过塑机改装成PCB热转印机的电路设计与制作

来源：塑胶五金网发布时间：2014-12-04 11:15:26点击率：

　　1 硬件结构

　　系统组成结构框利用热敏电阻和精密恒流源作为温度传感器，采集到的温度送入单片机自带的ADC将模拟量转换为数字量，由单片机根据现有温度控制继电器闭合断开，控制加热、降温，使温度恒定在一定的范围。由单片机定时器定时发出控制信号，控制可控硅的导通从而控制电机转速，使得转印温度和转速稳定，达到PCB热转印的效果。通过按键可设定温度，以改变温度的恒定范围，利用芯片驱动数码管静态显示温度，达到节约I/O简化程序编写的目的。具体电路中标出了元件的参数与型号。

　　温度检测模块主要由NTC热敏电阻元件、恒流源电路构成。因恒流源的电流是恒定不变的，而NTC热敏电阻的阻值随温度升高而降低，因此NTC两端的电压将随温度的变化而变化，将变化的电压送至单片机进行模数转换，由单片机计算出相应的温度值。这里之所以采用恒流源的另外一个原因是因恒流源的电流恒定不变，还可避免连接器的导线电阻和接触电阻的影响，减小测量误差。

　　用NTC热敏电阻代替恒流源电路中的RL。OP07采用正负15V双电源供电，将RS取为3kΩ，调节精密电位器RP，使得Uref为+3V左右，断开RL负载电阻，用2mA直流电流档串接在RL的位置，直接测量恒流源的电流，微调RP电阻，直到调节到300μA即可。将RP取为10kΩ，R5取值为2kΩ，由公式可求得TL431的稳压范围可以在2.5～15V连续可调。其中R1，R2，R3，R4的取值大小将直接影响到恒流源的稳定性，在这里是R1=R2=R3=R4，由上面推导可知，应尽可能取的足够大，因为OP07本身偏置电流比较小，nA级的，R1～R4取值为1MΩ。经多次实验可以很正常的工作，可以不必考虑偏置问题。

　　特别注意，这里不能直接把NTC热敏电阻的R-T(电阻-温度)特性应用于PCB制板热转印机上测试温度，原因是热转印机所处的环境和实际测试的环境温度并不一致，在使用NTC测试热转印温度时，采用的是直接接触橡胶棍表面的方法测温，触点的温度和热转印的温度一致，但是整个电阻体的其余部分是暴露在空气当中的，一部分的热量被NTC所吸收，另一部分的热量又被其所散发，使得NTC本身的实际温度远低于被检测点的温度，如同把NTC的整个R-T特性曲线向上平移了一个位置，如果再使用实测的数据，或者使用数据手册的上的数据，就会产生很大的误差。解决的办法是，在安装好传感器后，接通电热丝，采用温度计实测温度，对比传感器，重新做成数据表，作为编程使用的数据表，这样才能够提高测量的精度。另一个方面，热量的散发速度还与周围环境温度有关，在实际使用时，需要考虑环境的温度变化，这时，就不得不考虑温度补偿问题了。在这里只能以室温25℃作为参考设计。

　　利用单片机STC12C2052AD的定时器T0中断，从P3.7输出一个定时脉冲，控制可控硅的导通时间，使电机断续工作，从而达到转速要求。因为过塑机做热转印机只是因为转速太高，而造成吸收的热量不够，所以可以考虑让电机转动一点，停止若干时间，让PCB充分吸收热量。因电机功率较小，启动电流很小，即使断续工作，电机也不会出现过流发热，不会对电机造成损害。

　　2 程序设计

　　程序开始对所使用到的寄存器IE、ADC_CONTR、TCON、TMOD等进行初始化赋值，IO状态赋值，在主函数中，进行键盘检测，温度显示，加热控制等，在中断函数中控制电机的转速。由于在显示部分使用了串行通信显示，不能在很短的时间内刷新显示，否则，会看到数据在74LS164移位过程中，使得数码管显示留下的残影，每一位全部显示“8”，所以每一次发送显示数据后，需要间隔一段时间再一次发送显示数据，这样就没有这种现象了。在中断函数中改变定时器的定时时间，可以改变电机的速度，而时间长短有键盘设定，在键盘函数中实现。

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