楊?lèi)?ài)宏

（國(guó)家廣播電視總局二0 二二臺(tái)，新疆 喀什844000）

1 概述

TH576 管作為T(mén)SW2500 型500KW 發(fā)射機(jī)中最重要的組成部分，其狀態(tài)直接影響發(fā)射機(jī)運(yùn)行效果，因工作時(shí)管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，如不及時(shí)填補(bǔ)蒸餾水進(jìn)行循環(huán)冷卻，蒸發(fā)過(guò)多的水必然會(huì)導(dǎo)致水位下降，存在播音隱患[1]。

在日常使用中，采用巡視人員目測(cè)水位與手動(dòng)補(bǔ)水，在純凈水通過(guò)管道流入發(fā)射機(jī)水箱時(shí)，因管道的損耗導(dǎo)致入水溫度無(wú)法滿足理想要求，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到“智能運(yùn)維”的建設(shè)目標(biāo)，所以提出一種以51 單片機(jī)STC89C52、防水型溫度傳感器DS18B20、液晶屏LCD1602、時(shí)鐘芯片、液位開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用智能水箱，完成對(duì)應(yīng)需求。

2 智能水箱控制系統(tǒng)

2.1 原理簡(jiǎn)介

智能水箱系統(tǒng)包含兩個(gè)硬件水箱，一是儲(chǔ)蓄水箱，另一個(gè)是發(fā)射機(jī)水箱。

根據(jù)發(fā)射機(jī)實(shí)際用水量的多少?zèng)Q定儲(chǔ)蓄水箱的容積，同時(shí)在其出水口直接連接發(fā)射機(jī)，如存在多部發(fā)射機(jī)并行，可采用水位落差直接連接或電磁控制。

本文采用的是電磁控制，即當(dāng)冷卻后的純凈水供給儲(chǔ)蓄水箱后，通過(guò)發(fā)射機(jī)水箱中的液體流量表，確定是否驅(qū)動(dòng)電動(dòng)蝶閥工作，假設(shè)1 號(hào)機(jī)水位低限，則證明其水量超過(guò)正常蒸發(fā)值，此時(shí)電動(dòng)蝶閥工作，若上方高水位液位開(kāi)關(guān)觸發(fā)，報(bào)警電路工作，此時(shí)供水切斷。

在實(shí)際使用中，常因天氣環(huán)境問(wèn)題導(dǎo)致冷卻水溫度較高，此時(shí)需要溫度控制電路工作，確保冷卻水溫度低于發(fā)射機(jī)入水溫度。

2.2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

硬件電路主要有主控制電路、溫度控制電路、蜂鳴器告警電路及其附屬電路組成。

主控制電路采取STC89C52 型單片機(jī)作為主控制芯片，該芯片包含重復(fù)電路和外部晶體振蕩電路。單片機(jī)的31 引腳與40 引腳接+5V 直流電源，20 引腳則接地，18 引腳與19 引腳共同組成晶振電路。

圖1 單片機(jī)最小系統(tǒng)

發(fā)射機(jī)的入水溫度要求25～45 攝氏度，同時(shí)系統(tǒng)要長(zhǎng)期工作于高頻環(huán)境下，所以要求溫控電路具有體積小、精度高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，系統(tǒng)采用DS18B20 溫度傳感器，將其與MCU相連，就可以實(shí)現(xiàn)其與MCU 的雙向通信。

單片機(jī)通過(guò)單總線協(xié)議，讀取DS18B20 發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行運(yùn)算，最終得出溫度值。R8 為上拉電阻，此處的作用是增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。

蜂鳴報(bào)警電路會(huì)根據(jù)提前設(shè)置好的溫度值的范圍進(jìn)行對(duì)比，過(guò)高或者過(guò)低，系統(tǒng)都會(huì)發(fā)出響應(yīng)用以提醒當(dāng)班人員注意，這樣便提高了智能水箱的安全性。

MCU 控制BEEP 的高電平或者低電平，來(lái)使蜂鳴器工作。Q1 是三極管，屬于NPN 型，因此，當(dāng)BEEP 為高電平時(shí)，Q1 導(dǎo)通，蜂鳴器被激活并開(kāi)始工作報(bào)警，當(dāng)BEEP 為低電平時(shí)，Q1 被中斷，停止工作。R2 是一個(gè)上拉電阻，它的作用是讓I/O 接口在高電平時(shí)加強(qiáng)，以使蜂鳴器正常工作。R4 用于限流以保護(hù)三極管。

圖2 溫度檢測(cè)電路

圖3 蜂鳴器報(bào)警電路

2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

軟件流程有檢測(cè)時(shí)鐘信號(hào)，檢測(cè)智能水箱中儲(chǔ)蓄水箱是否有水及水溫，LCD 顯示等。本程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，器件和端口先進(jìn)行初始化，主芯片讀取時(shí)鐘信號(hào)及溫度檢測(cè)電路信號(hào)并顯示時(shí)間和當(dāng)前溫度，當(dāng)智能水箱監(jiān)測(cè)到水源充足且水溫存在于設(shè)定溫度并處于當(dāng)班人員所設(shè)定的工作時(shí)間內(nèi)，智能水箱機(jī)啟動(dòng)并進(jìn)入待機(jī)模式，若不滿足三者中任何一個(gè)條件，飲水機(jī)都不會(huì)進(jìn)入待機(jī)模式。

在智能水箱缺水狀態(tài)下，水箱將啟動(dòng)報(bào)警電路用以提醒當(dāng)班人員，系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)水至正常值。

3 結(jié)論

圖4 軟件流程圖

本設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了發(fā)射機(jī)智能水箱的基本功能，同時(shí)在補(bǔ)水效果方面表現(xiàn)良好，特別是增加之前系統(tǒng)未考慮到的溫度檢測(cè)報(bào)警，大大節(jié)約了勞動(dòng)力，同時(shí)克服機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)播音補(bǔ)水不方便的缺點(diǎn)，也能避免因值班人員工作疏忽忘記補(bǔ)水導(dǎo)致發(fā)射機(jī)播音隱患等事故發(fā)生。但還存在不少缺點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)電路使用的是DS18B20，它的精度不夠高，在以后的工作中根據(jù)不同臺(tái)站的需要，還可繼續(xù)對(duì)程序進(jìn)行優(yōu)化。