一种性能稳定的换气设备智能控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种性能稳定的换气设备智能控制系统，包括单片机，均与单片机相连接的气敏传感器、换气扇、蜂鸣器、红外线传感器、有源电感带阻滤波电路和过载保护低功耗稳压电路，与有源电感带阻滤波电路相连接的红外线传感器，以及与过载保护低功耗稳压电路相连接的电源；所述有源电感带阻滤波电路包括输入端与红外线传感器相连接的等效电路，和输入端与等效电路的输出端相连接的有源模拟电感电路；所述有源模拟电感电路的输出端与单片机相连接。本实用新型的通过单片机对气敏传感器和红外线传感器监测的换气扇使用范围内的信息进行分析处理，实现了控制换气扇进行自动开启与关闭，从而有效的实现了净化空气。同时，有效的节约了电力资源。
【专利说明】
一种性能稳定的换气设备智能控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及的是电子领域，具体的说，是一种性能稳定的换气设备智能控制系统。
【背景技术】
[0002]全球每年因一氧化碳中毒死亡的人数都在不断的增加，而空气不流通则是导致一氧化碳中毒的重要因素。人们为了防止空气不流通而造成一氧化碳中毒事件的发生，便在如卫生间、楼道、厨房等空间狭小的地方安装了换气扇，用以确保室内与外界的空气进行循环，减少室内的一氧化碳气体，从而达到净化空气的作用。但是，现有的换气扇多采用人工进行开启或关闭，由于人们经常会忘记开启换气扇，导致一氧化碳中毒事件的频频发生。而有时人们在开启换气扇后又会忘记关闭换气扇，从而导致电力资源的浪费。
[0003]因此，提供一种能净化空气的换气扇的开启与关闭的自动控制系统，便成为了本技术领域的技术人员的当务之急。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术中的净化空气的换气扇不能进行自动开启与关闭的缺陷，提供的一种性能稳定的换气设备智能控制系统。
[0005]本实用新型通过以下技术方案来实现:一种性能稳定的换气设备智能控制系统，包括单片机，均与单片机相连接的气敏传感器、换气扇、蜂鸣器、红外线传感器、有源电感带阻滤波电路和过载保护低功耗稳压电路，与有源电感带阻滤波电路相连接的红外线传感器，以及与过载保护低功耗稳压电路相连接的电源;所述有源电感带阻滤波电路包括输入端与红外线传感器相连接的等效电路，和输入端与等效电路的输出端相连接的有源模拟电感电路;所述有源模拟电感电路的输出端与单片机相连接。
[0006]所述等效电路由放大器Pl，负极经电阻R17后与放大器Pl的负极相连接、正极顺次经电阻R13和二极管D5后与放大器Pl的正极相连接的极性电容C6，以及正极经电阻R14后与放大器Pl的正极相连接、负极顺次经电阻R15和电阻R16后与放大器Pl的输出端相连接的极性电容C7组成;所述极性电容C6的正极作为等效电路的输入端;所述放大器Pl的输出端作为等效电路的输出端。
[0007]所述有源模拟电感电路由放大器P2，三极管VT4，P极经电阻R19后与放大器P2的正极相连接、N极与放大器P2的输出端相连接的二极管D6，P极经电阻R21后与放大器P2的负极相连接、N极与三极管VT4的基极相连接的二极管D7，一端与放大器Pl的输出端相连接、另一端与二极管D7的P极相连接的电阻R18，正极经电阻R20后与二极管D7的P极相连接、负极顺次经电感L和电阻R22后与三极管VT4的集电极相连接的极性电容C8，负极经电阻R24后与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R23后与三极管VT4的发射极相连接的极性电容C9，以及正极与放大器P2的输出端相连接、负极作为有源模拟电感电路的输出端的极性电容ClO组成;所述三极管VT4的集电极接地。
[0008]所述过载保护低功耗稳压电路包括二极管整流器U，正极与二极管整流器U的负极相连接、负极与二极管整流器U的正极相连接的极性电容Cl，以及与二极管整流器U相连接的过载保护电路;所述过载保护电路的输出端与单片机相连接;所述二极管整流器U的输入端与电源相连接。
[0009]所述过载保护电路由三极管VTl，三极管VT2，三极管VT3，正极经熔断器FU后与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极顺次经电阻R4和电阻R6后与三极管VTl的基极相连接的极性电容C2，一端与三极管VTl的发射极相连接、另一端与极性电容C2的正极相连接的电阻R3，P极顺次经电阻R2和可调电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接的二极管Dl，一端与极性电容C2的正极相连接、另一端与二极管Dl的P极相连接的热敏电阻Rl，正极与电阻R4与电阻R6的连接点相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C3，P极经电阻R7后与三极管VTl的集电极相连接、N极经电阻Rll后与三极管VT3的基极相连接的二极管D2，P极经电阻R12后与二极管02的~极相连接、N极经电阻RlO后与三极管VT3的发射极相连接的稳压二极管D4，N极与三极管VT3的基极相连接、P极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接的二极管D3，正极与三极管VT3的发射极相连接、负极与二极管D3的P极相连接的极性电容C4，以及正极与三极管VT3的基极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C5组成;所述三极管VT3的集电极与稳压二极管D4的N极相连接，其三极管VT3的基极与稳压二极管D4的P极相连接;所述电阻R2与可调电阻R5的连接点与二极管整流器U的正极输出端相连接;所述三极管VT2的发射极与二极管D3的N极相连接;所述二极管02的~极与三极管VT2的发射极共同形成过载保护电路的输出端。
[0010]为确保本实用新型的实际使用效果，所述气敏传感器为QM-N5气敏传感器;所述红外线传感器为TR350红外线传感器。
[0011]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0012](I)本实用新型的红外线传感器可对换气扇使用范围进行监测，单片机可根据对红外线传感器监测的信息分析结果来控制换气扇进行自动开启与关闭，并通过蜂鸣器发出换气扇被开启与关闭的提示音；同时，单片机还可根据气敏传感器对换气扇使用范围的空气监测的结果来控制换气扇进行自动开启与关闭，从而有效的提高了本净化空气的智能控制系统对空气净化的准确性。
[0013](2)本实用新型的有源电感带阻滤波电路能将红外线传感器输出的电信号中谐波频率进行消除或减弱，同时，将处理后的电信号放大后输出，从而本电路有效的提高了输出的电信号的准确性。
[0014](3)本实用新型的过载保护低功耗稳压电路能将电源输出的电压进行整流滤波后转换为12V直流电压，并在本控制系统的负载过高和控制系统出现短路时，进行过载、短路保护，同时，该过载保护低功耗稳压电路还可将保护后的电流稳定的输出，从而为单片机提供一个稳定的工作电压。
[0015](4)本实用新型的气敏传感器为QM-N5气敏传感器，该传接触燃烧式气敏传感器的性能稳定，监测的准确性高，从而确保了本控制系统控制的准确性。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0017]图2为本实用新型的过载保护低功耗稳压电路的电路结构示意图。
[0018]图3为本实用新型的有源电感带阻滤波电路的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及其附图对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0020]如图1所示，本实用新型包括单片机，均与单片机相连接的气敏传感器、换气扇、蜂鸣器、红外线传感器、有源电感带阻滤波电路和过载保护低功耗稳压电路，与有源电感带阻滤波电路相连接的红外线传感器，以及与过载保护低功耗稳压电路相连接的电源。其中，所述过载保护低功耗稳压电路如图2所示，其包括二极管整流器U，正极与二极管整流器U的负极相连接、负极与二极管整流器U的正极相连接的极性电容Cl，以及与二极管整流器U相连接的过载保护电路。
[0021]为确保本实用新型的可靠运行，所述的单片机优先采用了AT89C51单片机。该AT89C51单片机的WR管脚与气敏传感器相连接，TXD管脚与换气扇相连接，TO管脚与数据存储器相连接，TI管脚与蜂鸣器相连接。
[0022]本实用新型运行时，过载保护低功耗稳压电路能将电源输出的电压进行整流滤波后转换为12V直流电压，并在本控制系统的负载过高和控制系统出现短路时，进行过载、短路保护，同时，该过载保护低功耗稳压电路还可将保护后的电流稳定的输出，从而为单片机提供一个稳定的工作电压。所述的红外线传感器则优先采用性能稳定、监测范围广的TR350红外线传感器来实现。该红外线传感器用于对换气扇使用范围的监测，即对换气扇使用范围有无人进行监测，并将监测出信息转换为电信号经有源电感带阻滤波电路传输，有源电感带阻滤波电路能将红外线传感器输出的电信号中谐波频率进行消除或减弱，同时，将处理后的电信号放大后传输给单片机，单片机则根据对接收的电信号分析的结果控制换气扇进行自动的开启与关闭。在红外线传感器监测到换气扇使用范围有人时，单片机接收到该信息后则输出控制电流给换气扇，此时，换气扇开始工作，换气扇工作范围的空气与室外的空气形成对流，有效的消除了换气扇使用范围内的一氧化碳气体对人的伤害。当红外线传感器监测到人离开时，单片机接收到该信息后则会延时关闭换气扇，以防止人在短时间反复进入时，造成换气扇不停的开启而损坏换气扇。本实用新型的数据存储器则优先采用了性能稳定的VNXe3200数据存储器，该数据存储器的内存储有空气含一氧化碳的正常值，该空气含一氧化碳的正常值为对人正常呼吸不构成伤害的一氧化碳值。
[0023]同时，在换气扇被开启时气敏传感器则实时对换气扇使用范围的空气进行监测，并将监测的信息转换为电信号传输给单片机，单片机则将该电信号分析处理后得到空气中的一氧化碳值，该单片机将该一氧化碳值与数据存储器内存储的空气含一氧化碳值进行比对，并通过比对的结果来控制换气扇自动开启，使换气扇使用范围内的空气值与数据存储器内存储的空气含的一氧化碳值保持一致。在换气扇使用范围内的空气含的一氧化碳值与数据存储器内存储的空气含的一氧化碳值保持一致后，单片机则停止给换气扇输出电流，即换气扇则被关闭。
[0024]其中，本实用新型，所述的蜂鸣器在换气扇被开启或关闭时，单片机对该蜂鸣器输出控制电流，蜂鸣器开始发出提示音，该提示音用于提示换气扇使用范围内的人进行确认换气扇被开启或关闭。
[0025]本实用新型的单片机通过对红外线传感器和气敏传感器监测到换气扇使用范围的信息，实现了控制净化空气的换气扇进行自动开启与关闭，同时有效的节约了电力资源。
[0026]如图2所示，所述过载保护低功耗稳压电路包括二极管整流器U，极性电容Cl，以及过载保护电路;所述过载保护电路由三极管VTI，三极管VT2，三极管VT3，熔断器FU，热敏电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻Rl2，极性电容CI，极性电容C2，极性电容C3，极性电容C4，极性电容C5，二极管DI，二极管D2，二极管D3，以及稳压二极管D4组成。
[0027]连接时，极性电容C2的正极经熔断器FU后与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极顺次经电阻R4和电阻R6后与三极管VTl的基极相连接。电阻R3的一端与三极管VTl的发射极相连接、另一端与极性电容C2的正极相连接。二极管Dl的P极顺次经电阻R2和可调电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接。
[0028]其中，热敏电阻Rl的一端与极性电容C2的正极相连接、另一端与二极管Dl的P极相连接。极性电容C3的正极与电阻R4与电阻R6的连接点相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接。二极管D2的P极经电阻R7后与三极管VTl的集电极相连接、N极经电阻Rll后与三极管VT3的基极相连接。稳压二极管D4的P极经电阻R12后与二极管02的~极相连接、N极经电阻RlO后与三极管VT3的发射极相连接。
[0029]同时，二极管03的~极与三极管VT3的基极相连接、P极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接。极性电容C4的正极与三极管VT3的发射极相连接、负极与二极管D3的P极相连接。极性电容C5的正极与三极管VT3的基极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接。
[0030]所述三极管VT3的集电极与稳压二极管D4的N极相连接，其三极管VT3的基极与稳压二极管D4的P极相连接;所述电阻R2与可调电阻R5的连接点与二极管整流器U的正极输出端相连接；所述三极管VT2的发射极与二极管D3的N极相连接；所述二极管02的~极与AT89C51单片机的VCC+管脚相连接;所述三极管VT2的发射极与AT89C51单片机的VCC-管脚相连接;所述二极管整流器U的输入端与电源相连接。
[0031]运行时，电源电压经二极管整流器U进行整流处理，处理后的电压转换为12V直流电压，该12V直流电压通过滤波极性电容Cl滤波，将电流中高电流进行消除，使滤波后的12V直流电压的电流节点更平滑，滤波后的12V直流电压经三极管VT2和二极管Dl以及极性电容C4和三极管VT3形成的过载保护电路进行过载、短路保护，最后该12V直流电压通过稳压二极管D4后为单片机提供一个稳定的12V直流电压，从而确保了单片机工作的稳定性。
[0032]如图3所示，所述有源电感带阻滤波电路包括等效电路和有源模拟电感电路;所述等效电路由放大器P1，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，极性电容C6，极性电容C7，以及二极管D5组成。
[0033]连接时，极性电容C6的负极经电阻R17后与放大器Pl的负极相连接，所述极性电容C6的正极经电阻R13与二极管D5的P极相连接，所述二极管05的~极与放大器Pl的正极相连。极性电容C7的正极经电阻R14后与放大器Pl的正极相连接、负极顺次经电阻R15和电阻R16后与放大器Pl的输出端相连接。所述极性电容C6的正极作为等效电路的输入端;所述放大器Pl的输出端作为等效电路的输出端并与有源模拟电感电路相连接。
[0034]进一步地，所述有源模拟电感电路由放大器P2，三极管VT4，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电感L，极性电容C8，极性电容C9，极性电容ClO，二极管D6，以及二极管D7组成。
[0035]连接时，二极管D6的P极经电阻R19后与放大器P2的正极相连接、N极与放大器P2的输出端相连接。二极管D7的P极经电阻R21后与放大器P2的负极相连接、N极与三极管VT4的基极相连接。电阻R18的一端与放大器Pl的输出端相连接、另一端与二极管D7的P极相连接。
[0036]其中，极性电容CS的正极经电阻R20后与二极管D7的P极相连接、负极顺次经电感L和电阻R22后与三极管VT4的集电极相连接的。极性电容C9的负极经电阻R24后与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R23后与三极管VT4的发射极相连接。性电容C5的正极与放大器P2的输出端相连接、负极作为有源模拟电感电路的输出端并与AT89C51单片机的RXD管脚相连接。所述三极管VT4的集电极接地。
[0037]运行时，由极性电容C6和二极管D5以及极性电容C7和放大器Pl组成等效电路将红外线传感器输出的电信号中的干扰信号进行消除，处理后的电信号则经放大器P2和电感L以及三极管VT4和极性电容C9形成的有源模拟电感电路，该电路将电信号中的谐波进行消除或减弱，并通过放大器P2放大后经极性电容ClO进行滤波，使该电信号变得更平滑，从而提高了单片机接收到的电信号的准确性。
[0038]按照上述实施例，即可很好的实现本实用新型。
【主权项】
1.一种性能稳定的换气设备智能控制系统，其特征在于，包括单片机，均与单片机相连接的气敏传感器、换气扇、蜂鸣器、红外线传感器、有源电感带阻滤波电路和过载保护低功耗稳压电路，与有源电感带阻滤波电路相连接的红外线传感器，以及与过载保护低功耗稳压电路相连接的电源;所述有源电感带阻滤波电路包括输入端与红外线传感器相连接的等效电路，和输入端与等效电路的输出端相连接的有源模拟电感电路;所述有源模拟电感电路的输出端与单片机相连接。2.根据权利要求1所述的一种性能稳定的换气设备智能控制系统，其特征在于，所述等效电路由放大器Pl，负极经电阻R17后与放大器Pl的负极相连接、正极顺次经电阻R13和二极管D5后与放大器Pl的正极相连接的极性电容C6，以及正极经电阻R14后与放大器Pl的正极相连接、负极顺次经电阻R15和电阻R16后与放大器Pl的输出端相连接的极性电容C7组成;所述极性电容C6的正极作为等效电路的输入端;所述放大器Pl的输出端作为等效电路的输出端。3.根据权利要求2所述的一种性能稳定的换气设备智能控制系统，其特征在于，所述有源模拟电感电路由放大器P2，三极管VT4，P极经电阻R19后与放大器P2的正极相连接、N极与放大器P2的输出端相连接的二极管D6，P极经电阻R21后与放大器P2的负极相连接、N极与三极管VT4的基极相连接的二极管D7，一端与放大器Pl的输出端相连接、另一端与二极管D7的P极相连接的电阻R18，正极经电阻R20后与二极管D7的P极相连接、负极顺次经电感L和电阻R22后与三极管VT4的集电极相连接的极性电容C8，负极经电阻R24后与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R23后与三极管VT4的发射极相连接的极性电容C9，以及正极与放大器P2的输出端相连接、负极作为有源模拟电感电路的输出端的极性电容ClO组成;所述三极管VT4的集电极接地。4.根据权利要求3所述的一种性能稳定的换气设备智能控制系统，其特征在于，所述过载保护低功耗稳压电路包括二极管整流器U，正极与二极管整流器U的负极相连接、负极与二极管整流器U的正极相连接的极性电容Cl，以及与二极管整流器U相连接的过载保护电路;所述过载保护电路的输出端与单片机相连接;所述二极管整流器U的输入端与电源相连接。5.根据权利要求4所述的一种性能稳定的换气设备智能控制系统，其特征在于，所述过载保护电路由三极管VTl，三极管VT2，三极管VT3，正极经熔断器FU后与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极顺次经电阻R4和电阻R6后与三极管VTl的基极相连接的极性电容C2，一端与三极管VTl的发射极相连接、另一端与极性电容C2的正极相连接的电阻R3，P极顺次经电阻R2和可调电阻R5后与三极管VT2的发射极相连接、N极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接的二极管Dl，一端与极性电容C2的正极相连接、另一端与二极管Dl的P极相连接的热敏电阻Rl，正极与电阻R4与电阻R6的连接点相连接、负极与三极管VT2的集电极相连接的极性电容C3，P极经电阻R7后与三极管VTl的集电极相连接、N极经电阻Rll后与三极管VT3的基极相连接的二极管D2，P极经电阻R12后与二极管02的~极相连接、N极经电阻RlO后与三极管VT3的发射极相连接的稳压二极管D4，N极与三极管VT3的基极相连接、P极经电阻R9后与三极管VT2的基极相连接的二极管D3，正极与三极管VT3的发射极相连接、负极与二极管D3的P极相连接的极性电容C4，以及正极与三极管VT3的基极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C5组成;所述三极管VT3的集电极与稳压二极管D4的N极相连接，其三极管VT3的基极与稳压二极管D4的P极相连接;所述电阻R2与可调电阻R5的连接点与二极管整流器U的正极输出端相连接;所述三极管VT2的发射极与二极管03的~极相连接;所述二极管02的~极与三极管VT2的发射极共同形成过载保护电路的输出端。6.根据权利要求5所述的一种性能稳定的换气设备智能控制系统，其特征在于，所述气敏传感器为QM-N5气敏传感器。7.根据权利要求6所述的一种性能稳定的换气设备智能控制系统，其特征在于，所述红外线传感器为TR350红外线传感器。
【文档编号】F04D27/00GK205655441SQ201620252658
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年3月29日 公开号201620252658.6, CN 201620252658, CN 205655441 U, CN 205655441U, CN-U-205655441, CN201620252658, CN201620252658.6, CN205655441 U, CN205655441U
【发明人】李考
【申请人】成都伯泰科技有限公司