蒲利平+詹勝+劉雙鳳+李陽

摘要：探討了半導體技術在迷你冰箱中的應用，通過藍牙等無線通信方式實現對冰箱的遠程控制，利用單片機實現溫度的采集及顯示。采用USB直流供電電源，使得冰箱方便攜帶，此種冰箱方便小巧，功耗低，噪音很小，控制方便，適合宿舍、辦公室以及汽車等場所使用，有著廣闊的應用前景。

關鍵詞：半導體技術；USB藍牙小冰箱；單片機；溫度采集

中圖分類號：TM925

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0264-02

1 引言

隨著科學技術的發(fā)展，社會的不斷進步，人們對生活品質的要求越來越高，家用電器產品的形式正在日益豐富多彩，產品的種類也在不斷增加，目前人們對冰箱的需求不僅僅局限于廚房。新穎的迷你冰箱，使冰箱出現在辦公室、寢室、實驗室等傳統(tǒng)大型冰箱不能勝任的地方，而半導體制冷技術是傳統(tǒng)的大型冰箱變?yōu)槊阅惚涞年P鍵。筆者主要介紹了半導體技術、藍牙模塊以及溫度顯示在小冰箱中的應用，指出了此種便攜式冰箱具有廣闊的應用前景。

2 半導體技術的USB藍牙小冰箱的基本概念

半導體技術的USB藍牙小冰箱利用半導體制冷，以及通過藍牙等無線通信方式實現對冰箱的遠程控制。采用了常用的USB直流供電電源，利用51系列單片機控制溫度采集及顯示。

3 半導體技術的USB藍牙小冰箱的基本介紹

3.1 半導體制冷的基本原理

半導體制冷的重要元件——半導體制冷片，也叫熱電制冷片，半導體制冷片的本質是帕爾帖效應。將兩種半導體的兩端分別焊接或鉸接在一起形成閉合回路，當回路中有電流通過時，半導體兩端的熱量就會從一端轉移到另一端，兩端產生溫差而形成冷熱端，而變冷的一端就是我們需要的制冷。 3.2 半導體制冷與機械制冷的比較

與傳統(tǒng)的機械制冷相比，半導體制冷片體積小，應用在冰箱中時不需要任何制冷劑，綠色環(huán)保，最低工作電壓只需要5V，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，因其滑動部件為非固體片件，工作時沒有震動、噪音，安裝時只需在制冷片兩端接入相應的電壓即可工作，壽命長，安裝容易。機械制冷功率大，工作時有噪聲，對環(huán)境有一定的污染。但由于半導體制冷的效率還比較低，其發(fā)展受到限制。

4 半導體技術的USB藍牙小冰箱的實現

4.1 半導體技術的USB藍牙小冰箱的主要構成

半導體技術的USB藍牙小冰箱一般是由箱體、制冷裝置、控制系統(tǒng)等部分組成。其箱體一般采用保溫功能較好的泡沫制成，將半導體制冷元件與散熱元件相連后固定在箱體底部，在箱體的背后下端引出小冰箱供電電源線，直接接入PC機的USB端口即可使用。對于冰箱與用戶之間的無線通信，我們可以采用單片機，溫度傳感器和藍牙來實現。系統(tǒng)流程圖如圖1所示。

4.2 半導體技術的USB藍牙小冰箱的核心構成

4.2.1 藍牙通信

采用了HC_06主從一體藍牙模塊，該模塊在空曠區(qū)域的通信距離可達到10 m，甚至超過10 m，接口電平為3.3 V，無需電平轉換芯片，便可以直接和單片機相連接，并且價格實惠。通過編程，便可以實現手機端與冰箱的通信。

通過藍牙模塊，在系統(tǒng)開機的情況下，可以實時的操控系統(tǒng)制冷或者制熱，同時可以在手機端實時觀察到藍牙模塊傳回的DS18B20采集的溫度值，解決用戶只有與小冰箱接觸才能改變其狀態(tài)的煩惱，致使小冰箱的操控真正的便捷起來。

4.2.2 溫度采集

溫度采集應用了常見的DS18B20芯片，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向連接。支持多點組網功能，工作電源為3.0～5.5V/DC （可以數據線寄生電源），在使用中不需要任何外圍元件。

利用單片機編程可實現溫度的采集及顯示，這樣用戶可以通過小冰箱自帶的顯示屏或者手機知道冰箱內溫度，以便適時調節(jié)。此技術在溫度要求較高的場合應用廣泛。

4.3 PRETEUS仿真示意圖

PRETEUS仿真示意圖所圖2所示。

4.4 半導體技術的USB藍牙小冰箱優(yōu)點及應用范圍

無任何旋轉部件，噪音低，綠色環(huán)保，可用于寢室、自習室等安靜的地方；USB接口充電，只需5V電壓，體積小且重量輕，制冷溫度最低可達5℃，可用于汽車、游艇等有USB接口充電的地方；具有溫度顯示、藍牙通信的優(yōu)點，可用于對溫度要求較高的場合。

5 結語

隨著目前半導體制冷片已經規(guī)?；陌l(fā)展，為生產出節(jié)能、環(huán)保的便攜式冰箱提供了有利條件。半導體制冷技術在便攜式冰箱及其類似產品的開發(fā)中將得到了廣泛的應用。本文介紹的基于半導體技術的USB藍牙小冰箱，能完成制冷與制熱的雙重效果。在室溫25℃的情況下，制冷到5℃左右需要2～3 h。通過藍牙的無線控制，可以更加方便的操控系統(tǒng)工作，在方圓15 m左右完全可以操控。由于小冰箱采用5V電源供電，因而可以用電腦作為充電電源，甚至充電寶等器件給冰箱供電，具有無噪音、低功耗、便攜帶等優(yōu)點。相信隨著半導體制冷技術的進步，半導體產品將會占有更多的市場份額。

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