：有效容积为201L，工质为：R134a，温带型双门；使用条件：冰箱周围环境温度为18℃，相对湿度755%ϕ=±。
箱内温度：冷冻室温度t不高于-18o C，冷藏室平均温度为4℃。
箱内有效容积：总容积为201L，n其中冷冻室为60L，冷藏室为141L，采用上部冷藏室下部冷冻室的方式布置，制冷系统为单级蒸气压缩式制冷系统，冷却方式采用直冷式，冷冻室蒸发器采用平板式，冷藏室蒸发器也采用平板式，冷凝器采用丝管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件。
1.电冰箱的总体布置1）使用条件：冰箱周围环境温度t a=18，相对湿度755%ϕ=±。
2）箱内温度：冷冻室温度t不高于-18o C，冷藏室平均温度t m=4℃n3）箱内有效容积：总容积为201L，其中冷冻室为60L，冷藏室为141L4）制冷系统为单级蒸气压缩式制冷系统，冷却方式采用直冷式，冷冻室蒸发器采用平板式，冷藏室蒸发器采用平板式，冷凝器采用丝管式冷凝器，采用毛细管作为节流元件。
5）箱体结构：外形尺寸为580mm×669mm×1479mm(宽×深×高)绝热层采用聚氨酯发泡。
其厚度根据理论计算和冰箱厂的实践经验选取，其值如表所示：1-1冷冻冷藏箱个面的绝热层厚度（mm）箱体结构图选用R134a做工质（1）润滑油选用合成的聚酯油作为系统的润滑油。
（2）干燥过滤器选用XH7型干燥过滤器。
液晶显示电冰箱温控器的设计
毕业论文课题：液晶显示电冰箱温控器的设计专业学生姓名班级学号指导教师完成日期近些年来，家电领域产品变化、技术发展、更新换代之快简直令人目不暇接，但作为白色家电冰箱的变化似乎不大。
传统的电冰箱的冷藏室温控器旋钮一般有7个数字，这些数字并不表示冰箱内具体的温度值，而是表示所控制的温度档位。
数字越小，箱内温度越高。
随着人们的生活水平的提高，对冰箱的控制功能要求越来越高，这对电冰箱控制器提出了更高的要求，传统冰箱的温控器也就无法满足人们的需求了。
因此，能够实现精确控制温度、方便的设定和修改并且能够实时显示当前温度是非常重要的。
随着技术的发展，目前有些冰箱采用了电脑只能温控及LCD(或LED)箱门外温度显示。
所谓智能温控就是通过感温头精确感应，把冰箱内温度的变化传递给中央控制芯片，由芯片控制制冷系统使冰箱内温度达到显示屏上设定值，使用者只需要根据食物的种类不同设定不同的温度即可，以此达到最大的保鲜程度。
这里介绍一种电脑型电冰箱温控器的设计电路，使用16*2字符型带背光的液晶模组作显示，显得豪华、气派，具有时代气息。
关键字：电冰箱；温控器；单片机；LCDIn recent years, the products change , technology development ,quickness of renovation and upgrade in home appliance field make people feel dizzy ,but little change in white goods.The thermostat knob of traditional refrigerator freezer has 7 figures in general, these figures do not suggest a specific temperature within the refrigerator, but that the temperature of control gear. Lower the number, the higher the temperature inside. As people's living standards improve, refrigerators have become increasingly demanding control functions which put forward higher requirements of the controller ,the traditional refrigerator thermostat will not be able to meet the demands of the people. Therefore,it is very important to achieve precise temperature control, set and modify in real time easily and display the current temperature.With the development of technology, some refrigerator use computer intelligent temperature control and LCD (or LED) box outside temperature display. The so-called smart temperature control is induced by temperature sensor accuracy, the refrigerator temperature is passed to the central control chip, the chip to control the refrigeration system so that the refrigerator temperature reach the display settings . Users only need to set different temperatures based on the type of food in order to achieve the greatest degree of preservation.Here are a computer-based design of refrigerator thermostat circuit, which use 16 * 2 character LCD module with backlight for display, appears to luxury, style, flavor of the times.Keywords: refrigerator; temperature control; SCM; LCD摘要........................................................................ I ABSTRACT .................................................................... II 第一章引言.. (1)第二章总体设计方案 (2)2.1系统功能描述 (2)2.2系统总体结构 (2)第三章硬件系统的设计 (3)3.1微处理器（单片机） (3)3.2温度传感器DS18B20 (3)3.3显示电路设计 (4)3.4功能按键 (5)第四章系统的软件的设计 (6)4.1主程序流程框图 (6)4.2键扫子程序流程框图 (7)4.3数据采集子程序 (8)第五章仿真机的调试与运行 (10)5.1K EIL单片机模拟仿真调试软件的安装和启动 (10)5.2工程(P ROJECT)的建立 (10)5.3源文件的输入 (11)第六章总结与展望 (13)致谢 (14)附录 (15)参考资料 (26)第一章引言随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。
冰箱温控器的原理图
冰箱温控器的原理图
我们可以绘制一个简单的冰箱温控器的原理图，如下所示：
```
_________
| |
Power --> | |
Supply | MCU | _______
| | | |
|_________|---| Relay |-- Compressor
|_______|
```
上面的原理图显示了一个基本的冰箱温控器的电气连接。
以下是一些说明：
1. 电源供应：冰箱的电源通过电源供应器提供。
2. MCU：主控单元（MCU）是冰箱温控器的核心部分。
它负
责监测和控制温度。
3. 继电器：继电器用于控制冰箱的压缩机。
根据所设定的温度，MCU会向继电器发送信号以打开或关闭压缩机。
4. 压缩机：压缩机是冰箱的关键部件，用于冷却和维持所设定的温度。
请注意，这只是一个简化的原理图，可能没有包括所有的细节
和元件。
实际的冰箱温控器可能有更多的组件和电路，用于更精确地控制和监测温度。
51电冰箱控制系统及部件解析课件
第2章 家用电冰箱
电动机与启动
单相异步电动机 目前单相异步电动机主要用于封闭式制冷机中，在制冷 与空调设备中常用的单相异步电动机有： 单相电阻启动式异步电动机 单相电容运转式异步电动机 下面分别介绍它们的启动方法：
第2章 家用电冰箱 单相电阻启动式异步电动机启动
副绕组
转子
～
主绕组
启动器
重力启动器 PTC元件
单门直冷式电冰箱控制电路
温控器 过载热保护器
温控器 过载热保护器
照明灯
～220V
门开关
压缩机
重力式启动器
照明灯
门开关
PTC
压缩机
第2章 家用电冰箱
北京雪花牌直冷式双门电冰箱控制电路
第2章 家用电冰箱
万宝BCD-158直冷式双门电冰箱控制电路
LH C 温控器
发 热 丝 开 关 门开关
箱内发热丝
过载保护器
照明灯
第2章 家用电冰箱
万宝BYD-155间冷式双门电冰箱控制电路
温控器 除霜温控器
照明灯
M M 风扇电机
除霜计时器
除霜
3
2
1门开关
保险丝 （76℃）
过载保护器
第2章 家用电冰箱
电气控制系统故障
1.压缩机运转，但不制冷 2. 制冷效果差 3.电冰箱不停机 4.压缩机不启动
第2章 家用电冰箱
在相应位置插入化霜 温控器、温度保护装 置、启动器等部件的 外观及结构原理图
第2章 家用电冰箱
温度控制器
电冰箱温度控制器可以分为两大类，蒸气压力式温度控制器和 热敏电阻温度控制器。在此只介绍蒸气压力式温度控制器
图2-14 温控器工作原理
基于单片机的智能冰箱温度控制器的设计
基于单片机的智能冰箱温度控制器的设计智能冰箱温度控制器是一种基于单片机的温度控制系统，通过对温度传感器数据的采集和处理，可以实现对冰箱内部温度的精确控制。
本文将介绍该智能冰箱温度控制器的设计原理、硬件组成和软件实现。
设计原理：智能冰箱温度控制器的设计原理是通过感知冰箱内部温度并根据设定的温度值自动控制制冷或加热设备的工作，以维持冰箱内部温度在设定范围内。
其主要实现步骤如下：1.温度传感器采集：使用温度传感器（如DS18B20）对冰箱内部温度进行采集，将温度值转换为数字量。
2.温度数据处理：通过单片机对温度传感器采集的数据进行处理，可以实现多种功能，如温度变化的实时监测、故障检测及报警等。
3.温度控制算法：根据采集到的温度值和设定的温度范围，决定是否打开制冷或加热装置。
在制冷过程中，当温度低于设定范围时，打开制冷装置，使温度升高；当温度高于设定范围时，关闭制冷装置。
加热过程与此类似。
4.控制输出：通过单片机的IO口控制制冷或加热装置的开关，实现对温度的控制。
硬件组成：智能冰箱温度控制器的硬件组成主要包括单片机、温度传感器、继电器、显示屏和按键等。
1.单片机：选择适合的单片机（如STC89C52）作为主控芯片，负责采集并处理温度数据，控制制冷或加热装置的开关。
2.温度传感器：选择精度高、性能稳定的温度传感器（如DS18B20），能够准确地采集冰箱内部温度。
3.继电器：通过继电器，单片机可以控制制冷或加热装置的开关。
继电器的选型要考虑到其负载电流和电压的要求。
4.显示屏和按键：为了方便用户操作和监控系统状态，可以添加液晶显示屏和按键。
显示屏用于显示当前温度和设置的目标温度，按键用于设定目标温度。
软件实现：智能冰箱温度控制器的软件实现主要包括温度数据采集和处理、温度控制算法的实现以及用户界面的设计。
1.温度数据采集和处理：通过单片机的ADC接口读取温度传感器采集到的模拟量，并转换为数字量。
然后，通过算法将数字量转换为实际温度值，并保存在变量中供后续使用。
一种电冰箱电子温控器的设计构想
温控 器
多功 能
１ 除 霜 电路 ． ２
电子温控器 由电源电路 、温度传感器 电路 、温度控制 电路和除霜 电路组 成。它实现两方面 的控制 ：一是冷藏室的温度控制 ；另一个是 冷冻室的除霜控制 。操作面板布置如图ｌ 所示 ，电路原理 如图２ 所示 。 直冷式 电冰箱的冷藏室 蒸发器 和冷冻室蒸发器是 串联起来 的。两
２ 控 制器 与 电冰 箱 的 实 际 接 线
电路 ，用于压缩机启 、停信 号的产生与选择 。Ｉ８１ Ｃ ０组成Ｒ 触发器 ， ｓ 对启 、 停信号进行锁存 。比较 电路 的④ 、⑤ 、 ②脚及外围元件构成开 机信号电路 ，⑦ 、 、 ⑥ ①脚 及外围元件构 成停机信号 电路 。 ＋ ． 的 ６Ｖ ８ 直流电压加至Ｒ ０ 和Ｒ ０ 组成 的分压 电路上， ８ １ ８２ 经分压后⑤脚 被固定在 ４ 。Ｒ ２是 滑动 电位器 ，改变其 位置即改变⑥ 脚的 电压 ，决定压缩 Ｖ １４ 机停机 时⑦脚应达到的 电压值 。冷藏室温度传感器是个负温度系数热 敏电阻 ，它与Ｒ ０ 串联分 压后电压］ ￣ ｌ ８ ２ ８６ Ｊ ｌ ０ 的④ 、 ｌＪ ｌ Ｃ ⑦脚 。刚开机时 冷藏室温度较高 ，分压后运放⑦脚 电压较大 ，两个 比较器的⑦脚 电压 大于⑥脚 电压 ，④脚 电压大于⑤脚 电压 ，故输出端①脚为高电平 ，输 出端②脚 为低 电平 。此信 号输入Ｒ 触发器 的① 、⑥脚 ，使输 出端③ Ｓ
由叠科 莓 ２１ １ ０ ： ｏ０ ０ １６ 年第 期
一
种 电 冰 箱 电 子 控 的 设 计 构 想 温 器
吴 敏
（ 重庆 工 贸 职 业 技 术 学 院 信 息 工 程 系 ）
摘
要
早先的电冰箱全部采用感温囊式温控 器控 制，它是 利用感温荆（ 一般 为氟利 昂１或氯烷） ２的热涨冷缩原理控制 电路通断 ，从
冰箱调温度的工作原理
冰箱调温度的工作原理
冰箱调温度的工作原理可以概括为以下几点:
1. 温控系统
现代冰箱一般具备精密的微处理器温控系统,可以通过设定温度来自动控制冰箱的冷却。
2. 温度传感器
冰箱内置多个温度传感器,检测食物区和冷冻区的实时温度,并将数据反馈给微处理器。
3. 用户设定温度
用户通过操作面板或触摸屏,设置冰箱各区的设定温度,如食物区2C,冷冻区-18C。
4. 微处理器比对
微处理器会不断比对设定温度与传感器采集的实际温度。
5. 启动制冷
当实际温度高于设定值时,微处理器会指令启动压缩机和风扇进行制冷。
6. 关闭制冷
当降至设定温度时,微处理器会切断制冷电路,暂停制冷,以精确控制温度。
7. 继续检测对比
传感器会持续不断检测温度,以便微处理器实时调节压缩机启停。
8. 调高或调低设定值
用户可以按需求随时通过面板提高或降低设定温度,系统会对应调整制冷量。
9. 额外功能
一些冰箱还具备快冷快冻等功能,用户可以根据需要定期激活,快速冷却食物。
综上所述,现代冰箱通过微处理器和传感器的精确控温,可以方便用户根据需要调节内部温区,实现精确恒温。
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直冷式电冰箱温度控制系统设计
摘要：
本文介绍了一种基于单片机的直冷式电冰箱温度控制系统的设计。
该系统采用了DS18B20数字温度传感器来获取冰箱内部的温度数据，
并通过数据采集电路传输给单片机处理。
单片机通过PID算法控制制
冷器的运行，从而调节冰箱内部的温度。
该系统能够准确稳定地控制
冰箱内部的温度，提高冰箱的工作效率，降低能耗。
实验结果表明该
系统具有较好的性能。
关键词：直冷式电冰箱；温度控制；单片机；PID算法；能耗
Abstract:
This paper presents the design of a direct refrigeration type electric refrigerator temperature control system based
on a single chip microcomputer. This system uses the DS18B20 digital temperature sensor to obtain the temperature data inside the refrigerator, which is transmitted to the single-chip microcomputer for processing through the data
acquisition circuit. The single-chip microcomputer controls
the operation of the refrigeration compressor through the PID algorithm, so as to adjust the temperature inside the refrigerator. The system can accurately and stably control
the temperature inside the refrigerator, improve the work efficiency of the refrigerator, and reduce energy consumption. Experimental results show that the system has good performance.
Key words: direct refrigeration type electric refrigerator; temperature control; single chip microcomputer; PID algorithm; energy consumption
一、引言
随着人们生活水平的提高，电冰箱已成为现代家庭不可或缺的家电之一。
电冰箱已经从早期的单温双控、机械式温控逐渐进化为数字化直冷式电冰箱。
直冷式电冰箱在制冷效率和保鲜性能方面都有很大的提升，但在温度控制方面还存在一定的问题。
为了提高直冷式电冰箱的温度控制精度和稳定性，本文设计了一种基于单片机的直冷式电冰箱温度控制系统。
该系统采用了DS18B20数字温度传感器来获取冰箱内部的温度数据，并通过数据采集电路传输给单片机处理。
单片机通过PID算法控制制冷器的运行，从而调节冰箱内部的温度。
该系统能够准确稳定地控制冰箱内部的温度，提高冰箱的工作效率，降低能耗。
实验结果表明该系统具有较好的性能。
二、系统设计
2.1 硬件设计
数字化直冷式电冰箱的温度控制系统主要由传感器、微处理器、制冷系统等组成。
（1）传感器
本设计采用DS18B20数字温度传感器来获取冰箱内部的温度数据。
该传感器具有极高的精度和灵敏度，并且具有数字输出接口，可以直接连接到单片机进行数据处理。
温度传感器采用无源式温度传感器，电子器件仅提供电信号传输，不参与温度测量过程，可以避免传感器自身的温度影响，使测量温度更加准确。
（2）微处理器
本设计采用STC89C52单片机作为主控芯片。
该芯片具有80C51内核，具有较高的运算速度和存储容量，可以满足本设计的温度控制要求。
通过单片机的I/O口和DS18B20传感器进行连接，实现数据采集和温度控制。
（3）制冷系统
本设计采用直冷式制冷系统。
制冷系统主要由制冷剂循环系统、压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组成。
制冷循环系统主要是通过制冷剂在压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器之间的变化，从而实现冷热交换，使冰箱内部保持恒定温度。
2.2 软件设计
本设计采用PID算法进行温度控制。
PID算法是一种常用的闭环
控制算法，能够在误差较小的情况下保持温度稳定，具有较好的控制
效果。
（1）数据采集
单片机通过同步方式，向DS18B20传输读取温度值指令，先由单
片机向DS18B20提供复位信号，然后对DS18B20进行初始化，待
DS18B20初始化完成后，单片机会分配专用ROM序列号来进行数据传输。
DS18B20传输的是2字节的16位温度码，单片机读到16位温度码后，通过软件算法处理后，得到实际温度值。
（2）PID算法
PID算法主要由比例、积分、微分三个部分组成。
比例部分使系
统响应加快，积分部分消除系统稳态误差，微分部分抑制系统超调。
控制器的输出为制冷程度控制信号，通过该信号控制制冷器的启停，从而实现对冰箱内部温度的调节。
三、实验结果
本设计采用Proteus仿真软件进行仿真和调试，实测精度误差在0.5℃以内。
模拟实验表明，本设计的控制系统能够准确稳定地控制冰
箱内部的温度，具有较好的性能。
四、结论
本文提出了一种基于单片机的直冷式电冰箱温度控制系统设计方案。
该系统采用了DS18B20传感器进行温度采集，通过单片机执行PID 算法控制制冷器的工作状态，从而使冷藏室内的温度控制在一定范围内。
实验表明该系统稳定性好、控制精密度高，能够提高直冷式电冰
箱的工作效率，降低能耗。