智能电动晾衣架的控制电路及电动晾衣架的制作方法

本实用新型涉及智能家具技术领域,尤其涉及智能电动晾衣架的控制电路及电动晾衣架。

背景技术：

随着社会发展和技术创新，人们日常的生活越来越智能化。越来越多的智能家具出现在人们的日常生活中。晾衣架，是人们日常生活所必须的产品，电动晾衣架也是受人们热爱且常选用的一种智能家具。但目前市面上的电动晾衣架未设有烘干功能，而带有烘干功能的电动晾衣架需要手动开启烘干功能，无法根据环境湿度自动打开，电动晾衣架的使用体验感不佳、使用效果不好。。

针对相关技术中的上述问题，目前尚未存在有效的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是针对现有设计技术中存在的缺陷,提供一种自动开启烘干且节能环保的智能电动晾衣架的控制电路及电动晾衣架。

根据本实用新型的第一方面，本实用新型采取的技术方案如下:一种智能电动晾衣架的控制电路,包括电源模块和微控器，所述微控器耦合电连接由其控制工作的电动马达驱动模块、行程传感检测模块、湿度检测模块和指示模块；其中，所述电源模块用于将市电网的交流电转换为供所述电动晾衣架工作的直流电源；所述微控器能控制所述行程传感检测模块配合设在电动晾衣架的升降轴上的多个磁铁对晾衣架的晾衣杆的升降位置进行检测，并根据所述行程传感检测模块检测的晾衣杆的位置控制所述电动马达驱动模块驱动升降马达工作；所述微控器还能控制所述湿度检测模块对环境湿度和衣服湿度进行检测，并根据所述湿度检测模块检测的环境湿度与衣服湿度而控制所述晾衣架的烘干器的打开或关断；所述微控器还控制所述指示模块指示所述电动晾衣架的工作状态。

作为对上述技术方案的进一步阐述：

在上述技术方案中,所述电源模块包括与市电网耦合电连接的ac/dc电源模块和与所述ac/dc电源模块耦合电连接的稳压模块；其中，所述ac/dc电源模块包括wa3-220s05a2a电源模块pw1，用于将市电网的交流电转换为+24v直流电压；所述稳压模块包括ht7333稳压芯片u2，所述ht7333稳压芯片u2用于将+24v直流电压稳压为+3.3v。

在上述技术方案中，所述电动马达驱动模块包括与升降马达耦合电连接的马达正转驱动支路和马达反转驱动支路，所述马达正转驱动支路和马达反转驱动支路均包括继电器,所述继电器的控制线圈一端串接限流电阻与+24v电连接，另一端电连接开关三极管的集电极，所述开关三极管的基极串接第一限流电阻电连接微控器的输出通断控制i/o口，所述开关三极管的发射极对地；所述微控器沿输出通断控制i/o口输出匹配的信号并使所述开关三极管导通或关断，所述开关三极管导通能使所述继电器之触点吸合并使所述升降马达的正极或负极与+24v连通，使升降马达正转或反转并匹配晾衣杆升降。

在上述技术方案中，所述开关三极管为mmb3904晶体管。

在上述技术方案中，所述行程传感检测模块包括第一霍尔开关h1、第二霍尔开关h2、高位限位开关sw1和低位限位开关sw2，所述第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2并联，所述第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2的电源端均电连接+3.3v，所述第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2的输出端分别与所述微控器匹配的检测i/o口电连接，所述高位限位开关sw1和低位限位开关sw2串联并与所述微控器的限位检测端口电连接；所述微控器控制所述第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2配合设在电动晾衣架的升降轴上的多个磁铁对晾衣架的晾衣杆的升降位置进行检测，并根据所述高位限位开关sw1和低位限位开关sw2的限位检测，匹配控制所述晾衣杆的升降。

在上述技术方案中,所述湿度检测模块包括与微控器耦合电连接的环境湿度检测电路和与晾衣杆和微控器耦合电连接的衣服湿度检测电路，其中，所述环境湿度检测电路包括直连微控器的湿度传感器ht1，所述湿度传感器ht1用于配合所述微控器的控制对环境湿度进行检测；所述衣服湿度检测电路包括由分压电阻r8和分压电阻r9串联形成的采样电路，所述采样电路的两端分别与+3.3v和地电连接，且所述分压电阻r8和分压电阻r9的电连接点还耦合电连接所述微控器的一检测i/o口，所述分压电阻r9的两极还分别电连接间隔交叉设在晾衣杆上的若干第一电极片s1和若干第二电极片s2；所述微控器通过检测分压电阻r8和分压电阻r9电连接点电压而检测衣服湿度。

在上述技术方案中，所述指示模块包括用于声音指示的第一指示单元和用于发光指示的第二指示单元；所述第一指示单元包括开关三极管q10，所述开关三极管q10电连接蜂鸣器的负极，所述开关三极管q10的基极串接限流电阻r57电连接微控器的声音指示控制端口，所述开关三极管q10的发射极对地；所述微控器沿声音指示控制端口输出匹配的信号使所述开关三极管q10导通或关断，匹配使所述蜂鸣器发声指示；所述第二指示单元包括两并联的发光led灯，两所述发光led灯的阳极电连接+3.3v，两发光led灯的阴极串接匹配的限流电阻与所述微控器的两发光指示控制端口电连接，所述微控器沿发光指示控制端口输出低电平使两发光led灯发光而指示。

在上述技术方案中，所述开关三极管q10为mmb3904晶体管。

在上述技术方案中，所述微控器为em357arm控制器。

本实用新型的控制电路通过湿度检测模块实时检测环境湿度和衣服湿度，并在环境湿度大于设定阈值且检测晾衣杆上有湿衣服时，自动打开烘干功能并快速进行烘干，衣服晾干后会通过湿度检测模块匹配控制烘干器关闭，实现电动晾衣架能快速烘干衣服，且自动停止，节约电能。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型采取的技术方案如下:一种电动晾衣架，包括控制板，所述控制板上设有如第一方面所述的一种智能电动晾衣架的控制电路。

附图说明

图1是本实用新型智能电动晾衣架的控制电路的电路原理图；

图2是本实用新型衣服湿度检测的电极片于晾衣杆上的分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“若干个”、“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

附图1为本实用新型实施例的智能电动晾衣架的控制电路的电路原理图。该控制电路使用了宽输入电压85v～265v的ac/dc电源模块501，保证在电源电压波动较大本装置仍可以正常工作，输出直流24v电压，供升降马达和稳压模块502使用；稳压模块502再把直流24v转换成直流3.3v，供微控器u3、行程传感检测模块200、湿度检测模块300和指示模块400使用；指示模块400把不同的工作状态通过led和蜂鸣器声音显示出来；电动马达驱动模块100控制装升降马达的正反转达来控制晾衣杆的升降；微控器u3根据行程传感检测模块200反馈的位置信息，控制晾衣杆升降的位置；微控器u3根据湿度检测模块300反馈的环境和衣服的湿度情况，决定是否打开烘干功能，当环境湿度>90％，晾衣杆上又有湿的衣服时就会自动打开烘干功能。

参考附图1,本实施例的一种智能电动晾衣架的控制电路,包括电源模块500和微控器u3，在本实施例中，所述微控器u3为em357arm控制器，所述微控器u3耦合电连接由其控制工作的电动马达驱动模块100、行程传感检测模块200、湿度检测模块300和指示模块400；其中，所述电源模块500用于将市电网的交流电转换为供所述电动晾衣架工作的直流电源(+24v和+3.3v)；所述微控器u3能控制所述行程传感检测模块200配合设在电动晾衣架的升降轴(与升降马达输出轴传动连接的轴，升降轴与晾衣杆传动连接，实际中可以为丝杆)上的多个磁铁(附图未显示，利用霍尔效应而完成接触感应位置检测)对晾衣架的晾衣杆的升降位置进行检测，并根据所述行程传感检测模块200检测的晾衣杆的位置控制所述电动马达驱动模块100驱动升降马达工作；所述微控器u3还能控制所述湿度检测模块300对环境湿度和衣服湿度进行检测，并根据所述湿度检测模块300检测的环境湿度与衣服湿度而控制所述晾衣架的烘干器的打开或关断；所述微控器u3还控制所述指示模块400指示所述电动晾衣架的工作状态。

在本实施例中，所述电源模块500包括与市电网耦合电连接的ac/dc电源模块501和与所述ac/dc电源模块501耦合电连接的稳压模块502；其中，所述ac/dc电源模块501包括wa3-220s05a2a电源模块pw1，用于将市电网的交流电转换为+24v直流电压；所述稳压模块502包括ht7333稳压芯片u2，所述ht7333稳压芯片u2用于将+24v直流电压稳压为+3.3v。

具体地，ac/dc电源模块501把交流市电转换成24v直流电，给稳压模块502和其它相关电路及模块供电；ac/dc电源模块501采用宽输入的开关电源模块，该电源模块具有恒压、过流和短路保护功能，其中，电源模块pw1采用wa3-220s05a2a，保险丝fr1一端接火线接线柱l_in，另一端接wa3-220s05a2a电源模块pw1的第2脚，零线接线柱n_in接wa3-220s05a2a电源模块pw1的第1脚，压敏电阻var1和x电容c3并联接在wa3-220s05a2a电源模块pw1的第1和第2脚之间，滤波电解电容ec4的正极接在wa3-220s05a2a电源模块pw1的第4脚，滤波电解电容ec4的负极接在wa3-220s05a2a电源模块pw1的第3脚，滤波陶瓷贴片电容c1接在wa3-220s05a2a电源模块pw1的第3和第4脚之间；而稳压模块502把ac/dc电路模块501的+24v直流电再转成3.3v直流供微控器u3、行程传感检测模块200、湿度检测模块300和指示模块400使用,且ht7333稳压芯片u2的第1脚接gnd，第2脚为输入脚且接wa3-220s05a2a电源模块pw1第4脚，电容c2和c5接在ht7333稳压芯片u2第3脚和gnd之间。

在本实施例中，所述电动马达驱动模块100包括与升降马达耦合电连接的马达正转驱动支路101和马达反转驱动支路102，所述马达正转驱动支路101和马达反转驱动支路102均包括继电器(k1/k2),所述继电器(k1/k2)的控制线圈一端串接限流电阻(r1/r4)与+24v电连接，另一端电连接开关三极管(q1/q2)的集电极，在本实施例中，所述开关三极管(q1/q2)为mmb3904晶体管，所述开关三极管(q1/q2)的基极串接第一限流电阻(r10/r11)电连接微控器u3的输出通断控制i/o口(out_close/out_open)，所述开关三极管(q1/q2)的发射极对地；所述微控器u3沿输出通断控制i/o口(out_close/out_open)输出匹配的信号并使所述开关三极管(q1/q2)导通或关断，所述开关三极管(q1/q2)导通能使所述继电器(k1/k2)之触点吸合并使所述升降马达的正极或负极与+24v连通，使升降马达正转或反转并匹配晾衣杆升降。

具体地，本控制电路的电动马达驱动模块100主要由继电器和驱动三极管构成，继电器k1第5脚接24v直流电源正极，继电器k1第4脚接gnd，继电器k1第3脚接升降马达正极，继电器k1第2脚接+24v电源，继电器k1第1脚接开关三极管q1集电极；续流二极管d3正极接继电器k1第1脚，负极接接继电器k1第2脚；开关三极管q1发射极接gnd，基极接电阻r10，电阻r10另一端接微控器u3第21脚；继电器k2第5脚接24v直流电源正极，继电器k2第4脚接gnd，继电器k1第3脚接升降马达负极，继电器k2第2脚接+24v电源，继电器k2第1脚接开关三极管q2集电极；续流二极管d2正极接继电器k2第1脚，负极接继电器k2第2脚；开关三极管q2发射极接gnd，基极接电阻r11，电阻r11另一端接微控器u3第20脚。升降驱动工作时，微控器u3的第21脚输出高电平，开关三极管q1导通，继电器k1第3和5脚导通，升降马达的正极和24v直流电源正极接通，第20脚输出低电平，开关三极管q2不导通，继电器k2处默认状态，第3和4脚导通，升降马达负极和24v直流电源的负极接通，此时马达正转，晾衣杆升起；微控器u3的第21脚输出低电平，开关三极管q1不导通，继电器k1处默认状态，第3和4脚导通，升降马达的正极和24v直流电源负极接通，第20脚输出高电平，开关三极管q2导通，继电器k2第3和5脚导通，升降马达负极和24v直流电源的正极极接通，此时马达反转，晾衣杆下降；微控器u3的第21脚输出低电平，开关三极管q1不导通，继电器k1处默认状态，第3和4脚导通，升降马达的正极和24v直流电源负极接通，第20脚输出低电平，开关三极管q2不导通，继电器k2处默认状态，第3和4脚导通，升降马达负极和也24v直流电源的负极接通，此时马达不转，晾衣杆升降停止。

在本实施例方式中，所述行程传感检测模块200包括第一霍尔开关h1、第二霍尔开关h2、高位限位开关sw1和低位限位开关sw2，所述第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2并联，所述第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2的电源端(vin)均电连接+3.3v，所述第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2的输出端(vout)分别与所述微控器u3匹配的检测i/o口(h1/h2)电连接，所述高位限位开关sw1和低位限位开关sw2串联并与所述微控器u3的限位检测端口(lw)电连接,实际中为高位限位开关sw1远离低位限位开关sw2电连接点的端与所述微控器u3的限位检测端口(lw)电连接，高位限位开关sw1和低位限位开关sw2能在晾衣杆升降到最高位和最低位时触发微控器u3控制升降马达停止转动；工作时，所述微控器u3控制所述第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2配合设在电动晾衣架的升降轴上的多个磁铁对晾衣架的晾衣杆的升降位置进行检测，并根据所述高位限位开关sw1和低位限位开关sw2的限位检测，匹配控制所述晾衣杆的升降。

具体地，行程传感检测模块200主要有两个单极霍尔开关并列在一起和两个串联在一起的限位开关组成，具体为：第一霍尔开关h1第1脚接3.3v电源，第3脚接gnd，第2脚接微控器u3第7脚，电容c6接第一霍尔开关h1第1和3脚之间；第二霍尔开关h2第1脚接3.3v电源，第3脚接gnd，第2脚接微控器u3第8脚，电容c7接第二霍尔开关h2第1和3脚之间；电阻r2、高位开关sw1和低位限位sw2串联后电阻端接3.3v电源，开关端接gnd，电阻r2的一端和微控器u3第11脚相连。行程检测时，当升降轴上的4个磁铁依次经过第一霍尔开关h1和第二霍尔开关h2时，微控器u3的对应脚位就会收到不同时序的脉冲信号，通过微控器u3转换成计数来判断晾衣杆的升降位置；当晾衣杆上升到最高位时，高位限位开关sw1就会断开，微控器u3第11脚位就会变成高电平，此时微控器u3控制升降马达停止转动，当晾衣杆上升到最低位时，低位限位开关sw2就会断开，微控器u3第11脚位就会变成高电平，此时微控器u3控制升降马达停止转动。

在本实施例方式中，所述湿度检测模块300包括与微控器u3耦合电连接的环境湿度检测电路301和与晾衣杆和微控器u3耦合电连接的衣服湿度检测电路302，其中，所述环境湿度检测电路301包括直连微控器u3的湿度传感器ht1，在本实施例中，湿度传感器ht1为霍尼韦尔的hih-4000-003的传感器，所述湿度传感器ht1用于配合所述微控器u3的控制对环境湿度进行检测；所述衣服湿度检测电路302包括由分压电阻r8和分压电阻r9串联形成的采样电路，所述采样电路的两端分别与+3.3v和地电连接，且所述分压电阻r8和分压电阻r9的电连接点还耦合电连接所述微控器的一检测i/o口pb7，所述分压电阻r9的两极还分别电连接间隔交叉设在晾衣杆上的若干第一电极片s1和若干第二电极片s2；所述微控器u3通过检测分压电阻r8和分压电阻r9电连接点电压而检测衣服湿度。

参考附图1-2，所述湿度检测模块300包含两个部分，一是环境湿度：主要有湿度传感器ht1组成；二是衣服湿度：主要有镶嵌在晾衣杆上的第一电极片s1、第二电极片s2和分压元件(r8、r9)组成；当湿度检测模块300监测到环境温度>90％，晾衣杆上有湿衣服时会自动打开烘干功能；参考附图2，晾衣杆上的第一电极片s1、第二电极片s2间隔相连，第一电极片s1及第二电极片s2和铝合金晾衣杆之间有绝缘片隔离，连接多片第一电极片s1与多片第二电极片s2的连线穿在铝合金晾衣杆的中间；当有湿的衣服覆盖在晾衣杆上时，相邻的第一电极片s1与第二电极片s2之间的阻抗就会变小，引起分压电阻r8和分压电阻r9组成的采样电路电压变化，第一电极片s1与第二电极片s2之间的阻抗与分压电阻r9并联，微控器u3就会判断是否继续开启烘干功能,阻抗变小，对应有湿衣服。在电路连接关系上：湿度传感器ht1的第1脚接3.3v电压，第3脚接gnd，第2脚接微控器u3第14脚，去耦电容c8连接在湿度传感器ht1的第1和3之间，去耦电容c9连接在湿度传感器ht1的第2和3之间。

衣服湿度检测电路：电阻r8一端连接3.3v电源，另一端连接微控器u3的第13脚，电阻r9和第一电极片s1、第二电极片s2并联后一端连接电阻r8，另一端连接gnd。

在本实施方式中，所述指示模块400包括用于声音指示的第一指示单元401和用于发光指示的第二指示单元402；所述第一指示单元401包括开关三极管q10，在本实施例中，开关三极管q10为mmb3904晶体管，所述开关三极管q10电连接蜂鸣器bz1的负极，所述开关三极管q10的基极(b)串接限流电阻r57电连接微控器u3的声音指示控制端口(buzzer)，所述开关三极管q10的发射极(e)对地；所述微控器u3沿声音指示控制端口(buzzer)输出匹配的信号(高低电平)使所述开关三极管q10导通或关断，匹配使所述蜂鸣器bz1发声指示；所述第二指示单元402包括两并联的发光led灯(led1/led2)，两所述发光led灯(led1/led2)的阳极电连接+3.3v，两发光led灯(led1/led2)的阴极串接匹配的限流电阻(r3/r6)与所述微控器u3的两发光指示控制端口(pa1/pa0)电连接，所述微控器u3沿发光指示控制端口(pa1/pa0)输出低电平使两发光led灯(led1/led2)发光而指示。

具体地，电动晾衣架工作正常时绿色led灯(led1)亮，异常时红色led灯(led2)亮，蜂鸣器bz1响,绿色led灯led1正极接3.3v电源，负极接限流电阻r7，限流电阻r7另一端接微控器u3第6脚，红色led灯led2正极接3.3v电源，负极接限流电阻r6，限流电阻r6另一端接微控器u3第5脚；蜂鸣器bz1正极接+5v电源，负极接开关三极管q10集电极，开关三极管q10发射极接gnd，基极接电阻r57，电阻r57另一端接微控器u3第21脚

本实施例中，所述微控器u3为em357芯片；微控器u3的第2脚接+3.3v电源，第1脚接gnd，滤波电容c4连接在第1和2脚之间；微控器u3的第5、6和22脚连接工作状态指示电路，微控器u3的第7、8、11脚连接行程传感检测模块200，微控器u3的第13、14脚连湿度检测模块300；微控器u3的第20、21脚连电动马达驱动模块100。本电动晾衣架正确安装后接通电源开始工作，微控器根据湿度检测模块反馈的环境和衣服的湿度情况，决定是否打开烘干功能，当环境湿度>90％，晾衣杆上又有湿的衣服时就会自动打开烘干功能。

本实施例还提供一种电动晾衣架，包括控制板(附图未显示)，所述控制板上设有如上述的一种智能电动晾衣架的控制电路。

以上所述,仅是本实用新型较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围内,当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案内容,依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本实用新型技术方案的范围内。