空調(diào)器單片機(jī)控制技術(shù)與檢測(cè)技巧分析

嚴(yán)棟梁

（常州劉國(guó)鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 江蘇 常州 213000）

1 引言

空調(diào)市場(chǎng)上，分體式柜式的空調(diào)器當(dāng)中普遍使用的是單片機(jī)控制技術(shù)，其中使用的控制程序也主要集中書寫在空調(diào)機(jī)的單片機(jī)芯當(dāng)中，此類空調(diào)機(jī)一般功能齊全，且使用起來可靠程度也很高。但需要注意的是行業(yè)內(nèi)工作人員初次接觸單片機(jī)控制電路，難免會(huì)產(chǎn)生此種電路復(fù)雜程度很高的想法。此種情況的解決方式十分簡(jiǎn)單，只需要工作人員在實(shí)際工作當(dāng)中不斷提升自身能力，同時(shí)結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行摸索和實(shí)踐，也能夠在短時(shí)間內(nèi)快速掌握空調(diào)機(jī)電路的實(shí)際維修和檢測(cè)技術(shù)。

我國(guó)空調(diào)器生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)中，采用單片機(jī)控制電路的空調(diào)器種類當(dāng)中，投入適應(yīng)的芯片很多。空調(diào)器維修人員只需要利用業(yè)余時(shí)間查詢相關(guān)芯片的信息資料，就能夠達(dá)到提升自己對(duì)此類設(shè)備掌握程度的效果。

2 單片機(jī)

單片機(jī)本質(zhì)上是指一種集成電路芯片，屬于常見芯片當(dāng)中的一個(gè)類別[1]。此種芯片一般有規(guī)模較大的集成電路和相關(guān)技術(shù)，還有具備數(shù)據(jù)處理能力的中央處理CPU。不僅如此，隨著時(shí)代的進(jìn)步，我國(guó)單片機(jī)也具有存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器等先進(jìn)系統(tǒng)，多種系統(tǒng)集合而成再微縮到一小塊硅片上，就能構(gòu)建成為完善且微小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而在工業(yè)制造領(lǐng)域廣泛使用。我國(guó)相關(guān)行業(yè)從20世紀(jì)80年代初開始發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)從當(dāng)時(shí)的4位和8位單機(jī)片逐漸發(fā)展到當(dāng)前能夠應(yīng)用的300 M單機(jī)片，這無疑是質(zhì)的飛躍。

我國(guó)常見的主流單機(jī)片包括CPUC、ROM計(jì)數(shù)器等，其主要特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，且能夠幫助空調(diào)器實(shí)現(xiàn)模塊化。此種芯片的單機(jī)可靠性很高，同時(shí)兼具處理速度快和功能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，屬于典型的低電壓、功耗的便攜產(chǎn)品。不僅如此，此種芯片對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力和控制功能也很強(qiáng)大。

3 單片機(jī)控制的電路組成作用

3.1 信號(hào)檢測(cè)

單片機(jī)控制的電路當(dāng)中信號(hào)檢測(cè)的相關(guān)部分能夠完成多種模擬信號(hào)量，以及開關(guān)信號(hào)量的檢測(cè)。其中，溫度傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過放大之后，A/D轉(zhuǎn)換就能夠送到空調(diào)器單片機(jī)當(dāng)中的CPU內(nèi)。同樣的壓力開關(guān)和化霜開關(guān)等也是通過相似的轉(zhuǎn)換方式進(jìn)入CPU。

3.2 功能設(shè)置

在單片機(jī)控制電路當(dāng)中，功能設(shè)置部分的內(nèi)容，會(huì)根據(jù)用戶提供的案件需要進(jìn)行所對(duì)應(yīng)功能的轉(zhuǎn)換，常見的就是空調(diào)器的制冷、制熱和溫度定時(shí)等功能。

3.3 控制

控制部分的功能則是可以利用多種模擬量、開關(guān)量和功能鍵的識(shí)別技術(shù)，同步發(fā)出相對(duì)應(yīng)的指令，像空調(diào)器壓縮機(jī)的開關(guān)以及溫度調(diào)節(jié)功能，都是該部分負(fù)責(zé)的任務(wù)。不僅如此，控制功能還可以在空調(diào)器產(chǎn)生工作異常情況時(shí)提供保護(hù)的作用。

3.4 顯示

近年來，生產(chǎn)的空調(diào)器都添加了顯示功能，此種功能能夠通過LED或者液晶顯示屏，直觀地將空調(diào)器實(shí)際工作狀態(tài)展現(xiàn)出來，包括但不限于風(fēng)速、溫度等。

3.5 執(zhí)行

執(zhí)行功能是空調(diào)器單片機(jī)不可或缺的一部分功能，該部分功能可以依靠微處理產(chǎn)生的控制命令，對(duì)空調(diào)器的壓縮機(jī)等部分設(shè)備零件進(jìn)行控制，促使它們能夠做出相應(yīng)的動(dòng)作執(zhí)行部件功能。當(dāng)下部分空調(diào)器廠商為了擴(kuò)大設(shè)備的微處理器輸出驅(qū)動(dòng)能力，通常會(huì)在空調(diào)器內(nèi)部的微處理器和執(zhí)行部件之間增加驅(qū)動(dòng)接口。

3.6 紅外遙控與接收

所有通過遙控器控制的空調(diào)器都裝備了紅外遙控和接收的能力，當(dāng)用戶使用遙控器時(shí)，遙控器的紅外發(fā)光管就能夠發(fā)出信號(hào)，與空調(diào)器當(dāng)中的紅外接收器交互連接之后，就能夠?qū)⒅噶顐鬏數(shù)轿⑻幚砥鲀?nèi)，最終執(zhí)行相應(yīng)的命令。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這一過程所用的時(shí)間已經(jīng)越來越短，幾乎趨近于實(shí)時(shí)執(zhí)行。

3.7 其他

空調(diào)器的電源電路能夠整流和濾波220 V的交流電，再將其轉(zhuǎn)化成兩組直流電輸出[2]。其中一組是+5 V電壓的微處理器和晶體管等相關(guān)工作，而另一組則是+12 V電壓驅(qū)動(dòng)的繼電器工作。空調(diào)器當(dāng)中的振蕩電路以及復(fù)位電路部分的工作，基本都是由單片機(jī)提供穩(wěn)定頻率以及相關(guān)復(fù)位功能[3]。

4 空調(diào)器單片機(jī)控制器技術(shù)流程

4.1 自動(dòng)運(yùn)行模式

空調(diào)器的單片機(jī)控制器技術(shù)流程可以以某品牌空調(diào)為例進(jìn)行分析，在空調(diào)器連接電源之后，其內(nèi)部的微處理CPU上電復(fù)位就會(huì)開始工作。同時(shí)該空調(diào)器在每次正式開始工作之前都會(huì)進(jìn)行電路自檢工作，再將檢查結(jié)果輸入鍵盤之后掃描，該工作的落實(shí)目的是判斷空調(diào)器是否已經(jīng)處于開機(jī)的狀態(tài)。當(dāng)已經(jīng)處于開機(jī)狀態(tài)時(shí)，空調(diào)器如果沒有斷電，就會(huì)按照上次運(yùn)行所設(shè)置的參數(shù)再次運(yùn)行，反之若斷過電則要用戶重新設(shè)置。如果檢測(cè)結(jié)果是空調(diào)器未處于開機(jī)的狀態(tài)，那么空調(diào)器的風(fēng)量、模式等量鍵依舊有效，用戶可以利用這一功能對(duì)空調(diào)器進(jìn)行預(yù)設(shè)置。

空調(diào)器在開機(jī)后的第一步通常都是檢查通信電路和傳感器等部件是否處于正常工作的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生異常，空調(diào)器就會(huì)在單片機(jī)控制技術(shù)的輔助下停機(jī)發(fā)出警告，如果沒有在檢查過程中發(fā)現(xiàn)異常，單片控制技術(shù)就會(huì)促使空調(diào)器進(jìn)入測(cè)溫的狀態(tài)，檢測(cè)的方向主要是室溫，同時(shí)還會(huì)將空調(diào)器的實(shí)際工作狀態(tài)以及測(cè)試所得的溫度傳達(dá)到顯示的部分，方便用戶觀察?？照{(diào)器的自檢結(jié)果如果是重新開機(jī)，空調(diào)器就會(huì)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行的狀態(tài)，同樣的微處理器也會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行程序。單片控制技術(shù)這一操作能根據(jù)空調(diào)器所在環(huán)境的實(shí)際溫度自動(dòng)選擇用戶需要的功能，智能化程度較高。

4.2 制冷、制熱與停機(jī)

以某品牌空調(diào)器為例，該空調(diào)器的掃描鍵若是制冷功能，則空調(diào)器單片機(jī)控制就會(huì)轉(zhuǎn)到制冷運(yùn)行的程序當(dāng)中。單片機(jī)控制技術(shù)會(huì)將實(shí)際溫度和空調(diào)設(shè)定的溫度相互比較，判斷實(shí)際溫度比設(shè)定溫度高時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)內(nèi)部壓縮機(jī)進(jìn)行制冷[4]。當(dāng)實(shí)際溫度與設(shè)定溫度時(shí)間的誤差=1 ℃時(shí)，就會(huì)控制壓縮機(jī)停止工作；同樣的，當(dāng)誤差＞1 ℃，又會(huì)啟動(dòng)制冷功能。

單片機(jī)控制技術(shù)下的空調(diào)器制熱功能與制冷十分相似，不同的是會(huì)先判斷是否需要進(jìn)行除霜工作。如果不需要進(jìn)行除霜，就會(huì)判定實(shí)際溫度和設(shè)定溫度之間的關(guān)系，若實(shí)際溫度小于設(shè)定溫度，就會(huì)啟動(dòng)壓縮機(jī)制熱，同時(shí)控制換向閥進(jìn)行工作，形成循環(huán)制熱的效果。同樣的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度之間的誤差=1 ℃，單片機(jī)控制技術(shù)就會(huì)促使空調(diào)器停止工作；在發(fā)現(xiàn)實(shí)際溫度＜設(shè)定溫度1 ℃，就又會(huì)啟動(dòng)制熱功能。

當(dāng)掃描鍵盤的功能是停機(jī)時(shí)，該空調(diào)器的微處理器就會(huì)發(fā)出停機(jī)的指令，空調(diào)機(jī)接收指令后會(huì)在短時(shí)間內(nèi)關(guān)閉全部負(fù)載，但若未斷電會(huì)依舊顯示溫度。顯然在沒有斷電的情況下，該品牌空調(diào)器雖然執(zhí)行停機(jī)指令，但實(shí)際上內(nèi)部的微處理器依舊處于工作狀態(tài)。

5 空調(diào)器單片機(jī)檢測(cè)技巧

5.1 設(shè)備不啟動(dòng)

空調(diào)器單片機(jī)的檢測(cè)技巧以KFR-22G空調(diào)器單片機(jī)UPD75028（NEC）控制電路為例，若案例中的空調(diào)器接通電源之后無法使用遙控器控制啟動(dòng)，同時(shí)蜂鳴器和指示燈都沒有反應(yīng)，用戶發(fā)現(xiàn)此種情況后若使用應(yīng)急開關(guān)重啟后也是一樣的情況。則工作人員需要先檢查供電電源，以及電源變壓器的穩(wěn)定程度等細(xì)節(jié)，若+5 V正常，就要檢查CPU是否有+5 V供電，以及芯片的復(fù)位腳電壓情況和單片機(jī)晶振電路。

5.2 感溫不準(zhǔn)

判斷空調(diào)器產(chǎn)生溫感不準(zhǔn)的依據(jù)有很多，即插件插錯(cuò)、御寒和接觸不良等都能夠成為故障原因，最終導(dǎo)致的結(jié)果就是室外壓縮機(jī)不啟動(dòng)，啟停不穩(wěn)定也是表現(xiàn)之一。顯然檢測(cè)方向需要根據(jù)判斷依據(jù)，發(fā)現(xiàn)故障立即整改維修就能夠使空調(diào)器恢復(fù)正常工作。

5.3 遙控器失靈

需要掌握的是KFR-22G空調(diào)器遙控器電池的電壓應(yīng)≥2.4 V，否則就要及時(shí)更換電池[5]。若遙控器在正常電壓狀態(tài)下失靈，需要檢查遙控器內(nèi)的電池“+”“-”兩極片是否存在氧化腐蝕的情況，若有就要及時(shí)更換極片。正常的空調(diào)遙控器靠近收音機(jī)后按任意一個(gè)按鍵，都應(yīng)該聽到“嘟嘟”的聲音，有收音機(jī)的用戶可以使用此種方式進(jìn)行自檢。若檢查后發(fā)現(xiàn)遙控器正常，工作人員就要檢查室內(nèi)遙控器的接收集成塊能否正常工作，需要注意的是集成塊觸點(diǎn)的虛焊和松動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致遙控器失靈。

5.4 蜂鳴器不工作

KFR-22G空調(diào)器產(chǎn)生蜂鳴器不工作的情況，需要對(duì)單片機(jī)芯片和蜂鳴器相連接的引腳進(jìn)行檢查。即檢查KFR-22G空調(diào)器單片機(jī)UPD75028芯片5腳是否有2 048 Hz方波輸出。已知的是遙控器按動(dòng)一次就會(huì)輸出一串方波，每次時(shí)間為0.5 s，如果同時(shí)檢查蜂鳴器和遙控器，遙控器工作正常，就說明蜂鳴器已經(jīng)出現(xiàn)故障。

5.5 室內(nèi)風(fēng)機(jī)不工作

如果KFR-22G空調(diào)器室內(nèi)風(fēng)機(jī)停止工作，工作人員的檢查方向是單片機(jī)UPD75028芯片的37/38和39腳是否都能夠輸出高電平。如果可以，就要繼續(xù)檢查空調(diào)器的集成電路和繼電器等，通過觀察繼電器的上并聯(lián)電容是否有被擊穿的跡象，以及室內(nèi)風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)電容能否正常工作，都是判斷室內(nèi)頂風(fēng)機(jī)是否損壞的依據(jù)。

6 結(jié)語

綜上所述，在空調(diào)器的單片機(jī)控制技術(shù)與檢測(cè)技巧分析掌握過程中，行業(yè)內(nèi)工作人員都要注意細(xì)節(jié)，同時(shí)提高對(duì)信息技術(shù)的掌握程度，最終以更加積極的工作狀態(tài)投入到空調(diào)器的維修工作當(dāng)中，力求為用戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。