一种可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器的制作方法

文档序号:19695245发布日期:2020-01-14 23:38阅读:394来源:国知局
一种可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器的制作方法

本实用新型涉及一种电暖器,特别涉及一种可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器。



背景技术:

冬季到来,如今各种取暖方式轮番上阵。电暖器作为一种简易方便的电热产品,相比于空调面积小、耗能低、热效快;相比于室内暖气使用更加便捷、发热强度更大,成为许多家庭常用的取暖设备。由于电暖器在使用时不会产生有害的气体、即开即热、安全耐用,近年来越来越受到人们的青睐。随着使用的人越来越多,安全问题也随之暴露出来。由于电暖器产品缺乏智能性和安全性,缺乏智能控制等功能。市面上大部分的电暖器,都是设定好固定的发热档位和温度,用户难以将其调整到自己最理想的温度。或是常常会发生人们在打开电暖器之后,突然有事或者是离开房间的时候忘记关闭电源等情况。尤其是在白天或是使用不带发光源的电暖器。这样在浪费电能的同时,也很容易产生安全隐患。并且在冬季,我们还需考虑到对于日常生活中频繁使用到的毛巾、服饰或某些轻巧物品,例如洗脸毛巾、擦手毛巾、袜子、贴身衣物等,由于冬天潮湿且阳光少,不容易晾干,放置久了也极容易潮湿发霉或是滋生细菌,影响到人们的身体健康。

目前,传统的电暖器无法完美的解决上述问题,多半是通过设计发热管的定时关断加大了安全性的提升,并没有彻底解决这类问题。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种结构简单、安全性好的可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器。

本实用新型解决上述问题的技术方案是:一种可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,包括底座、弧形支撑架、角度转动盘、圆环状支撑架、电暖器主体,所述底座内设有塑料绝缘防水盒,塑料绝缘防水盒内设有控制器、显示屏、按键模块、控制开关、电机和三孔插头,所述角度转动盘可转动安装在底座上,电机与角度转动盘传动连接,弧形支撑架安装在角度转动盘上,圆环状支撑架底部固定安装在弧形支撑架上,圆环状支撑架左右两侧分别通过电暖器仰俯调节装置和电暖器主体相连,圆环状支撑架顶部设有晾物烘干装置,所述显示屏、按键模块、控制开关、电暖器主体、电机均与控制器连接。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述电暖器主体包括防烫网罩、碳纤维发热管、紫外线灯管、蜂巢式晶格反射罩、散热栅格板、提手,所述防烫网罩和蜂巢式晶格反射罩一前一后组合形成电暖器主体的主体外壳,碳纤维发热管、紫外线灯管位于主体外壳内,所述碳纤维发热管通过固定装置固定在蜂巢式晶格反射罩上,碳纤维发热管前端设有紫外线灯管,碳纤维发热管、紫外线灯管与控制器连接。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述蜂巢式晶格反射罩背面设有散热栅格板。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述蜂巢式晶格反射罩背面上部设有提手。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述晾物烘干装置包括晾物烘干支撑网架、第一张开角度调整装置,所述第一张开角度调整装置固定设置在圆环状支撑架顶部,第一张开角度调整装置两侧对称铰接有两个晾物烘干支撑网架,其中一个晾物烘干支撑网架上设有若干金属环扣,另一个晾物烘干支撑网架上设有与金属环扣相对应的金属挂钩,另一个晾物烘干支撑网架内部设有合金钢丝线,合金钢丝线一端与金属挂钩相连接,合金钢丝线另一端设有弹簧滑轮,使用时,合金钢丝线通过金属挂钩拉出,不使用时,合金钢丝线通过内置的弹簧滑轮收回至另一个晾物烘干支撑网架中。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述晾物烘干支撑网架包括两个半环形的架体,两个半环形的架体活动拼接形成环形的晾物烘干支撑网架,拼接处设有用于控制两个半环形的架体之间打开角度的第二张开角度调整装置。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述弧形支撑架前侧设有红外线测温装置,红外线测温装置与控制器相连。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述塑料绝缘防水盒内还设有倾倒断电装置,倾倒断电装置与控制器相连。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述塑料绝缘防水盒内还设有gprs模块,gprs模块与控制器相连。

上述可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,所述控制器采用单片机。

本实用新型的有益效果在于:本实用新型在圆环状支撑架顶部附了可撑开式结构的晾物烘干装置,用户能通过第一、第二第一张开角度调整装置调节控制晾物烘干支撑网架的角度以及高度,使晾物烘干支撑网架能大角度撑开,能够增大对物品的杀菌和通风面积,进行更为有效地灭菌;电暖器主体设置了碳纤维发热管和紫外线灯管,能够对衣物进行烘干和杀菌消毒,通过晶格反射罩集中聚能,使得达到发热面积更广、速热的效果;用户可通过手机、控制开关或按键模块调节电暖器的启动和关断、预设温度档位、恒温定时时长以及着火点报警温度、模式的选择以及摇头功能;当用户设置好发热定时或杀菌时间参数时,可直接选择固定推荐时长或者自己设定的时间,当达到指定时长后,系统会由工作模式转至休眠模式,提醒音系统发出三声提醒音指明发热或杀菌完成;这样既能根据用户的需求来确定需要时长,也能节省电能;调节发热或杀菌的档位可让用户达到理想的送暖效果和不同种类的物品的杀菌强度,达到理想的杀菌效果;用户可通过显示模块了解当前档位的选择、预设温度、定时时长以及要头功能,充分实现人机交互功能。充电方面也十分方便,只需插上最常用的三孔插头即可进行充电。本装置不存在漏电的安全隐患,所有电路和器件都由绝缘材料包裹起来,此设计能够避免为潮湿的物品杀菌时因水导电而出现漏电的安全隐患。综上所述,此装置可使用远程手机控制或直接通过按键模块来进行定时、调档等参数调节,也能远程接收控制系统发出的危险警报;此装置也弥补了现有的电暖器只设置有一个防护罩,用户大多是将潮湿的衣物堆在防护罩上进行烘烤干燥,十分容易产生安全隐患,也没有和紫外线管结合考虑过,不能满足人们日益提高的对于操作便捷等要求的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型的左视图。

图4为本实用新型的前视图。

图5为本实用新型晾物烘干装置的主视图。

图6为本实用新型晾物烘干装置的俯视图。

图7为本实用新型晾物烘干装置的左视图。

图8为本实用新型的电路原理框图。

图9为at89c51单片机的原理图。

图10为显示模块、提示音模块、红外线测温装置原理图。

图11为按键模块的原理图。

图12为gprs模块的原理图。

图13为电压转换模块的电路原理图。

图14为过零检测电路的原理图。

图15为电机驱动模块的原理图。

图16为发热档位控制模块的原理图。

图17为紫外线控制模块的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-图7所示,一种可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器,包括底座、弧形支撑架1、角度转动盘14、圆环状支撑架16、电暖器主体。

所述底座内设有塑料绝缘防水盒5,除了增加了产品使用时的安全性外还加重了底座的质量能使其不易倾倒;塑料绝缘防水盒5内设有控制器、显示屏6、按键模块7、控制开关8、电机和三孔插头10,所述角度转动盘14可转动安装在底座上,电机与角度转动盘14传动连接,通过电机驱动能够控制电暖器的摇头功能,使电暖器能够左右各90°匀速摆动增大发热面积,来提升用户的使用舒适度;弧形支撑架1安装在角度转动盘14上,圆环状支撑架16底部固定安装在弧形支撑架1上,圆环状支撑架16左右两侧分别通过电暖器仰俯调节装置15和电暖器主体相连,用户可以调节电暖器仰俯调节装置15,来调整发热或消毒照射角度,能够和摇头功能搭配结合使用,能让用户调节更为舒适的角度和范围,能够大大提高电暖器的送暖范围;圆环状支撑架16顶部设有晾物烘干装置,所述显示屏6、按键模块7、控制开关8、电暖器主体、电机均与控制器连接。

使用时,用户可以连接三孔插头10进行外部电源供电,当接上外置电源的同时,也会给内置的控制器进行供电,控制器中有电压转换模块经过变压、整流、滤波、稳压四个部分,不仅能提供发热管所需要的大功率,也能通过降压变压器和整流桥输出单片机所需要的低压直流电,且具有欠压锁定、过压保护和过温保护等保护措施。使得充电过程方便快捷且安全。

通过oled显示屏6可以观察电暖器的各个实时参数并能通过按键模块7选择调节预设温度档位、恒温定时的时长以及着火点报警温度、模式的选择以及摇头功能;与传统的电暖器不同,预设温度档位功能实现碳纤维发热管的无极调节,使用起来更加人性化;恒温时长时可直接选择固定推荐时长或者自己设定时间,当恒温指定时长达到后,系统会由恒温模式转至休眠模式,提醒音系统发出三声提醒音指明恒温模式完成。由此可以实现智能定时功能以及节省电能,还能避免发生安全事故。

所述电暖器主体包括防烫网罩12、碳纤维发热管3、紫外线灯管4、蜂巢式晶格反射罩2、散热栅格板22、提手13,所述防烫网罩12和蜂巢式晶格反射罩2一前一后组合形成电暖器主体的主体外壳,碳纤维发热管3、紫外线灯管4位于主体外壳内,所述碳纤维发热管3通过固定装置固定在蜂巢式晶格反射罩2上,碳纤维发热管3前端设有紫外线灯管4,碳纤维发热管3、紫外线灯管4与控制器连接。

碳纤维发热管3与传统的发热管相比拥有电热转换效率高、红外线辐射效率高、无光污染、无瞬间电流冲击,打开电源后升温速度快等优点,而且其外层具有高纯度的石英管,高纯度的石英管并经过提纯和脱羟处理,具有很好的热稳定性不会因为潮湿的物件在烘干过程中滴水而出现安全隐患,保证了使用过程的安全性。碳纤维发热管3是以纯黑体的碳纤维长丝作为发热材料,其可见光很少,比卤素管低20%多,电热转换效率高达98%以上,比卤素管高20%多,红外线辐射效率比卤素管高20%以上,无光污染,无瞬间电流冲击,打开电源后升温速度奇快,在1~2秒时机体已经感到烫手,不存在功率衰减现象,高效节能环保健康。亮度不及卤素发热管,亮度暗淡但是热度丝毫不减少,不会因强光伤害眼睛。

蜂巢式晶格反射罩2采用多散点设计,能够集中能量聚能,能够实现热量传递距离更长、发热面积更广、远程速热的效果;位于碳纤维发热管3与紫外线灯管4前侧的阻燃pp防烫网罩12为紧密防护栏设计,间隔很小,能有效防止手指伸入,且还采用耐高温材料,保证了电暖器使用的安全性。

所述蜂巢式晶格反射罩2背面设有散热栅格板22。所述蜂巢式晶格反射罩2背面上部设有提手13。散热栅格板22具有良好的散热性,能够增强电暖器的使用寿命;方便式提手13为移动电暖器增加了便利性,体现了电暖器的人性化设计。

所述晾物烘干装置包括晾物烘干支撑网架、第一张开角度调整装置20,所述第一张开角度调整装置20固定设置在圆环状支撑架16顶部,第一张开角度调整装置20两侧对称铰接有两个晾物烘干支撑网架,其中一个晾物烘干支撑网架上设有若干金属环扣18和第二张开角度调整装置21,另一个晾物烘干支撑网架上设有与金属环扣18相对应的金属挂钩17,另一个晾物烘干支撑网架内部设有合金钢丝线19,合金钢丝线19一端与金属挂钩17相连接,合金钢丝线19另一端设有弹簧滑轮,使用时,合金钢丝线19通过金属挂钩17拉出,不使用时,合金钢丝线19通过内置的弹簧滑轮收回至另一个晾物烘干支撑网架中,两个晾物烘干支撑网架能够放下并贴合圆环状支撑架16进行收缩存放,这样就可以减少很多所占用空间,方便收敛、便携。可以根据第一张开角度调整装置20和第二张开角度调整装置21调整晾物烘干支撑网架的张开角度和距离电暖器的高度,然后通过金属挂钩17牵引合金钢丝线19连接在金属环扣18上,在电暖器正上方形成一个晾物网架。

所述晾物烘干支撑网架包括两个半环形的架体,两个半环形的架体活动拼接形成环形的晾物烘干支撑网架,拼接处设有用于控制两个半环形的架体之间打开角度的第二张开角度调整装置。

考虑到许多用户不同的使用习惯,晾物网架装置有两种使用方式第一种是可以通过拉动位于电暖器的圆环状支撑架16顶端的第一张开角度调整装置20和第二张开角度调整装置21调整张开的晾物网架的角度以及高度。在这种使用方式中,用户可以在网面上悬挂类似手帕、内衣、袜子等贴身亲肤类或需紫外消毒的轻质较小产品。另一种使用方式是通过拉动第二张开角度调整装置21调至水平角度,在这种使用方式中,用户可以在金属挂钩17上悬挂一些毛巾、浴巾等面积较大的待消毒物。多种的使用方式可以使得紫外灭菌管的灭菌效果达到最大化,也增加了产品使用的多样化、人性化。

塑料绝缘防水盒5和倾倒断电装置9、三孔插头10和gymcu90640红外线测温装置以及碳纤维发热管3、紫外线灯管4中所连成的电路是通过绝缘材料包裹的导线连接而成,所以使得整个电路相连成回路并电路导线外包裹着绝缘材料,从而有效避免出现潮湿环境对于导线的侵蚀作用,以提高设备的安全性能。

所述弧形支撑架1前侧设有红外线测温装置11,红外线测温装置11与控制器相连。红外线测温装置11能够实时监测电暖器对面物体的实时温度,若是该温度即将达到所设定的着火点温度时,就会自动采取断电保护,并发出警报,以防发生安全事故,大大提高了安全性,也延长了发热装置的使用寿命。同时与gprs模块相配合给用户手机发送警报短信提醒,以防发生安全事故。

所述塑料绝缘防水盒5内还设有倾倒断电装置9,倾倒断电装置9与控制器相连。倾倒断电装置9检测到电暖器底座倾斜角度大于30°时,立马进行自动断电保护,增加了产品使用的安全性。

考虑到用户可能因为匆忙离开而忘记关断电源,所述塑料绝缘防水盒5内还设有gprs模块,gprs模块与控制器相连。gprs模块通过串口通讯,能够进行超远距离的信息传输,能够实现远程监控电暖器的功能,能够将电暖器发出的报警信号进行远距离传送,提高了电暖器的安全性。

用户可以将电暖发热体90°旋转朝上,并将衣物晾挂在合金钢丝线19上进行烘干;或者是使用按键模块7调整到紫外线光除菌,对晾挂的衣物进行杀菌消毒,电暖器的照射角度和范围可通过所连接的电暖器仰俯调节装置15和角度转动盘14进行调节,使得用户能够享受到满意的送暖角度。并且电暖器含有智能控制系统,能够通过红外线测温模块,对电暖器照射区域的温度进行实时监控和检测采集,转换成数字信号并传送到单片机,然后单片机将采集到的信号进行比较处理得到当前检测范围的最高温度以及安全与否,通过oled屏显示出来。同时,单片机系统通过比较所设定的着火点温度与所采集温度的对比,以及网络通讯gprs模块发送的控制信号来实现智能控制电暖器的启动断电、温度档位选择、模式选择、响应警报以及摇头摆动等状态。用户可以通过调节电暖器前侧的按键模块7来设定自己想要达到的预设温度和定时时长。当用户设定好预设温度时,系统会实时采集电暖器的发热温度并与设定温度值相比较,若低于设定初始值则对碳纤维发热管3加热直至达到设定值;若是达到或高于设定值则立即停止加热。当用户设定好恒温时长时,系统会由加热模式转至恒温模式,提醒音系统会发出三声提醒音指明电暖器加热过程完成;这样既能根据用户的需求来确定需要恒温的时长,也能节省电能。调节不同的电暖器发热温度可根据个人的不同喜好来设定,增加了该产品的人性化设定。当系统检测到电暖器前方物体的温度超过设置的报警着火点温度就会自动采取断电保护,并发出警报提示音和通过网络通讯gprs模块发送短信给用户进行警报通知,以防发生安全事故。电暖器还设置了倾倒断电保护装置,若是电暖器因为外力导致其倾倒后,倾倒断电保护装置触发,采取断电措施,从而提高了产品使用的安全性。用户可以通过按键模块7实现碳纤维发热管3或紫外线杀菌管的无极调节、电暖器的开关、模式选择以及摇头功能。碳纤维发热管3和紫外线杀菌管都位于电暖器的中部,拥有着合适的照射范围和高度。

综上所述,此装置在使用时可通过前侧的控制器来对电暖器进行启动断电、温度档位选择、模式选择、响应警报以及摇头摆动等功能,还设置有红外线测温装置11和网络通讯gprs模块确保使用时的安全;此装置也弥补了现有的电暖器产品没有考虑到人们冬天衣物的烘干和消毒功能,也不能满足人们日益提高的对于使用时的舒适度以及操作便利性、安全性等要求的缺陷。

本实用新型总体结构图如附图8所示,主要由控制器、gymcu90640红外线测温装置、gprs模块、电机驱动模块、发热档位控制模块、紫外线控制模块、oled显示屏、按键模块、提示音模块组成。当设备处于工作状态时,电能由ac220接口给碳纤维发热管及紫外线灯管供电,ac-dc稳压电路获得稳定的电压后供给各个模块使用。本实用新型的控制器采用at89c51单片机,通过接收gymcu90640红外线测温装置、gprs模块和按键模块输入的数据来改变需要设置的参数,控制碳纤维发热管、紫外线灯管的定时断电以及档位调节、电暖器转动盘的电机驱动控制、oled显示屏、蜂鸣器控制模块工作。

本实用新型的工作过程为:先是初始化,然后待机判断是否有按键按下改变内部参数,如果有将其显示进行更新,如果改变的是控制发热档位模块的参数,则单片机能对碳纤维发热管进行加热控制,实现温度档位的无极调速;若是改变的是紫外线控制模块的参数,则单片机能控制紫外线杀菌管的开关以及档位;如果改变的是gprs模块的参数,则根据传送的数据信息进行相应的控制;如果改变的是电机驱动模块,则根据参数进行相应的转动速度控制;gymcu90640红外线测温装置实时采集温度t0℃,并将数据传送到单片机中。接着单片机对实时温度t0℃和设置的着火点温度t℃进行比较。若是t-t0<3,则立即关闭发热管,停止加热并经过提示音模块发出警报,并且通过gprs模块给用户手机发出警报提醒。调节结束后oled显示屏实时更新显示信息,并继续检测按键模块,如果有按键按下则继续调节对应的参数。

本实用新型主控电路的原理图如附图9所示,单片机的p0.0-p0.3口与独立键盘模块相连,采集键盘输入的信息。单片机的p1.2、p1.3口与液晶显示模块相连,对其进行显示信息的传输。单片机的p1.4口与提示音模块中的三极管基极相连,用来控制有源蜂鸣器发出声音作为提示音。单片机的p1.0、p1.1口与红外测温模块相连,通过i2c通讯方式采集红外测距模块所检测到的信号。单片机的p1.6、p1.7、p3.0及p3.1与gprs模块相连,单片机与gprs模块间通过串口通讯,可以进行超远距离的信息传输,进而实现远程监控本装置的功能。单片机的p3.2口与过零检测电路相连,用来检测220v市电的过零点,为控制双向晶闸管提供准确的自然换向点。单片机的p2.0口与发热档位控制模块相连,可对发热管的功率进行调控进而改变发热管所发出的热量。单片机的p2.1口与紫外线控制模块相连,可对紫外线灯管的功率进行调控进而改变紫外线的强度。单片机的p2.2与电机驱动模块中的三极管基级相连,用来提供使能信号控制发电机的转动与停止,为本装置左右摆头提供动能。单片机的第18脚、第19脚连接12mhz的外部晶振的两端,外部晶振给单片机提供精准的时钟频率,外部晶振两端分别与c1、c5两个30pf的电容相连,此处电容可以帮助晶振起振、微调频率。单片机的第9脚与复位电路相连接,其中电容c12可以使得单片机上电复位,按下s1也可以人工手动复位。

显示屏采用低功耗oled液晶显示屏,其电路原理图如附图10所示,其scl、sda端口分别与p1.2、p1.3相连,其用于显示用户设置的相关信息,如工作模式、定时时长等,以便于用户能够更直观的设置对应参数。当用户一段时间未设置参数时,液晶显示模块会进入休眠状态,以节省电能,延长oled屏的使用寿命。

提示音模块采用s8050npn三极管驱动有源蜂鸣器进行提示,其电路原理图如附图10所示。单片机p1.4连接到电阻r34的一端,电阻r34的另一端连接到三极管s3的基极当做限流电阻,s3的发射极连接到电源地,集电极连接到有源蜂鸣器bell的负端,有源蜂鸣器bell的正端连接到5v电源。当装置前方物体温度高于燃点或高于所设定温度时,单片机p1.4为高电平,此时三极管s3处于导通状态,蜂鸣器bell两端形成电压差,就会发出提示音提示使用者可能危险的情况发生。

红外线测温装置采用的是以mlx90640芯片为核心的gymcu90640非接触红外点阵测温模块,其电路原理图如附图10所示。其scl、sda端口分别与单片机的p1.0、p1.1相连,红外线测温装置把检测得到的每一帧利用红外热成像原理获得的图片信息传输给单片机。然后单片机将接收到的每一组数据的第4位字节到第1539位字节提取出来,单个字节与所设定的参数进行比对。若检测获得的数据值比所设定值高,则表示所检测区域存在温度过高的情况,此时触发蜂鸣器进行报警。

按键模块采用的是独立按键的连接方式,其电路原理图如附图11所示。按键模块包含四个按键,按键一端共地,另一端与单片机的p0.0-p0.3口连接。当按键没有被按下时,单片机引脚处被用作上拉电阻的排阻r1拉高。当按键按下时,单片机引脚与地直接相连,故呈低电平。用户可以通过按键来设置本装置的工作模式、定时时长、是否摇头,以及平滑调节发热管的发热量和紫外线杀菌强度。

gprs无线传输模块是由sim900a芯片及其外围电路构成的,其电路原理图如附图12所示。此模块主要作用是将本装置的报警信号传到远距离的用户手机中,且用户可以通过手机远距离控制本装置。根据sim900a芯片的数据手册外围电路推荐,单片机的p1.6脚经过r30与r31的分压后连接到了npn三极管q6的基极,控制q6的通断,进而控制sim900a芯片的1脚电平,故对此模块进行开关机控制。欲将此模块的工作状态翻转,把单片机的p1.6置高1秒即可。芯片4脚通过电阻r9连接到发光二极管d3的正极,d3的负极连接到电源负极。当来sim900a芯片收到短信息时,芯片4脚电平将变低,保持低电平120ms后,又变成高电平。所以可以利用d3来指示芯片4脚的状态,进而指示是否已经接收到信息。其中发光二极管在调试时可以起到提示的作用。因为使用的mcu串口通讯时使用的ttl电平,而sim900a串口只支持cmos电平,为了使他们的电平能够相互兼容,故将单片机的p3.0、p3.1口通过ttl转cmos电路分别连接到了sim900a芯片的9脚与10脚。如果想要与手机进行通讯,直接与配置好的sim900a芯片进行串口通讯即可。单片机p1.7脚经过电容c18滤波以及电阻r18上拉后连接到sim900a芯片的16脚,当此模块无法响应at命令或者无法正常关机,可以通过p1.7输出低电平来复位此模块。sim900a芯片的26脚与电源负极间接了4.7uf的电容c21,目的是当系统电源没电时,给实时时钟提供电流输入,在掉电情况下保持实时时钟的准确。通过参照sim900a芯片数据手册,可将芯片与sim卡座按照推荐电路相连。当sim卡座中插入有效且完成注册的sim卡,芯片便可与sim卡进行数据交换。sim900a芯片的52脚经过r5与r12的分压后连接到npn三极管q1的基极,控制着q1的通断,q1的集电极与d2的负极相连,d2的正极与r2相连后连接到电源正极,q1的射极接到电源负极,此时可以利用芯片的52脚信号来驱动d2,通过d2的闪烁情况可以判断当前的网络状态。sim900a芯片的60脚与sma天线接口的3引脚相连,可通过此接口将芯片与天线稳固连接。电源正极通过电容c2和电容c4滤波后连接到sim900a芯片的正极,为此芯片提供稳定的电压。

电压转换模块电路原理图如附图13所示。电网通过三角插头为整个装置供电,三角插头的火线端与开关s2、防撞倒安全开关s4以及保险丝f1相连后再与其他各个模块连接供电。零线端直接与其他各个模块相连。ac-dc电压转换模块主要分为变压、整流、滤波、稳压四个部分。变压部分由保险丝f2与降压变压器组成,保险丝f2过电流断开,为整个控制电路提供了安全保障,降压变压器将220v交流电降成10v左右的交流电,然后经过整流桥使之变成直流,再与电解电容c9并联滤除整流后电压的杂波,之后便连接到三端稳压集成芯片7805的输入端vin进行稳压,7805输出端vout输出的电压经过电容c10与c11的滤波后得到稳定的5v电压为控制电路负载供电。此处电容可滤除稳压后的波纹,为负载提供更加稳定的电压。限流电阻r27一端与5v电压相连,另一端与发光二极管d4正极相连,d4负极与电源负极相连,故d4可用来做控制电路的指示灯。

过零检测电路原理图如附图14所示。图中交流电源经过限流电阻r24加至反向并联的光耦发光二极管u4与u6上,光耦三极管同向并联,其射极均与电源负极相连,集电极连接一个上拉电阻后与单片机的p3.2口相连。在交流正弦波的正负半波,光耦发光二极管轮流导通,使得光耦三极管也轮流导通,三极管导通时,单片机p3.2口电平被拉低。在正弦波过零、电压绝对值低于二极管正向导通电压期间,两个光耦器件均不导通,此时p3.2口为高电平。因此,单片机p3.2端可得到与220v交流电压半周期的同步脉冲。可以利用p3.2口的下降沿来触发外部中断的发生,有利于更好的控制双向晶闸管的导通。

电机驱动模块原理图如附图15所示。单片机p2.2通过限流电阻r35与npn三极管q8的基极相连,q8的集电极与继电器线圈和续流二极管d6的正极相连,继电器线圈的另一端与d6的负端相连后连接到电源正极,q8的射极与电源负极相连。继电器的触点端与电机串联后,两端分别接到了零线与火线。若需要启用摇头功能时,将单片机p2.2置高,q8导通,继电器线圈得电,触点吸合,电动机得电转动。根据机械结构的搭建,便可实现左右摇头的功能。此处二极管d6有续流的作用,因为线圈呈阻感特性,当三极管关断后,流过电感的电流变化极快,所以会产生一个巨大的电压将三极管q8击穿,为了避免这种情况发生,与线圈并联了二极管d6续流减慢电流的变化速度。

发热档位控制电路中的晶闸管驱动电路采用的是过零点触发双向可控硅型光电耦合器moc3040,其原理图如附图16所示。电源正极通过限流电阻r17连接到光电耦合器u2的发光二极管正极,发光二极管负极连接到单片机引脚p2.0。光电耦合器中的光敏双向scr一端通过电阻r19连接到220v电源的零线端,光敏双向scr的另一端与双向scr的控制极相连,同时与电阻r21连接后与发热管的一端连接,发热管的另一端与220v电源的火线端连接。r20与c8组成的串联rc电路与双向scr的两端并联,为双向scr缓冲保护,用于吸收scr的关断过电流。在此电路中,当主电路的scr导通前,光耦的光敏双向scr的阳极与阴极间有电流,当单片机引脚p2.0将电压拉低时,光耦的发光二极管有电流通过,光敏scr导通,从而使主电路scr导通,此时有电流流过发热管。当p2.0拉高时,光耦的发光二极管无电流通过,光敏scr在反向阻断电压的作用下断开,使得主电路的scr也在反向阻断电压的作用下断开,此时无电流通过发热管。电阻r21有一定防止双向scr误触发的作用。本装置需要无极性调节发热管的发热量且长时间保持一定的发热量,站在scr使用寿命以及功耗等多方面考究,最终选择了调功方式来调节双向scr。晶闸管的调功方式中,触发电路电路采用的是过零触发方式,晶闸管总是在正弦波过零点触发导通。这样负载上得到的电压为一正弦波电压,每次过零运行时,晶闸管是否导通是可控的。故调功方式输入的发热管的功率为式中p为发热管的平均功率,r为负载的有效电阻,u为电网电压,n为允许导通波头数,n为设定波头数。将n固定后,用户可以通过调节n来达到调节发热管的功率,从而对发热量进行控制。

紫外线控制模块原理图如附图所示。电源正极通过限流电阻r22连接到光电耦合器u3的发光二极管正极,发光二极管负极连接到单片机引脚p2.1。光电耦合器中的光敏双向scr一端通过电阻r23连接到220v电源的零线端,光敏双向scr的另一端与双向scr的控制极相连,同时与电阻r28连接后与紫外线灯管的一端连接,紫外线灯管的另一端与220v电源的火线端连接。r26与c15组成的串联rc电路与双向scr的两端并联,为双向scr缓冲保护,用于吸收scr的关断过电流。由于本电路与发热档位控制电路的原理一致,故在此处不再赘述。

可紫外线杀菌晾物的智能控制多功能电暖器工作过程和使用方法如下。使用本装置时,先须打开开关按钮8,之后通过按键模块7或通讯gprs模块打开控制开关使单片机为各个模块发送控制信号。然后继续通过按键设置电暖器的档位选择、模式选择、响应警报以及摇头摆动功能,oled显示屏6能够实时显示修改的参数。当电暖器温度到设置温度档位后,停止加热并转为恒温模式;当到达设定的恒温时长后,停止保温并发出提示音,此时恒温结束,系统转为待机模式。电暖器在使用时,若想要调整其发热角度可以通过拉动电暖器仰俯调节装置15进行调整。红外线测温模块把检测得到的每一帧利用红外热成像原理获得的图片信息传输给单片机,然后单片机根据信息处理与所设定的参数进行比对。若检测获得的数据值比所设定值高,则表示所检测区域存在温度过高的情况,此时触发蜂鸣器进行报警关闭发热管,并通过gprs模块发送警报信息给用户手机。当连接电源插头4进行供电时,电源指示灯亮,未进行供电时,电源指示灯熄灭。

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