一种光热反应器的控制系统
技术领域
本实用新型涉及实验设备技术领域，尤其是涉及一种光热反应器控制系统。
背景技术
在制药、生物培养、化学等实验科学研究中，反应器的设计往往非常重要，现代大多数化学实验中的加热还是采用明火加热，这样增加了一定的风险，市面上的确出现了用光代替明火的试验仪器，但是这些试验仪器大多使用水冷，故其体积庞大。如何设计出一款，功能健全，安全可靠，体积小巧的光热反应控制器就变得至关重要。
发明内容
针对上述现有需求，本实用新型的目的是提供一种光热反应器的控制系统，它具有稳定、可靠、智能的特征。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种光热反应器的控制系统，其特征在于：包括主控芯片、用于控制反应器内 LED灯的LED控制单元、用于控制冷却反应器温度的风机的风机控制电路，用于控制对反应物进行搅拌的电机的电机控制电路，所述LED控制单元包括依次电路控制的LED控制信号放大电路、LED调光电源、LED 开关电路，所述LED控制信号放大电路所述风机控制电路、LED控制信号放大电路、LED开关电路、风机控制电路、电机控制电路均与主控芯片电连接。
进一步地，还包括用户输入装置、报警装置和显示装置，所述用户输入装置、报警装置和显示装置均与主控芯片电连接。
进一步地，所述的LED控制信号放大电路用于将主控芯片的5V PWM信号转换为10VPWM信号，包括NMOS管，所述NMOS管的1脚接入电容C1后接地，同时，1脚接入电阻R13后接入电路的供电电压，所述NMOS 管的3脚作为LED控制信号的输入端，且LED控制信号的输入端连接电阻R12后接入电路的供电电压，所述NMOS管的2脚作LED控制信号放大后的输出端，所述NMOS管的2脚上还连入电阻R14后连接10V电压。
进一步地，所述的LED开关电路，与主控芯片的控制信号实现光耦隔离，包括光耦U10、继电器K2和三极管Q2，所述光耦的1脚经电阻 R11接入供电电压，光耦的2脚连接主控芯片，光耦的4脚接入12V电压，光耦的3脚经电阻R16接入三极管Q2的基极，光耦的3脚经电阻R2和电容E9的并联电路后接入三极管Q2的发射极，三极管Q2的集电极接入继电器K2的2脚，继电器K2的2脚经二极管D8后接入12V电压，继电器K2 的1脚接入12V电压，继电器K2的5脚用于驱动LED，继电器K2的3脚与5 脚常闭，继电器K2的4脚与5脚常开。
进一步地，所述LED调光电源接入LED控制信号放大电路的10V PWM信号，经过控制10V PWM信号的占空比，将输出接入继电器K2的5 脚。
进一步地，所述的风机控制电路和电机控制电路均由一个三极管进行驱动控制，且控制信号均为由主控芯片供给的5V PWM控制信号。
进一步地，所述电机控制电路与电机连接，且电机的速度反馈回电机控制电路。
进一步地，所述的用户输入装置包含三个旋转编码器。
与现有技术相比，本实用新型提供的一种光热反应器的控制系统中主控芯片作为各个装置的控制中心，对各个装置和电路进行控制，实现了LED恒压变流调光、风机散热控温、电机定速搅拌、报警功能，这些功能的增加提高了光热反应控制系统的可靠性和智能性，操作更加灵活，给实验者一个安全的实验环境。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
图1是本实施例的一种光热反应器的控制系统的系统示意图；
图2是本实施例的LED控制信号放大电路的电路原理图；
图3是本实施例的LED开关电路的电路原理图；
图4是本实施例的LED调光电源的电路原理图；
图5是本实施例的电机控制电路的电路原理图；
图6是本实施例的用户输入装置的电路原理图；
图7是本实施例的电机速度反馈检测的电路原理图；
图中：
101、主控芯片；
210、LED控制信号放大装置，220、LED开关装置，230、风速控制装置，240、电机控制装置；
310、用户输入装置，410、报警装置，510、显示装置
610、LED调光电源，710、电机。
具体实施方式
实施例，见图1所示：一种光热反应器控制系统，包括主控芯片 101、LED控制信号放大电路210、LED开关电路220、风机控制电路230、电机控制电路240、用户输入装置310、报警装置410、显示装置510、LED调光电源610、电机710，LED控制信号放大电路210、LED开关电路 220、风机控制电路230、电机控制电路240、用户输入装置310、报警装置410、显示装置510都与主控芯片101相连接。
优选的，LED控制信号放大电路210，将主控芯片101的5V PWM信号转换为10V PWM信号，信号转换主要为了适应LED调光电源610，因为 LED调光电源的输入信号需要10VPWM，如图2所示，LED控制信号放大电路包括NMOS管，所述NMOS管的1脚接入电容C1后接地，同时，1脚接入电阻R13后接入电路的供电电压，所述NMOS管的3脚作为LED控制信号的输入端，且LED控制信号的输入端连接电阻R12后接入电路的供电电压，所述NMOS管的2脚作LED控制信号放大后的输出端，所述NMOS 管的2脚上还连入电阻R14后连接10V电压。LED_PWM为主控芯片101输出的5V PWM，经过一个NMOS管J8，当LED_PWM为5V时，MOS管截止，则 PWM+为10V，当LED_PWM为0V时，MOS管1脚和3脚存在压差，MOS管导通， PWM+被拉低到0V，所以LED_PWM的高低变换就对应着PWM+的高低变换，其中C1为抗干扰所用，如此便实现了PWM电平的转换。
优选的，LED开关电路220，与主控芯片101的控制信号实现光耦隔离，如图3所示，LED开关电路220包括光耦U10、继电器K2和三极管Q2，P15为主控芯片101的IO口，当P15为0V时，光耦U10脚1、脚2导通，于是脚4，脚3导通，U10的脚3位+12V，Q2的基极与发射极存在正电压，故而Q2导通，继电器K2的线圈1脚和2脚有电流流过，K2吸合， VLED+接通OUT+，反之VLED+不接通OUT+，VLED+去驱动LED灯，其中D8的设置在K2断开时起续流作用，如此便实现VLED+电压的开关。
优选的，LED调光电源610接入LED控制信号放大电路的10V PWM 信号，经过控制10V PWM信号的占空比，将输出接入继电器K2的5脚。 LED控制信号放大电路210将10V PWM输入LED调光电源610，LED调光电源610再将输出电压电流输入LED开关装置220，最后由LED开关装置 220去驱动LED灯，如图4所示，L(火线)、N(零线)、PE(地线) 是其输入，PWM+是LED控制信号放大装置输出的10V PWM信号，通过控制10V PWM的占空比，我们获得OUT+的输出，电压为60V，电流为可调，但是LED调光电源610难以到0A，即使PWM+的信号一直是0V，LED 灯也会因OUT+的难以到0A而闪烁，故而增加LED开关装置220，此开关装置可以在OUT+的电流很低的情况下，人为切断VLED+和OUT+的连接，使VLED+为0，避免LED灯闪烁的情况。
优选的，风速控制电路230、电机控制电路240均为5V PWM控制，如图5所示，其中风机控制电路230与电机控制电路240的电路原理相类似，故只提供图5，DJ_PWM是主控芯片101提供的5V PWM控制信号，当DJ_PWM为5V时，三极管Q7基极与发射极之间没有压差，Q7 截止，则Q7集电极为0V，即GND，当DJ_PWM为0V时，三极管Q7 基极与发射极之间有压差，Q7导通，Q7集电极电压为5V，故此电机控制装置将5V PWM电平对调，并且增强了PWM的驱动能力，电机的主要作用为搅拌，而风机的主要作用为散热。
优选的，用户输入装置310包含三个旋转编码器。如图6所示，每一个旋转编码器的原理相同，所以图中只列出了一个。P41、P20、 P37分别连接主控芯片101，其中R43、R41、R42的目的在于P41、P20、 P37初始为5V，C14、C15、C19以及R31、R28、R32的作用在于滤波，提高抗干扰能力，旋转编码器有三种动作，顺势针旋转、逆时针旋转、按下，当顺势针旋转时P37、P20会检测到方波，并且P37的方波超前于P20的方波，当逆时针旋转时P37的方波落后于P20的方波，当按下时P41变成0V，通过这三种情况的检测分别可以将顺势针定义为加、逆时针定义为减，按下定义为确定，从而让用户修改单片机中的设定参数，三个旋转编码器分别对应，设定温度、电机设定转速、LED设定功率，其中设定温度为控制风机转速的依据。
优选的，电机控制电路与电机相连，并且电机有速度反馈传回电机控制装置，如图7所示，SPEED_TEST是直接连接主控芯片101， SPEED是电机710反馈的实时转速，C12和R44即提高电路的抗干扰性能，主控芯片接收到SPEED_TEST的信号后，计算出目前的电机转速，再根据目前的转速去控制DJ_PWM的输出占空比，实现调节电机转速的目的。
综上所述，本实用新型提出了一种更加稳定、可靠、智能的光热反应器的控制系统。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
