stm32如何控制半导体制冷片既能制冷又能制热

Question

现在我有bts7960,l298n,一个12v的双路继电器，两个5v的继电器，一个ds18b20,半导体制冷片型号是12706，单片机stm32，我到底该怎么搭建啊

Answer 1

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1. 关键点分析：
   - 要实现STM32控制半导体制冷片既能制冷又能制热，需要解决如何通过合适的电路切换半导体制冷片的电流方向来改变制冷制热状态，同时还要协调与其他元件如驱动芯片、继电器、温度传感器等的连接和控制。
2. 解决方案：
   - 半导体制冷片的驱动：
   • 半导体制冷片12706通常需要较大的电流来驱动。这里可以使用BTS7960电机驱动芯片来提供足够的电流。BTS7960的VCC接12V电源，GND接地，CS接STM32的一个GPIO引脚用于片选控制，PWMA和AIN1、AIN2分别接STM32的GPIO引脚用于控制半导体制冷片电流的大小和方向。
   • 当AIN1输出高电平，AIN2输出低电平时，半导体制冷片正向导通，实现制冷；当AIN1输出低电平，AIN2输出高电平时，半导体制冷片反向导通，实现制热。
   • 继电器控制：
   • 12V的双路继电器用于控制BTS7960的电源通断，其中一路接BTS7960的VCC，另一路接GND。继电器的控制引脚接STM32的GPIO引脚。
   • 两个5V的继电器，一个用于控制温度传感器DS18B20的电源通断（可选，用于在不使用温度传感器时节省功耗），另一个可以预留用于其他可能的扩展控制。同样，继电器控制引脚接STM32的GPIO引脚。
   • 温度传感器DS18B20：
   • DS18B20的数据引脚接STM32的一个GPIO引脚，通过STM32的GPIO配置为开漏输出模式，上拉电阻接到VCC。
   • 编写代码读取DS18B20的温度值，根据温度值来决定控制半导体制冷片的制冷或制热状态。例如，当温度高于设定值时，控制半导体制冷片制冷；当温度低于设定值时，控制半导体制冷片制热。
   • 代码示例：

#include "stm32f10x.h"

// 定义相关GPIO引脚
#define BTS_CS_GPIO GPIOA
#define BTS_CS_PIN GPIO_Pin_0
#define BTS_PWMA_GPIO GPIOA
#define BTS_PWMA_PIN GPIO_Pin_1
#define BTS_AIN1_GPIO GPIOA
#define BTS_AIN1_PIN GPIO_Pin_2
#define BTS_AIN2_GPIO GPIOA
#define BTS_AIN2_PIN GPIO_Pin_3

#define RELAY_12V_GPIO GPIOB
#define RELAY_12V_PIN GPIO_Pin_4
#define RELAY_5V_1_GPIO GPIOB
#define RELAY_5V_1_PIN GPIO_Pin_5
#define RELAY_5V_2_GPIO GPIOB
#define RELAY_5V_2_PIN GPIO_Pin_6

#define DS18B20_GPIO GPIOC
#define DS18B20_PIN GPIO_Pin_7

void GPIO_Configuration(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    // 配置BTS7960相关引脚
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = BTS_CS_PIN | BTS_PWMA_PIN | BTS_AIN1_PIN | BTS_AIN2_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(BTS_CS_GPIO, &GPIO_InitStructure);

    // 配置继电器引脚
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RELAY_12V_PIN | RELAY_5V_1_PIN | RELAY_5V_2_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(RELAY_12V_GPIO, &GPIO_InitStructure);

    // 配置DS18B20引脚
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DS18B20_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(DS18B20_GPIO, &GPIO_InitStructure);
}

// 模拟读取DS18B20温度值函数
float read_DS18B20(void) {
    // 实际需要按照DS18B20的通信协议编写代码
    return 25.0; 
}

void control_thermoelectric(void) {
    float temperature = read_DS18B20();
    if (temperature > 28.0) { // 假设设定温度28度
        GPIO_SetBits(BTS_AIN1_GPIO, BTS_AIN1_PIN);
        GPIO_ResetBits(BTS_AIN2_GPIO, BTS_AIN2_PIN);
        GPIO_SetBits(RELAY_12V_GPIO, RELAY_12V_PIN); // 打开12V继电器
    } else {
        GPIO_ResetBits(BTS_AIN1_GPIO, BTS_AIN1_PIN);
        GPIO_SetBits(BTS_AIN2_GPIO, BTS_AIN2_PIN);
        GPIO_SetBits(RELAY_12V_GPIO, RELAY_12V_PIN); // 打开12V继电器
    }
}

int main(void) {
    GPIO_Configuration();
    while (1) {
        control_thermoelectric();
    }
}

1. 多种解决方案优缺点分析：
   - 优点：
   • 使用BTS7960可以有效驱动半导体制冷片，提供较大电流。
   • 继电器可以方便地实现电源的通断控制，便于系统管理和节能。
   • 利用STM32可以灵活编写控制逻辑，根据温度等条件精确控制半导体制冷片。
   • 缺点：
   • 电路相对复杂，需要较多的元件，增加了硬件成本和体积。
   • BTS7960等芯片需要一定的学习成本来掌握其使用方法。
2. 总结：
   通过合理连接BTS7960驱动芯片、继电器以及温度传感器DS18B20到STM32，并编写相应的控制代码，可以实现STM32对12706半导体制冷片的制冷和制热控制。整个系统利用了不同元件的特性来构建一个完整的温度调节控制系统。

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