我的家里人都很喜欢烘焙，经常烤一些小点心，但面粉发酵环节一直很难控制，采用同样配方，面粉发酵程度不同，做出来的点心往往也不同。于是，我索性找来个旧微波炉，决定废物再利用，用它的壳子改造个恒温恒湿箱，制作中尽量使用废旧物品和手头已有的元器件，具体制作的主控电路图如图18.1所示。虽然原理挺简单，但做起来还挺麻烦，下面就把制作过程和大家分享一下。
图18.1 主控电路
如图18.2所示，加热部分我选用两片铝合金外壳PTC加热板，这种加热板所需电压220V，干烧表温120℃，最大功率120W。PTC加热板具有无明火、热转换率高、受电流和电压影响小等优势。而且，它还能自动节能，当加热板把环境温度升高后，其功率会逐渐降低，降低到只有额定功率的90%或者更少。PTC使用寿命长，上万次的反复开关对其性能也没有影响。
图18.2 用铝合金外壳PTC制作而成的加热板
加湿部分我决定采用超声波雾化器来改造，虽然这种雾化装置制作麻烦，但效果比较好。超声波模块拆自一个废弃的桌面小型加湿器，电源依然使用它原配的24V电源(现在想想，多亏当时没把这个电源扔掉)。
按照微波炉空间尺寸，我买了个密封型塑料盒作为加湿部分的储水盒。在盒底开超声波模块安装孔、进水孔和放水孔，在盒盖开进风槽和出风孔(见图18.3)。我找了一台笔记本电脑换下的小风扇用作进气风扇，再用塑料板做导气风道，并用记号笔笔帽做出风口连接件。经过试验，小风扇在3V电压工作时，风量大小比较合适，遂用LM317将24V降到3V，此电路如图18.4所示。线路板按超声波模块电路板尺寸制作，按原位螺丝孔叠装在超声波模块电路板上，并用一款裁切过的铝板作为散热片。
图18.3 制作“加湿盒”
这个加湿部分，我使用洗手盆溢水管做出风导管，从微波屏蔽盒将水雾引到微波炉内腔(见图18.5)，并且用2mm厚覆铜板制作2个高度合适的支架，用于将加湿盒固定在微波炉内(见图18.6)。
图18.4 LM317降压电路
图18.5 用出风导管将水雾印到微波炉内腔
为方便加水，需设置加水口，所以在微波炉面板处使用3mm有机玻璃设计并制作一个可抽拉的加水盒(见图18.7)，微波炉面板背面安装加水盒固定支架。有机玻璃使用三氯甲烷(氯仿)粘合。
图18.6 固定加湿盒的铜质支架
图18.7 可抽拉的加水盒
1. 加热板
PTC加热板电源为220V AC，2片PTC加热板的最大功率合计240W，由1只3A固态继电器控制通断。
2. 雾化器
超声波雾化模块电源为24V DC，直接使用原配电源供电，并由1只TIP41C三极管控制通断。TIP41C为NPN中功率三极管，参数为100V/6A/65W。
加湿风扇供电为3V，此电压从加湿模块电压24V DC引出，并由LM317T降压获得。LM317T是可调三端正电压稳压器，输出电压为1.25～37V连续可调，最大电流为1.5A。
3. 照明灯
照明板为4只白色发光二极管(见图18.8)，透过网窗为微波炉内腔照明，供电电压为5V DC，它由1只TIP41C三极管控制通断。
图18.8 照明板
4. 主控板
主控板的5V DC电源由加湿模块24V DC电源通过KIS-3R33 (见图18.9)降压获得。KIS-3R33是传统的DC-DC电源模块，它的电流可达3A，使用方法灵活，模块输出电压为3.3V，在Vadj与GND间串连10kΩ电阻，即可将输出调整为5V。
图18.9 KIS-3R33
1. 主控芯片
主控芯片采用ATmega16A-AU单片机，它内部为8MHz工作频率，禁止JTAG。
ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。它具有16KB系统内可编程Flash，512字节EEPROM，1KB SRAM，32个通用I/O口线，32个通用工作寄存器，JTAG接口，支持片内调试与编程，3个具有比较模式的定时器/ 计数器(T/C)，片内/外中断，可编程串行USART，通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，1个SPI串行端口，以及6个可以通过软件进行选择的省电模式。
2. 传感器
传感器采用SHT11温湿度传感器。
SHT11是单片全校准数字式温度和相对湿度贴片封装传感器，具有串行数字式输出、免调试、免标定、免外围电路及全互换的特点。温度值输出分辨率为14位，湿度值输出分辨率为12位，这两个值可通过编程降至12位和8位。电源电压为2.4～5.5V，工作电流为0.55mA。
为了减小热传导对传感器的影响，我将SHT11焊接在了小片PCB上(见图18.10)，通过支架悬空固定在微波炉内胆上部的空腔内。
图18.10 将SHT11焊接在小片PCB
3. 人机界面
(1)如图18.11所示，此恒温恒湿箱的显示部分使用LCD12864，驱动芯片为KS0108。BASCOM-AVR驱动LCD非常简单，直接支持KS0108驱动的点阵LCD，这为编辑显示界面提供了方便。
图18.11 人机界面
因空间大小限制，LCD12864只能竖着安装，且屏上仅显示温度、湿度以及工作状态。将静态部分制作成固定背景底图，其他部分制作为动态显示。温湿度值用10×20点阵数字显示，状态标志用图片方式显示。
(2)操作按键设置4个点触按钮开关，分别为选择、增、减、启动(见图18.12)。按键接单片机外部中断，可确保不漏键。按钮帽是从坏笔记本电脑的键盘上拆下来的，还算规整。
图18.12 操作按键
装配效果如图18.13所示。
图18.13 装配
程序我是用BASCOM-AVR编写的。
BASCOM-AVR是集编辑、编译、仿真、程序下载于一体的AVR单片机开发环境。BASCOMAVR为结构化BASIC语言，与Visual Basic/Quick Basic高度兼容，它简要清晰，易于理解掌握。它提供丰富的数据类型，结构化、模块化的程序设计，大量面向通用I/O和专用外设的操作语句，为增强单片机系统的实时性，支持汇编语言混合编程。此编程语言扩充了许多通用单片机外部设备的专用语句，例如字符LCD、图形LCD、I2C总线器件、单总线器件、PC键盘、矩阵键盘、SPI总线器件等。
对此制作感兴趣的读者可以到qq群657864614下载相关源代码。
恒温恒湿箱已正式服役(见图18.14和图18.15)，工作稳定，效果令人满意，是本人又一实用型DIY作品。
图 18.14 完工的作品外观
图 18.15 用恒温恒湿箱制作的点心
■介绍一个与众不同的淘宝店铺：，点开有惊喜！
联系客服
