电动执行器湿度监控报警电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电动执行器湿度监控报警电路。本电路包括湿度传感器、湿度信号转换电路、湿度频率信号电路、计数电路、频率显示电路和报警电路，其中，湿度传感器通过湿度信号转换电路分别与湿度频率信号电路及报警电路连接,湿度频率信号电路与计数电路连接，计数电路与频率显示电路连接。通过使用湿度传感器对电动执行器的箱体内湿度进行实时监控，在箱体湿度过大时，可以做出报警提示及数字显示。从而解决了用户一直无法把握电动执行器箱体内湿度的问题，避免和减少了因电动执行器箱体内使用空间加热器而容易造成大量元器件和机械部件的损坏状况。从而大大增强了电动执行器对环境的实际适应能力，为电动执行器在更恶劣的环境下使用奠定了基础。
【专利说明】电动执行器湿度监控报警电路
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电动执行器，特别涉及一种电动执行器湿度监控报警电路。
【背景技术】
[0002]电动执行器的使用环境一直都是相对恶劣的，尤其在潮湿多雨的环境中很容易由于箱体内湿度过大而导致电路板和元器件损坏以及减速器多个部件锈蚀，为此，很多制造商都采用在电动执行器箱体内增加空间加热器，这样可以解决湿度大的问题，但同时又因为无法判断箱体的即时湿度，长期使用空间加热器，导致电路板和元器件过热而损坏，减速器等机械部件因长期处于较热的环境而加速磨损。用户一直无法把握电动执行器箱体内的湿度，已成为制约电动执行器使用环境的一个巨大的障碍。
【发明内容】
[0003]鉴于上述现有技术存在的问题和缺陷，本实用新型研发一种电动执行器湿度监控报警电路。本电路立足于电动执行器的实际使用环境，利用湿度传感器，通过湿度信号转换电路将物理量湿度转变为电信号，实现对电动执行器箱体内湿度的监控，进而通过湿度频率信号电路、计数电路、频率显示电路和报警电路实现电动执行器箱体内湿度报警和显示等功能。
[0004]本实用新型采取的技术方案是:一种电动执行器湿度监控报警电路，其特征在于，包括湿度传感器、湿度信号转换电路、湿度频率信号电路、计数电路、频率显示电路和报警电路，其中，湿度传感器通过湿度信号转换电路分别与湿度频率信号电路及报警电路连接，湿度频率信号电路与计数电路连接，计数电路与频率显示电路连接。
[0005]本实用新型所产生的有益效果:通过使用湿度传感器对电动执行器的箱体内湿度进行实时监控，在箱体湿度过大时，可以做出报警提示及数字显示。从而解决了用户一直无法把握电动执行器箱体内湿度的问题，避免和减少了因电动执行器箱体内使用空间加热器而容易造成大量元器件和机械部件的损坏状况。从而大大增强了电动执行器对环境的实际适应能力，为电动执行器在更恶劣的环境下使用奠定了基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本实用新型连接框图；
[0007]图2是本实用新型的湿度信号转换电路原理图；
[0008]图3是本实用新型的湿度频率信号电路原理图；
[0009]图4是本实用新型的报警电路原理图；
[0010]图5是本实用新型的计数电路原理图；
[0011]图6是本实用新型的频率显示电路原理图。
【具体实施方式】[0012]以下结合附图对本实用新型作进一步说明:参照图1，电动执行器湿度监控报警电路，其特征在于，包括湿度传感器、湿度信号转换电路、湿度频率信号电路、计数电路、频率显示电路和报警电路，其中，湿度传感器通过湿度信号转换电路分别与湿度频率信号电路及报警电路连接，湿度频率信号电路与计数电路连接，计数电路与频率显示电路连接。
[0013]参照图2，本实用新型的湿度信号转换电路采用555定时器U1，555定时器Ul的2脚和6脚连接后接湿度传感器的一端，又通过电阻R3与555定时器Ul的7脚连接，连接后，又通过电阻Rl与555定时器Ul的4脚和8脚连接，连接后接电源VCC，555定时器Ul的5脚通过电阻R5与555定时器Ul的I脚连接，连接后接湿度传感器的另一端，之后接地。
[0014]参照图3，本实用新型的湿度频率信号电路采用555定时器U7、74LS04D芯片U20A、74LS04D 芯片 U21C、74LS04D 芯片 U22C 和 74LS08D 芯片 U6D 部分，555 定时器 U7 的7脚通过电阻R2与555定时器U7的4脚和8脚连接，555定时器U7的2脚和6脚连接后通过电阻R4与555定时器U7的7脚连接，又通过电容C2与电容Cl的一端连接，连接后又连接555定时器U7的I脚，之后接地，电容Cl的另一端连接555定时器U7的5脚，555定时器U7的3脚分别连接74LS04D芯片U20A的I脚以及74LS08D芯片U6D部分的13脚，74LS08D芯片U6D部分的12脚连接到湿度信号转换电路555定时器Ul的3脚，74LS04D芯片U20A的2脚与74LS04D芯片U21C的5脚连接，74LS04D芯片U21C的6脚连接74LS04D芯片U22C的5脚。
[0015]参照图4，本实用新型的报警电路采用运算放大器U23和运算放大器U24，运算放大器U23的正端分别连接电容C4和电阻R8的一端，运算放大器U23的负端连接电阻R9和电阻R13的一端，电阻R13的另一端接地，运算放大器U23的输出端与电阻R9的另一端连接后接运算放大器U24的正端及电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接电容C4的另一端及电容C3的一端，电阻R8的另一端接电容C5及电阻R7的一端，电容C5的另一端接地，电阻R7及电容C3的另一端通过电阻R6连接到湿度信号转换电路555定时器Ul的3脚，运算放大器U24的负端接电源VDD，运算放大器U24的输出端通过Rll接稳压二极管Dl的正极及电阻R12的一端，稳压二极管Dl的负极接地，电阻R12的另一端连接发光二极管LEDl的负极，发光二极管LEDl的正极接地。
[0016]参照图5，本实用新型的计数电路采用74LS290N芯片U2、74LS290N芯片U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5、74LS08D 芯片 U6A 部分、74LS08D 芯片 U6B 部分、74LS08D 芯片 U6C 部分、74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 UlO 和74LS194A 芯片 U11，其中，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290NU5的12脚和13脚分别连接后，再共同接湿度频率信号电路74LS04D芯片U22C的6脚，74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5、74LS290N 芯片 U2 的 10 脚分别接74LS08D芯片U6A部分的3脚、74LS08D芯片U6B部分的6脚、74LS08D芯片U6C部分的8脚及湿度频率信号电路74LS08D芯片U6B部分的11脚，74LS290N芯片U2、74LS290N芯片U3、74LS290N芯片U4的11脚和7脚连接后，再分别接74LS08D芯片U6A部分的I脚、74LS08D 芯片 U6B 部分的 4 脚、74LS08D 芯片 U6C 部分的 9 脚，74LS290N 芯片 U2、74LS290N芯片U3、74LS290N芯片U4、74LS290N芯片U5的11脚和7脚连接后，再分别接74LS194A芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片 Ull 的 3 脚，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5 的 5 脚分别接 74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片 Ull 的 4 脚，74LS290N 芯片U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5 的 4 脚分别接 74LS194A 芯片U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片 Ull 的 5 脚，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5 的 8 脚分别与 74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片 Ull 的 6 脚连接，其中 74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4 的 8 脚与 74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A芯片UlO的6脚连接后再分别接74LS08D芯片U6A部分的2脚、74LS08D芯片U6B部分的 5 脚、74LS08D 芯片 U6C 部分的 10 脚，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N芯片U4、74LS290N芯片U5的I脚和2脚连接后分别接地，74LS194A芯片U8、74LS194A芯片U9、74LS194A芯片U10、74LS194A芯片Ull的9脚和10脚连接后分别接地，74LS194A芯片U8、74LS194A芯片U9、74LS194A芯片U10、74LS194A芯片Ull的11脚连接后，连接到湿度频率信号电路74LS04D芯片U20A的2脚及74LS04D芯片U21C的5脚。
[0017]上述湿度频率信号电路和计数电路共同采用一块74LS08D芯片，为方便图示及说明，将一块74LS08D芯片分成四部分，即74LS08D芯片U6A部分、74LS08D芯片U6B部分、74LS08D芯片U6C部分和74LS08D芯片U6D部分。
[0018]参照图6，本实用新型的频率显示电路采用⑶4511芯片U12、⑶4511芯片U13、CD4511 芯片 U14、CD4511 芯片 U15、LG5011AH 数码管 U16、LG5011AH 数码管 U17、LG5011AH数码管 U18 和 LG5011AH 数码管 U19, CD4511 芯片 U12、CD4511 芯片 U13、CD4511 芯片 U14、CD4511芯片U15的7脚、I脚、2脚、6脚分别连接到计数电路74LS194A芯片U8、74LS194A芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片 Ull 的 15 脚、14 脚、13 脚、12 脚，CD4511 芯片U12、CD4511 芯片 U13、CD4511 芯片 U14、CD4511 芯片 U15 的 13 脚、12 脚、11 脚、10 脚、9 脚、15脚、14脚分别连接到LG5011AH数码管U16、LG5011AH数码管U17、LG5011AH数码管U18、LG5011AH数码管U19的A端、B端、C端、D端、E端、G端、F端，CD4511芯片U12、CD4511芯片U13、CD4511芯片U14、CD4511芯片U15的3脚、4脚、5脚连接后，分别接电源VCC0
[0019]本实用新型的设计原理:将湿度传感器(HSllOl)安装在电动执行器需要对湿度进行监控的位置(例如控制箱)，湿度传感器HSllOl感受到箱体内部的湿度后，结合555定时器Ul等组成的湿度信号转换电路将物理量湿度转变成电信号输出。箱体内的相对湿度与555定时器Ul输出频率存在一定的线性关系，通过采集555定时器Ul输出的频率来实现对箱体内湿度进行实时监控，并通过报警电路实现报警功能。
[0020]为了采集转化的频率，根据一秒钟的输出脉冲数对其对应的频率进行一秒一秒的计数，通过湿度频率信号电路采用一个555定时器U7接成一个脉冲时间为一秒的多谐振荡器，便可米集输出的频率信号。555定时器U7的输出和555定时器Ul的输出用一个与非门接到下一级，既对555定时器Ul输出的脉冲进行一秒钟计数，计数值就是它输出的频率值。555芯片U7的输出还具有控制后面计数器清零和锁存器并行输入的功能。
[0021]计数电路包括计数部分和锁存部分。功能是记录一秒钟第二部分输出脉冲的数目(即555定时器Ul的输出频率)，并锁存。计数部分将74LS290N芯片级联起来做成四位十进制计数器。芯片74LS290N (U2、U3、U4、U5)的I脚I和2脚接地。将555定时器U7的3脚输出分别经过非门(74LS08D芯片U20A、U21C、U22C)后接入芯片74LS290N (U2、U3、U4、U5)的12脚和13脚。之所以要经过非门(74LS08D芯片U20A、U21C、U22C)，是因为考虑到延时时间的问题。必须在锁存器74LS194A (U8、U9、U10、U11)并行输入之后才能对计数器置零，不然锁存器74LS194A (U8、U9、U10、Ull)有可能一直输出零值。三个非门(74LS08D芯片U20A、U21C、U22C)将脉冲的下降沿转化成了上升沿，高电平就可以使芯片74LS290N (U2、U3、U4、U5)清零。
[0022]锁存器74LS194A ( U8、U9、U10、Ull)的9脚和10脚接高电平，锁存器74LS194A(U8、U9、U10、U11)可以并行输入，之后其收到555定时器U7的输出的控制。脉冲的下降沿到来时，由于非门的作用，将脉冲转化为上升沿，此时锁存器74LS194A ( U8、U9、U10、Ull)可以并行输入。输入的结果即是555定时器Ul的脉冲的频率。
[0023]频率显示电路使采用四个⑶4511芯片分别驱动四个数码管(LG5011AH)显示。四个数码管和四个⑶4511芯片相连显示的数字即为锁存器所存的内容，数码管显示数据随着555定时器Ul的输出频率的变化而变化。
[0024]报警电路由滤波电路部分和电压比较部分组成，共同控制发光二极管LEDl的亮灭(这里暂时使用二极管，可根据实际情况使用喇叭报警，或者输出低电平信号报警等方式)完成报警。
【权利要求】
1.一种电动执行器湿度监控报警电路，其特征在于，包括湿度传感器、湿度信号转换电路、湿度频率信号电路、计数电路、频率显示电路和报警电路，其中，湿度传感器通过湿度信号转换电路分别与湿度频率信号电路及报警电路连接，湿度频率信号电路与计数电路连接，计数电路与频率显示电路连接。
2.根据权利要求1所述的电动执行器湿度监控报警电路，其特征在于，所述的湿度信号转换电路采用555定时器Ul，555定时器Ul的2脚和6脚连接后接湿度传感器的一端，又通过电阻R3与555定时器Ul的7脚连接，连接后，又通过电阻Rl与555定时器Ul的4脚和8脚连接，连接后接电源VCC，555定时器Ul的5脚通过电阻R5与555定时器Ul的I脚连接，连接后接湿度传感器的另一端，之后接地。
3.根据权利要求2所述的电动执行器湿度监控报警电路，其特征在于，所述的湿度频率信号电路采用555定时器U7、74LS04D芯片U20A、74LS04D芯片U21C、74LS04D芯片U22C和74LS08D芯片的U6D部分，555定时器U7的7脚通过电阻R2与555定时器U7的4脚和8脚连接，555定时器U7的2脚和6脚连接后通过电阻R4与555定时器U7的7脚连接，又通过电容C2与电容Cl的一端连接，连接后又连接555定时器U7的I脚，之后接地，电容Cl的另一端连接555定时器U7的5脚，555定时器U7的3脚分别连接74LS04D芯片U20A的I脚以及74LS08D芯片U6D部分的13脚，74LS08D芯片U6D部分的12脚连接到湿度信号转换电路555定时器Ul的3脚，74LS04D芯片U20A的2脚与74LS04D芯片U21C的5脚连接，74LS04D芯片U21C的6脚连接74LS04D芯片U22C的5脚。
4.根据权利要求2所述的电动执行器湿度监控报警电路，其特征在于，所述的报警电路采用运算放大器U23和运算放大器U24，运算放大器U23的正端分别连接电容C4和电阻R8的一端，运算放大器U23的负端连接电阻R9和电阻R13的一端，电阻R13的另一端接地，运算放大器U23的输出端与电阻R9的另一端连接后接运算放大器U24的正端及电阻RlO的一端，电阻RlO的另一端接电容C4的另一端及电容C3的一端，电阻R8的另一端接电容C5及电阻R7的一端，电容C5的另一端接地，电阻R7及电容C3的另一端通过电阻R6连接到湿度信号转换电路555定 时器Ul的3脚，运算放大器U24的负端接电源VDD，运算放大器U24的输出端通过Rll接稳压二极管Dl的正极及电阻R12的一端，稳压二极管Dl的负极接地，电阻R12的另一端连接发光二极管LEDl的负极，发光二极管LEDl的正极接地。
5.根据权利要求3所述的电动执行器湿度监控报警电路，其特征在于，所述的计数电路采用 74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5、74LS08D芯片 U6A 部分、74LS08D 芯片 U6B 部分、74LS08D 芯片 U6C 部分、74LS194A 芯片 U8、74LS194A芯片 U9、74LS194A 芯片 UlO 和 74LS194A 芯片 U11，其中，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片U3、74LS290N芯片U4、74LS290N U5的12脚和13脚分别连接后，再共同接湿度频率信号电路 74LS04D 芯片 U22C 的 6 脚，74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5、74LS290N芯片U2的10脚分别接74LS08D芯片U6A部分的3脚、74LS08D芯片U6B部分的6脚、74LS08D芯片U6C部分的8脚及湿度频率信号电路74LS08D芯片U6B部分的11脚，74LS290N芯片U2、74LS290N芯片U3、74LS290N芯片U4的11脚和7脚连接后，再分别接74LS08D芯片U6A部分的I脚、74LS08D芯片U6B部分的4脚、74LS08D芯片U6C部分的9脚，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5 的 11 脚和 7脚连接后，再分别接 74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A芯片 Ull 的 3 脚，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5的 5 脚分别接 74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片Ull 的 4 脚，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5 的.4 脚分别接 74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片 Ull的 5 脚，74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4、74LS290N 芯片 U5 的 .8 脚分别与 74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片 Ull 的.6 脚连接，其中 74LS290N 芯片 U2、74LS290N 芯片 U3、74LS290N 芯片 U4 的 8 脚与 .74LS194A芯片U8、74LS194A芯片U9、74LS194A芯片UlO的6脚连接后再分别接74LS08D芯片U6A部分的2脚、74LS08D芯片U6B部分的5脚、74LS08D芯片U6C部分的10脚，74LS290N芯片U2、74LS290N芯片U3、74LS290N芯片U4、74LS290N芯片U5的I脚和2脚连接后分别接地，.74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A 芯片 Ull 的 9 脚和 .10脚连接后分别接地,74LS194A 芯片 U8、74LS194A 芯片 U9、74LS194A 芯片 U10、74LS194A芯片Ull的11脚连接后，连接到湿度频率信号电路74LS04D芯片U20A的2脚及74LS04D芯片U21C的5脚。
6.根据权利要求5所述的电动执行器湿度监控报警电路，其特征在于，所述的频率显示电路采用 CD4511 芯片 U12、CD4511 芯片 U13、CD4511 芯片 U14、CD4511 芯片 U15、LG5011AH数码管讥6、1^501认!1数码管讥7、1^501认!1数码管仍8和1^501认!1数码管U19, CD4511芯片U12、CD4511芯片U13、CD4511芯片U14、CD4511芯片U15的7脚、I脚、2脚、6脚分别连接到计数电路74LS194A芯片U8、74LS194A芯片U9、74LS194A芯片U10、74LS194A芯片 Ull 的 15 脚、14 脚、13 脚、12 脚，CD4511 芯片 U12、CD4511 芯片 U13、CD4511 芯片 U14、CD4511芯片U15的13脚、12脚、11脚、10脚、9脚、15脚、14脚分别连接到LG5011AH数码管讥6、1^501认!1数码管讥7、1^501认!1数码管讥8、1^501认!1数码管U19的A端、B端、C端、D 端、E 端、G 端、F 端，CD4511 芯片 U12、CD4511 芯片 U13、CD4511 芯片 U14、CD4511 芯片U15的3脚、4脚、5脚连接后，分别接电源VCC。
【文档编号】G08B21/20GK203415074SQ201320444976
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月25日 优先权日:2013年7月25日
【发明者】李伟刚, 刘璘, 贾福民, 刘素艳 申请人:天津津伯仪表技术有限公司