基于MCU筆記本散熱底座智能溫控系統(tǒng)設(shè)計與研究

摘 要：為了確保筆記本設(shè)備散熱底座達(dá)到智能優(yōu)化控制的技術(shù)水準(zhǔn)，根據(jù)設(shè)計活動中紅外溫度傳感器的應(yīng)用經(jīng)驗，配合單片機(jī)作為核心支撐結(jié)構(gòu)，使用溫度監(jiān)控程序當(dāng)做顯示平臺，專門設(shè)計出某種筆記本散熱底座智能優(yōu)化管理系統(tǒng)，這類措施令設(shè)備底座發(fā)熱問題得到有效改善，同時完成向自動鑒別和調(diào)速的過渡工作。按照實際測試結(jié)論闡述，這類系統(tǒng)能夠全面、穩(wěn)定地挖掘筆記本散熱需求，進(jìn)而克制底座低噪音的蔓延狀態(tài)，滿足低能耗的運(yùn)轉(zhuǎn)效果，維持應(yīng)用過程中的經(jīng)濟(jì)性價值，促進(jìn)設(shè)備長期使用壽命得到延長發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：散熱底座；智能溫控；單片機(jī)；系統(tǒng)流程；設(shè)計指標(biāo)

筆記本電腦性能條件優(yōu)越，并且便于攜帶，因此受到社會大眾的廣泛追捧，但有關(guān)底座散熱問題著實令研究人員和廣大用戶擔(dān)憂，這也是相關(guān)領(lǐng)域出現(xiàn)的技術(shù)瓶頸狀況。為了盡量彌補(bǔ)內(nèi)置風(fēng)扇散熱能力不足隱患，防止溫度過高造成的死機(jī)問題，人們開始普遍應(yīng)用散熱底座來減小溫度傷害，但是市場上流通的散熱裝置結(jié)構(gòu)、功能比較單一，其風(fēng)扇一旦達(dá)到最高轉(zhuǎn)速，就不可避免的產(chǎn)生一系列噪音狀況，加上其散熱作用也不能憑借肉眼觀察，明顯與人們期望的智能化控制理論存在較大偏差。這就需要加強(qiáng)散熱器的軟件控制技術(shù)，保證啟停、調(diào)速以及溫度監(jiān)控程序的自由轉(zhuǎn)換，這不但促進(jìn)散熱活動的長期穩(wěn)定運(yùn)行，同時減少系統(tǒng)噪聲影響，滿足節(jié)能設(shè)計要求，促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行速度，必將受到社會大眾的強(qiáng)烈歡迎和長期信賴。

1 筆記本底座溫控系統(tǒng)設(shè)計理念的整理

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包含5個大框內(nèi)容，包括USB形態(tài)的電源模塊、溫度數(shù)據(jù)搜集、微處理裝置、PC通信程序和電機(jī)驅(qū)動控制中心，以及相關(guān)的溫度監(jiān)控軟件等。在系統(tǒng)內(nèi)部，主要利用USB電源模塊作為處理媒介，再結(jié)合電機(jī)驅(qū)動實現(xiàn)階段供電活動，之后配合PC通信穩(wěn)壓設(shè)施和溫度傳感器的單片機(jī)進(jìn)行交互式處理，保證不同輸出位置對風(fēng)扇電機(jī)的驅(qū)動功能，以達(dá)到隨時啟動和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的績效水準(zhǔn)。在整個環(huán)節(jié)中，利用轉(zhuǎn)換器和監(jiān)控軟件能夠?qū)⒕唧w時段的溫度數(shù)據(jù)資料全面顯示，保證科學(xué)化的分析流程得以順利連接和進(jìn)展。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)元件的挑選要求

2.1 紅外溫度傳感器的應(yīng)用

為了切實維護(hù)筆記本散熱底座的獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)性能，進(jìn)一步適應(yīng)設(shè)備內(nèi)部有限的空間環(huán)境，傳感器需要安置在筆記本外部，這就對感溫部件與被測介質(zhì)的接觸距離產(chǎn)生嚴(yán)格要求，需要利用非接觸式測溫手段進(jìn)行補(bǔ)充?，F(xiàn)下的非接觸式測溫方式以輻射測溫手段最為普遍，存在必要溫度效應(yīng)的物體能夠向外傳遞能量，而紅外輻射能量、波長分布效應(yīng)則依靠設(shè)備表面溫度表現(xiàn)出來。透過對結(jié)構(gòu)自身紅外輻射強(qiáng)度的實時測量驗證，能夠精確地判斷表面溫度的具體數(shù)值，按照這種理論內(nèi)涵進(jìn)行延伸，利用紅外溫度傳感設(shè)施對經(jīng)由底部散熱口的筆記本運(yùn)行過程中發(fā)熱部件表面向外輻射的能量實施測量，進(jìn)而確定局部范圍的溫度影響狀況。

2.2 供電電源電路的優(yōu)化設(shè)計

筆記本散熱墊設(shè)計需要貫徹簡潔效應(yīng)理論，方便戶外等特殊環(huán)境的使用，同時廣泛汲取系統(tǒng)整體功耗原理，因此使用USB形式的接口進(jìn)行直接供電，減少外接電源的限制問題；在充分研究接口輸出功率效果的前提下，由于負(fù)載能力的分布，需要采用系統(tǒng)內(nèi)置穩(wěn)定器進(jìn)行合理搭配，限流電阻和穩(wěn)壓二極管的輸出要利用傳感裝置實現(xiàn)供電，其中穩(wěn)壓管動態(tài)內(nèi)阻的降低作用，主要透過紋波濾除作用體現(xiàn)。

2.3 單片機(jī)程序的完善

單片機(jī)程序在設(shè)計環(huán)節(jié)中要盡量完善溫度搜集模塊的既定要求，在系統(tǒng)化處理流程完成之后，一方面要通過串口將處理完畢的溫度數(shù)據(jù)資料直接傳輸給監(jiān)控軟件，另外就是按照事先設(shè)置的溫度閾值實現(xiàn)不同占空比的脈沖調(diào)節(jié)工作。

2.4 溫度檢測軟件的開發(fā)

如今互聯(lián)網(wǎng)空間上提供多種免費(fèi)形式的串口調(diào)試工具，基本直接下載之后就可使用。其中應(yīng)用最為普遍的就是SSCOM3.2，其處理流程比較簡易，同時支持高波特率；在使用USB轉(zhuǎn)串口過程中，不需要再次建立映射串口，數(shù)據(jù)接收后可以永久保存，基本能夠達(dá)到系統(tǒng)對上位機(jī)軟件實時控制的要求。設(shè)計過程中需要嚴(yán)密注意的是，溫度監(jiān)控軟件的波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位等信息協(xié)議的既定格式，避免設(shè)計結(jié)果與下位機(jī)串口初始化程序內(nèi)容出現(xiàn)偏差，影響檢驗穩(wěn)定性和可靠地位。通過裝有win7系統(tǒng)的筆記本裝置進(jìn)行測試和驗證，將已經(jīng)下載的SSCOM3.2程序安裝，軟件能夠自動查詢和設(shè)置串口名稱，這省去人工檢索標(biāo)示的分配流程。串口調(diào)試工具處理完畢，此時系統(tǒng)溫度數(shù)據(jù)會按照十進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)在工具窗口空間顯示。經(jīng)過實際性的驗證環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，此類系統(tǒng)運(yùn)行速度和靈敏程度十分優(yōu)越，數(shù)據(jù)測試精度價值較高，系統(tǒng)運(yùn)行可靠程度強(qiáng)，具有廣泛的實用價值。

結(jié)語：該種溫控系統(tǒng)配合成熟的工具軟件程序進(jìn)行監(jiān)控處理，有效避免繁瑣的軟件編程造成的技術(shù)難題，根據(jù)上位機(jī)PC端虛擬串口完成數(shù)據(jù)在不同空間高速傳輸?shù)脑O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，利用紅外數(shù)字溫度傳感器進(jìn)行電源提供，促進(jìn)系統(tǒng)低功率運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效能；數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)供電同時借用此類USB端口，保證設(shè)備利用價值最大化特征。另外，此種設(shè)計方案適合各類筆記本設(shè)備底座的改裝要求，能夠隨時進(jìn)行批量生產(chǎn)，達(dá)到全民應(yīng)用的現(xiàn)實已是不爭的事實。

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