一种半导体除湿机的故障保护系统的制作方法

本实用新型涉及半导体除湿技术领域，特别是一种半导体除湿机的故障保护系统。

背景技术：

在大量运行的输变电设备中如开关柜、箱变、汇控柜、户外端子箱等密封箱体绝缘距离紧凑，一单受潮湿、凝露就会发生放电、闪络、最终会造成开关跳闸，甚至烧毁设备引起大面积停电事故，后果会十分严重。

目前市场上采用的半导体除湿机，无故障保护功能。除湿机本身是工作在高湿度环境下，当除湿机本身发生故障时，不能有效的将自己与其他设备隔离，不能主动的通知主站告知运维人员进行更换。需运维人员定期巡检才能发现发生故障的除湿机。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述和/或现有的半导体除湿机中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型提供一种半导体除湿机的故障保护系统，其解决了目前常规半导体除湿机没有故障保护功能的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种半导体除湿机的故障保护系统，其包括控制模块，所述控制模块分别与散热风扇模块、制冷片模块、温湿度传感器模块进行连接，并读取三者的工作状态；通讯模块，与所述控制模块连接，并接收来自所述控制模块的数据信息；以及，电源模块，与所述控制模块连接，并通过通断模块外接电源；所述通断模块还通过继电器输出模块与所述控制模块连接，并通过所述继电器输出模块控制电路的通断。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：所述散热风扇模块包括风扇驱动子模块和风扇检测子模块，两者分别与所述控制模块连接。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：所述制冷片模块包括制冷片驱动子模块和温度传感器，两者分别与所述控制模块连接。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：所述温湿度传感器模块采用sht30温湿度传感器。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：还包括交互模块，所述交互模块包括按键，所述按键与所述控制模块连接。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：所述交互模块还包括显示部，所述显示部包括数码管驱动芯片和数码管，所述数码管通过所述数码管驱动芯片与所述控制模块连接。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：所述数码管包括互相并联的第一数码管和第二数码管，所述第一数码管和第二数码管均与所述数码管驱动芯片进行连接。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：还包括监控终端，所述监控终端包括通讯网关和通讯主站，所述通讯主站通过所述通讯网关与所述通讯模块连接。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：还包括处理模块和智能终端，所述通讯模块与所述处理模块进行无限连接，所述智能终端与所述处理模块进行无限连接。

作为本实用新型所述半导体除湿机的故障保护系统的一种优选方案，其中：所述控制模块采用单片机。

本实用新型的有益效果：本实用新型所述的半导体除湿机在工作过程中实时监测关键器件sht30温湿度传感器模块、散热风扇模块、制冷片模块的工作状态，当发现异常时数码管显示错误状态码，485通讯模块上报错误信息，继电器输出模块断开电源模块的ac220电源与其他设备隔离，方便设备维护，降低成本，解决了目前常规半导体除湿机没有故障保护功能的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为第一个实施例中的半导体除湿机的故障保护系统框架图。

图2为第一个实施例中的各模块连接关系图。

图3为第二个实施例中的半导体除湿机的故障保护系统整体框架图。

图4为第二个实施例中的系统实施流程图。

图5为第三个实施例中的控制模块电路图。

图6为第三个实施例中的风扇驱动子模块电路图。

图7为第三个实施例中的风扇检测子模块电路图。

图8为第三个实施例中的制冷片驱动子模块电路图。

图9为第三个实施例中的温度传感器电路图。

图10为第三个实施例中的温湿度传感器模块电路图。

图11为第三个实施例中的通讯模块整体电路图及其局部详图。

图12为第三个实施例中的继电器输出模块电路图。

图13为第三个实施例中的按键电路图。

图14为第三个实施例中的数码管驱动芯片电路图。

图15为第二、三个实施例中的数码管电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1、2，为本实用新型第一个实施例，该实施例提供了一种半导体除湿机的故障保护系统，其能够对半导体除湿机的关键器件(散热风扇模块、制冷片模块、sht30温湿度传感器模块)进行故障监测和故障保护，当散热风扇模块、制冷片模块、sht30温湿度传感器模块出现故障后，除湿机的数码管显示错误信息，并将错误信息上报主站并分闸断路器。

具体的，在本实施例中，所述的半导体除湿机的故障保护系统包括半导体除湿机的关键器件：散热风扇模块200、制冷片模块300、温湿度传感器模块400，还包括控制模块100、通讯模块500、电源模块600、通断模块700和继电器输出模块800。

其中，控制模块100为用于逻辑判断和信息处理的单片机(mcu)。较佳的，其采用stm32f030c8t6。

散热风扇模块200包括风扇驱动子模块201和风扇检测子模块202，两者分别与控制模块100连接。风扇检测子模块202用于检测半导体除湿机的风扇工作状态，风扇驱动子模块201用于对散热风扇模块200进行供电。

制冷片模块300包括制冷片驱动子模块301和温度传感器302，两者分别与控制模块100连接。温度传感器302用于检测半导体除湿机的制冷片表面温度，制冷片驱动子模块301用于给制冷片模块300进行供电。

温湿度传感器模块400采用sht30温湿度传感器，能够检测半导体除湿机内的温湿度。

控制模块100分别与散热风扇模块200、制冷片模块300、温湿度传感器模块400进行连接，并能够实时读取三者的工作状态，以生成状态信息，然后将该状态信息发送至通讯模块500。通讯模块500与控制模块100连接，并接收来自控制模块100的状态信息。本实用新型的通讯模块500可以采用485通讯模块。

电源模块600与控制模块100连接，并通过通断模块700外接电源，此处的电源为220v的市电。电源模块600采用开关电源，通断模块700采用断路器。此外，通断模块700还通过继电器输出模块800与控制模块100连接，并通过继电器输出模块800控制电路的通断。继电器输出模块800采用继电器，其能够在控制模块100的指令下控制通断模块700的通断状态。

实施例2

参照图3、4、15，为本实用新型第二个实施例，该实施例不同于上一个实施例的是：所述半导体除湿机的故障保护系统还包括交互模块900，能够用于用户的操作控制。

具体的，在本实施例中，所述的半导体除湿机的故障保护系统包括半导体除湿机的关键器件：散热风扇模块200、制冷片模块300、温湿度传感器模块400，还包括控制模块100、通讯模块500、电源模块600、通断模块700、继电器输出模块800和交互模块900。

其中，控制模块100为用于逻辑判断和信息处理的单片机(mcu)。较佳的，其采用stm32f030c8t6。

散热风扇模块200包括风扇驱动子模块201和风扇检测子模块202，两者分别与控制模块100连接。风扇检测子模块202用于检测半导体除湿机的风扇工作状态，风扇驱动子模块201用于对散热风扇模块200进行供电。

制冷片模块300包括制冷片驱动子模块301和温度传感器302，两者分别与控制模块100连接。温度传感器302用于检测半导体除湿机的制冷片表面温度，制冷片驱动子模块301用于给制冷片模块300进行供电。

温湿度传感器模块400采用sht30温湿度传感器，能够检测半导体除湿机内的温湿度。

控制模块100分别与散热风扇模块200、制冷片模块300、温湿度传感器模块400进行连接，并能够实时读取三者的工作状态，以生成状态信息，然后将该状态信息发送至通讯模块500。通讯模块500与控制模块100连接，并接收来自控制模块100的状态信息。本实用新型的通讯模块500可以采用485通讯模块。

电源模块600与控制模块100连接，并通过通断模块700外接电源，此处的电源为220v的市电。电源模块600采用开关电源，通断模块700采用断路器。此外，通断模块700还通过继电器输出模块800与控制模块100连接，并通过继电器输出模块800控制电路的通断。继电器输出模块800采用继电器，其能够在控制模块100的指令下控制通断模块700的通断状态。

交互模块900包括按键901，按键901与控制模块100连接，用于参数设置；交互模块900还包括显示部902，显示部902包括互相连接的数码管驱动芯片902a和数码管902b，数码管902b通过数码管驱动芯片902a与控制模块100连接，数码管驱动芯片902a能够在控制模块100的指令作用下，驱动数码管902b进行发光显示。

进一步的，本实用新型中的数码管902b可以包括互相并联的第一数码管902b-1和第二数码管902b-2，第一数码管902b-1和第二数码管902b-2均与数码管驱动芯片902a进行连接，并通过同一块数码管驱动芯片902a汇集到控制模块100上，如此能够减少并节省控制模块100的管脚使用率，简化集成电路板的线路和空间。

进一步的，所述半导体除湿机的故障保护系统还包括监控终端1000，监控终端1000包括通讯网关1001和通讯主站1002，通讯主站1002通过通讯网关1001与通讯模块500连接。来自通讯模块500的状态信息能够通过通讯网关1001发送至通讯主站1002，以供用户进行监控查看。

进一步的，所述半导体除湿机的故障保护系统还包括处理模块1100和智能终端1200，通讯模块500与处理模块1100进行无限连接，智能终端1200与处理模块1100进行无限连接。来自通讯模块500的状态信息能够发送至处理模块1100进行存储，并通过智能终端1200进行访问或下载。处理模块1100可以为云端服务器，智能终端1200为智能手机、平板、电脑等智能设备。

综上所述，半导体除湿机在工作中，控制模块100实时读取散热风扇模块200、制冷片模块300和温湿度传感器模块400的工作状态，若发现某一模块异常时，数码管902b显示错误状态码，通讯模块500上报错误信息，继电器输出模块800通断模块700通过断开电源模块600的ac220电源。模块的异常情况包括如下情形：

1、控制模块100读取温湿度传感器模块400数据时，传感器无应答。

2、半导体除湿机除湿过程中，风扇停转。

3、半导体除湿机除湿过程中，制冷片模块300的温度较环境温度未发生负增长且制冷片模块温度一直保持在环境温度±3℃范围内。

所述半导体除湿机的故障保护系统的使用方法及实施过程如下：s1：设备上电；s2：设置湿度启动值与断开值；s3：设备故障判断与保护。

具体的，可以采用如下具体的实施方式：

一、上述中的步骤s1包括：

s11：对电源模块加载有效值为220v的交流电压。

二、上述中的步骤s2包括：

s21：通过按键与数码管设置除湿机的湿度启动值h_start；

s22：通过按键与数码管设置除湿机的湿度断开值h_stop；

s23：完成参数设置。

三、上述中的步骤s3包括：

s31：mcu通过i2c总线实时读取sht30温湿度模块中的当前环境湿度h_envi。若读取当前环境湿度时，sht30温湿度传感器模块无应答，则mcu控制数码管显示错误码err1，控制485通讯模块上报sht30温湿度模块异常，mcu控制继电器模块分闸断路器。

s32：mcu检测sht30温湿度传感器无异常后，启动散热风扇模块。散热风扇模块在电源开启后，若风扇正常启动其反馈信号脚的电平为低电平，若风扇停转则其反馈信号脚为高电平，mcu模块通过实时检测散热风扇模块的反馈信号的电平来判断散热风扇模块是否正常工作。散热风扇模块电源开启后，若mcu模块通过gpio口检测到散热风扇模块的反馈信号为高电平，则散热风扇模块异常。mcu控制交互模块数码管显示er2，控制485通讯模块上报散热风扇模块异常，mcu控制继电器模块分闸断路器。

s33：mcu检测到散热风扇模块正常后，启动制冷片模块；制冷片电源开启后，mcu通过其ad采样口实时读取制冷片模块温度t_semi，mcu读取sht30温湿度模块中的当前环境温度t_envi。若制冷片模块启动30秒后，若t_semi在t_envi±3℃范围内，则制冷片模块异常。若t_semi较t_envi出现负增长，且t_semi稳定在-3～3℃之间,则制冷片模块正常工作。制冷片异常时，mcu控制交互模块数码管显示er3，控制485通讯模块上报制冷片模块异常，mcu控制继电器模块分闸断路器。

s34：mcu检测到制冷片正常启动后，若h_envi大于h_start，除湿机开始自动除湿工作。当h_envi小于h_stop时，除湿机停止自动除湿工作；并从步骤s31循环检测。

具体实施采用上述步骤，可以实时检测各模块的工作状态，在线检测除湿机运行工况。当除湿机工程过程中出现异常时，mcu控制继电器模块分闸断路器，将除湿机与其他设备隔离，方便维护，同时起到节能作用。mcu控制485通讯模块上报错误信息，可主动告知主站运维人员设备发生故障，不需要定期巡检，提高效率，节省人力成本。mcu控制交互模块数码管显示错误码，方便运维人员准确定位设备故障，方便维修与更换，提高效率。

实施例3

参照图5～15，为本实用新型第三个实施例，该提供一种半导体除湿机的故障保护系统的具体电路及连接方式。

风扇驱动子模块201包括引脚2(mcu_yk_fan)，控制模块100具有对应的引脚12(mcu_yk_fan)，风扇驱动子模块201通过其引脚2(mcu_yk_fan)与控制模块100的引脚12(mcu_yk_fan)连接。

风扇检测子模块202包括引脚4(mcu_fan_fk)，控制模块100具有对应的引脚13(mcu_fan_fk)，风扇检测子模块202通过其引脚4(mcu_fan_fk)与控制模块100的引脚13(mcu_fan_fk)连接。

制冷片驱动子模块301包括引脚1(mcu_yk_cold)，控制模块100具有对应的引脚2(mcu_yk_cold)，制冷片驱动子模块301通过其引脚1(mcu_yk_cold)与控制模块100的引脚2(mcu_yk_cold)连接。

温度传感器302包括引脚2(mcu_temp_ntc)，控制模块100具有对应的引脚15(mcu_temp_ntc)，温度传感器302通过其引脚2(mcu_temp_ntc)与控制模块100的引脚15(mcu_temp_ntc)连接。

温湿度传感器模块400包括引脚mcu_i2c_sda_out、引脚mcu_i2c_sda_in、引脚mcu_i2c_scl，控制模块100分别具有对应的引脚28(mcu_i2c_sda_out)、引脚29(mcu_i2c_sda_in)、引脚27(mcu_i2c_scl)。温湿度传感器模块400通过其引脚mcu_i2c_sda_out与控制模块100的引脚28(mcu_i2c_sda_out)连接、通过其引脚mcu_i2c_sda_in与控制模块100的引脚29(mcu_i2c_sda_in)连接、通过其引脚mcu_i2c_scl与控制模块100的引脚27(mcu_i2c_scl)连接。

通讯模块500包括引脚mcu_uart_txd、引脚mcu_uart_dir、引脚mcu_uart_rxd，控制模块100分别具有对应的引脚30(mcu_uart_txd)、引脚32(mcu_uart_dir)、引脚31(mcu_uart_rxd)。通讯模块500通过其引脚mcu_uart_txd与控制模块100的引脚30(mcu_uart_txd)连接、通过其引脚mcu_uart_dir与控制模块100的引脚32(mcu_uart_dir)连接、通过其引脚mcu_uart_rxd与控制模块100的引脚31(mcu_uart_rxd)连接。

继电器输出模块800包括引脚mcu_yk_heat，控制模块100具有对应的引脚45(mcu_yk_heat)，继电器输出模块800通过其引脚mcu_yk_heat与控制模块100的引脚45(mcu_yk_heat)连接。

按键901包括引脚mcu_key_esc、引脚mcu_key_up、引脚mcu_key_down、引脚mcu_key_ent；控制模块100分别具有对应的引脚18(mcu_key_esc)、引脚14(mcu_key_up)、引脚11(mcu_key_down)、引脚46(mcu_key_ent)。按键901通过其引脚mcu_key_esc与控制模块100的引脚18(mcu_key_esc)连接、通过其引脚mcu_key_up与控制模块100的引脚14(mcu_key_up)连接、通过其引脚mcu_key_down与控制模块100的引脚11(mcu_key_down)连接、通过其引脚mcu_key_ent与控制模块100的引脚46(mcu_key_ent)连接。

数码管驱动芯片902a包括引脚14(mcu_seg_dat)、引脚12(mcu_seg_lclk)、引脚11(mcu_seg_sclk)；控制模块100分别具有对应的引脚22(mcu_seg_dat)、引脚25(mcu_seg_lclk)、引脚26(mcu_seg_sclk)。数码管驱动芯片902a通过其引脚14(mcu_seg_dat)与控制模块100的引脚22(mcu_seg_dat)连接、通过其引脚12(mcu_seg_lclk)与控制模块100的引脚25(mcu_seg_lclk)连接、通过其引脚11(mcu_seg_sclk)与控制模块100的引脚26(mcu_seg_sclk)连接。

数码管驱动芯片902a通过其引脚1～7、15分别与第一数码管902b-1以及第二数码管902b-2对应的(引脚名称相同)引脚连接，此处不赘述。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。