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软硬件全开源，航芯方案分享 | 旋钮温控器方案


温控器用于控制室内暖通设备，通过暖通设备为室内环境提供冷源和热源，从而调节室内温度环境，为人们提供舒适的生活环境。


旋钮式温控器更为结构简洁、操作简便，降低了用户的使用难度，提供智能化的控制方法，实现节能与舒适的平衡。


航芯推出的旋钮温控器解决方案，采用有丰富外设功能的ACM32F0x0系列作为主控芯片，最低功耗可达0.5uA，具有高整合度、高抗干扰、高可靠性等特点，有助于提高产品性能，帮助客户加快智能温控设备的开发。


本文将带你深入了解基于航芯ACM32F0x0系列如何快速搭建旋钮温控器项目，干货满满，开源分享，更多资源请在文末获取哦！


1. 供暖设备应用概述


北方的供暖主要有两种方式：集体供暖和分户供暖，分户供暖较受用户欢迎，这种方式用户可以根据自己的需求和喜好按需供暖。分户供暖催生了很多新型供暖设备，比如电磁壁挂炉、燃气壁挂炉、空气能热泵等。


这些供暖设备搭载控制器，通过旋钮温控器可实现精准智能温度控制，控制器负责接收旋钮温控器的RF信号来控制供暖设备的开启和关闭加热，而旋钮温控器放置在用户房间里，可实时检测房间温度变化，发送RF信号实时调节温度，使房间温度始终保持在用户设定的舒适温度范围内。


2. 技术规格


•  温度控制范围：-10℃~45℃

•  温度显示范围：5℃~35℃

•  工作温度：-20℃~55℃

•  供电方式：1.5V * 2，2节五号电池

•  待机功耗：12uA

•  遥控距离：室内≥30m


3. 功能特点


•  可通过旋钮调节设定温度

•  实时显示当前环境温度和当前加热状态

•  ℃/℉温标切换

•  0.5℃/1℃温度差值切换

•  高、低温报警，显示屏温度闪烁

•  低电量报警，显示屏显示低电量图标


4. 方案介绍


旋钮温控器分为遥控器和接收器，遥控器放在用户房间，实时采集室内温度，显示温度并实时调节；接收器则放在加热装置旁边，用于接收遥控器的RF信号，控制继电器，从而开启和关闭加热。


旋钮温控器的遥控器可采用ACM32F030C8T7或ACM32F070CBT7做主控，框图如下：




•  使用ADC来实现对旋钮温度调节；


•  使用IIC接口，读取温湿度传感器SHT30模块的温湿度；


•  使用芯片的LVD模块进行电池低电检测；


•  使用芯片自带的LCD驱动来驱动断码LCD屏，显示设置温度、实时温度、加热状态等；


•  使用SPI接口和RF 433模块通信，发送RF信号控制加热器的开关；


•  通过TouchKey来唤醒产品，并实现℃/℉温标切换、0.5℃/1℃温度差值切换，加/减设定温度；


•  为了实现产品的低功耗，需要在低功耗下显示LCD，所以采用stop低功耗模式，RTC定时唤醒和TouchKey唤醒。


旋钮温控器的接收器采用ACM32F030K8T7或ACM32F070KBT7做主控，可以通过三档拨动开关来选择常开、常关、自动三种工作模式，在自动模式下根据接收遥控器发来的RF信号进行控制继电器的开启和关闭，方案框图如下：




5. 软件设计


01. ADC采集


正常待机下不对旋钮进行AD采样，只有当被TouchKey唤醒后定时采样。


以下是部分代码：




02. 读取温湿度传感器SHT30


温湿度传感器采样IIC接口，定时一分钟采集一次传感器的温湿度数据，部分代码如下：




03. 电池低电检测


采用芯片自带的LVD模块检测电池电量，低于设定的阈值2.51V就闪烁低电图标报警提示，以下是部分代码：




04. LCD显示


使用4*24 LCD显示，在唤醒状态每隔200ms刷新一次LCD显示内容，以下是部分代码：






05. RF 433模块


RF模块采用RFM300H，SPI通讯，为了方便处理RF数据，采用状态机来处理RF模块的配置，数据发送等，以下是部分代码：






06. TouchKey检测


通过TouchKey可唤醒产品，切换温标、温度差值、显示设定温度等，部分初始化代码如下：




07. 低功耗处理


为了实现低功耗，采用stop模式，进入休眠前先判断休眠标志位是否允许进入休眠，再关闭定时器、SPI、IIC等外设，设置IO口状态，配置RTC定时1min唤醒、TouchKey唤醒，以下是部分代码：





08. 遥控器程序整体流程图




09. 接收器程序整体流程图




06 资源分享


旋钮温控器方案软硬件资源：

https://gitee.com/acm32-mcu/acm32f0_temperature_control