CN105573226A - 一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，主要由中央处理器，电源，均与中央处理器相连接的A/D模数转换器、电机、报警器，与A/D模数转换器相连接的烟雾传感器，串接在中央处理器与报警器之间的逻辑门保护电路，串接在电源与中央处理器之间的三端稳压滤波电路，以及串接在烟雾传感器与A/D模数转换器之间的低通滤波放大电路组成。本发明的智能家用抽油烟机的控制系统能准确的采集油烟的浓度值，并准确的控制抽油烟机进行自动开启或关闭，给人们提供一个良好的生活环境。

Description

一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统

技术领域

本发明涉及一种抽油烟机的控制系统，具体是指一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统。

背景技术

目前国内生产、销售的抽油烟机，都是有按键开关，以便对抽油烟机进行操作，而这种抽油烟机的按键开关在使用中容易出现失效、灵敏度降低等问题。而且，人们在使用后常常会出现忘记关闭抽油烟机，因此造成能源大量的浪费。

因此，人们现在急需一种能根据油烟的浓度来控制抽油烟机进行自动开启或关闭的抽油烟机控制系统，来实现便捷、环保、节能的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的抽油烟机不能根据油烟的浓度来控制抽油烟机进行自动开启或关闭的缺陷，本发明提供一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统。

本发明通过以下技术方案来实现：一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，主要由中央处理器，电源，均与中央处理器相连接的A/D模数转换器、电机、报警器，与A/D模数转换器相连接的烟雾传感器，串接在中央处理器与报警器之间的逻辑门保护电路，串接在电源与中央处理器之间的三端稳压滤波电路，以及串接在烟雾传感器与A/D模数转换器之间的低通滤波放大电路组成。

所述逻辑门保护电路由三极管VT6，放大器P3，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，二极管D12，正极经电阻R22后与二极管D12的N极相连接、负极经电阻R25后与放大器P3的正极相连接的极性电容C14，正极与三极管VT6的发射极相连接、负极和二极管D12的N极共同形成逻辑门保护电路的输入端并与中央处理器相连接的极性电容C12，负极顺次经电阻R26和极性电容C15以及电阻R24后与与非门IC2的负极相连接、正极与三极管VT6的发射极相连接的极性电容C13，P极与极性电容C14的正极相连接、N极经电阻R23后与极性电容C13的负极相连接的二极管D13，一端与放大器P3的负极相连接、另一端与与非门IC2的正极相连接的电阻R27，N极与与非门IC1的正极相连接、P极与放大器P3的负极相连接的二极管D14，P极经电阻R28后与与非门IC2的输出端相连接、N极与与非门IC1的负极相连接的二极管D15，负极与二极管D15的P极相连接、正极与与非门IC3的输出端相连接的极性电容C16，以及P极与与非门IC1的输出端相连接、N极经电阻R29后和二极管D15的P极共同形成逻辑门保护电路的输出端并与报警器相连接的二极管D16组成；所述三极管VT6的集电极接地；所述与非门IC3的正极与与非门IC2的输出端相连接，该与非门IC的负极接地；所述放大器P3的输出端与与非门IC1的正极相连接。

所述低通滤波放大电路则由与烟雾传感器相连接的信号滤波电路，以及与信号滤波电路相连接的信号放大电路组成；所述信号放大电路的输出端与A/D模数转换器相连接。

所述信号滤波电路由三极管VT5，二极管D8，P极顺次经极性电容C6和电阻R9后与二极管D8的N极相连接、N极经电阻R10后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D7，负极经电阻R11后与二极管D8的P极相连接、正极与三极管VT的基极相连接的极性电容C7，以及正极与二极管D8的P极相连接、负极顺次经电阻R14和电阻R15后和三极管VT5的发射极共同形成信号滤波电路的输出端并与信号放大电路相连接的极性电容C8组成；所述二极管D7的N极作为信号滤波电路的输入端并与烟雾传感器相连接。

所述信号放大电路由放大器P2，三极管VT4，二极管D11，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R13，P极经极性电容C9后与放大器P2的负极相连接、N极经电阻R12后与三极管VT5的发射极相连接的二极管D9，负极经电阻R16后与三极管VT4的发射极相连接、正极顺次经电阻R18和电阻R20后与二极管D11的P极相连接的极性电容C10，N极经电阻R17后与二极管D9的P极相连接、P极顺次经电阻R19和极性电容C5后与二极管D11的N极相连接的二极管D10，负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R8后作为信号放大电路的输出端并与A/D模数转换器相连接的极性电容C11，以及一端与极性电容C11的正极相连接、另一端与二极管D1的N极相连接的电阻R21组成；所述三极管VT4的集电极接地；所述放大器P2的正极经电阻R15和电阻R14后与极性电容C8的负极相连接。

所述三端稳压滤波电路由变压器T，其中一个输入端与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、其另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接的二极管整流器U，正极与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U的正极输出端相连接的极性电容C1，以及输入端均与二极管整流器U的正极输出端和负极输出端相连接、其输出端与单片机相连接的电压可调稳压电路组成；所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成三端稳压滤波电路的输入端与电源相连接。

所述电压可调稳压电路由放大器P1，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，正极经电阻R1后与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极与三极管VT1的基极相连接的极性电容C2，P极顺次经电阻R3和电阻R2后与二极管整流器U的正极输出端相连接、N极与三极管VT3的基极相连接的二极管D4，P极经电阻R4后与极性电容C2的正极相连接、N极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D2，P极经可调电阻R5后与三极管VT1的发射极相连接、N极与放大器P1的正极输入端相连接的二极管D3，正极与三极管VT2的基极相连接、负极与放大器P1的正极输入端相连接的极性电容C3，正极与放大器P1的负极输入端相连接、负极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C4，P极与放大器P1的输出端相连接、N极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接的二极管D5，以及P极经电阻R7后与放大器P1的输出端相连接、N极和三极管VT3的集电极共同形成电压可调稳压电路的输出端的二极管D6组成；所述三极管VT1集电极接地。

为确保本发明的实际使用效果，所述的烟雾传感器优先采用JTY-GD-T12型烟雾传感器来实现。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

(1)本发明的逻辑门保护电路能对中央处理器输出的电压和电流进行欠电压锁定保护、恒定电流和过电流保护，从而确保了报警器工作的稳定性。

(2)本发明的低通滤波放大电路能对烟雾传感器传输的烟雾浓度信号进行过滤，并能对信号中的陷波进行消除，同时将处理后的信号进行放大后输出，因此，确保了A/D模数转换器接收到准确的信号。

确保了信号处理模块输出稳定的电流信号，

(3)本发明的三端稳压整流放大电路能对电源电压进行整流滤波，还能将整流滤波后的电压转换为稳定的12V直流电压，从而确保中央处理器工作的稳定性，同时确保了本发明的智能抽油烟机的控制系统的稳定性。

(4)本发明采用了烟雾传感器，该烟雾传感器的性能稳定，采集信息的范围广，能准确的对采集范围内的烟雾的浓度进行采集，从而提高了本发明的智能抽油烟机的控制系统能准确的控制抽油烟机进行自动开启或关闭。

(5)本发明的智能抽油烟机的控制系统，使抽油烟机实现了自动化开启与关闭，给家庭节省了开支，并且能充分提高了抽油烟机的有效寿命，减小了使用成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明的三端稳压滤波电路的电路结构示意图。

图3为本发明的低通滤波放大电路的电路结构示意图。

图4为本发明的逻辑门保护电路的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本发明主要由中央处理器，电源，均与中央处理器相连接的A/D模数转换器、电机、报警器，与A/D模数转换器相连接的烟雾传感器，串接在中央处理器与报警器之间的逻辑门保护电路，串接在电源与中央处理器之间的三端稳压滤波电路，以及串接在烟雾传感器与A/D模数转换器之间的低通滤波放大电路组成。其中，该三端稳压滤波电路如图2所示，其由变压器T，二极管整流器U，以及电压可调稳压电路组成。

其中，二极管整流器U的一个输入端与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、其另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接。极性电容C1的正极与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U的正极输出端相连接。电压可调稳压电路的输入端均与二极管整流器U的正极输出端和负极输出端相连接、其输出端与单片机相连接。所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成三端稳压滤波电路的输入端与电源相连接。

为确保本发明的可靠运行，所述的中央处理器优先采用SOP8中央处理器，该SOP8中央处理器的MULT管脚与A/D模数转换器相连接，ZCD管脚与电机相连接，所述的电源为220V交流电，该220V交流电通过三端稳压滤波电路进行整流滤波后输出稳定的12V直流电压，该12V直流电压为中央处理器供电。

如图2所示，该电压可调稳压电路由放大器P1，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，可调电阻R5，电阻R6，电阻R7，极性电容C2，极性电容C3，极性电容C4，二极管D2，二极管D3，二极管D4，二极管D5，以及二极管D6组成。

连接时，极性电容C2的正极经电阻R1后与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极与三极管VT1的基极相连接。二极管D4的P极顺次经电阻R3和电阻R2后与二极管整流器U的正极输出端相连接、N极与三极管VT3的基极相连接。二极管D2的P极经电阻R4后与极性电容C2的正极相连接、N极与三极管VT2的集电极相连接。二极管D3的P极经可调电阻R5后与三极管VT1的发射极相连接、N极与放大器P1的正极输入端相连接。

其中，极性电容C3的正极与三极管VT2的基极相连接、负极与放大器P1的正极输入端相连接。极性电容C4的正极与放大器P1的负极输入端相连接、负极与三极管VT3的发射极相连接。二极管D5的P极与放大器P1的输出端相连接、N极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接。二极管D6的P极经电阻R7后与放大器P1的输出端相连接、N极和三极管VT3的集电极共同形成电压可调稳压电路的输出端。所述三极管VT1集电极接地。

本发明在运行时，220V电源经变压器T进行降压后生成12V交流电，该12V交流电经二极管整流器U整流后转换为12V直流电压，12V直流电压经滤波极性电容C1进行滤波后得到平滑的12V直流电压，该直流电压经电压可调稳压电路进行高压和低压调节后输出稳定的12V直流电压。

所述低通滤波放大电路如图3所示，其由与烟雾传感器相连接的信号滤波电路，以及与信号滤波电路相连接的信号放大电路组成；所述信号滤波电路由三极管VT5，二极管D8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R14，电阻R15，极性电容C6，极性电容C7，极性电容C8，二极管D7，以及二极管D8组成。

连接时，二极管D7的N极经电阻R10后与三极管VT5的集电极相连接、其P极与极性电容C6正极相连接，所述极性电容C6的负极经电阻R9后与二极管D8的N极相连接。极性电容C7的负极经电阻R11后与二极管D8的P极相连接、正极与三极管VT的基极相连接。极性电容C8的正极与二极管D8的P极相连接、负极顺次经电阻R14和电阻R15后和三极管VT5的发射极共同形成信号滤波电路的输出端并与信号放大电路相连接。所述二极管D7的N极作为信号滤波电路的输入端并与烟雾传感器相连接。

进一步，所述信号放大电路由放大器P2，三极管VT4，二极管D11，电阻R8，电阻R12，电阻R13，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，极性电容C5，极性电容C9，极性电容C10，极性电容C11，二极管D9，二极管D10，以及二极管D11组成。

连接时，电阻R13的一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接。二极管D9的N极经电阻R12后与三极管VT5的发射极相连接、其P极与极性电容C9负极相连接，所述极性电容C9的正极则与放大器P2的负极相连接。极性电容C10的负极经电阻R16后与三极管VT4的发射极相连接、正极顺次经电阻R18和电阻R20后与二极管D11的P极相连接。

所述二极管D10的N极经电阻R17后与二极管D9的P极相连接、其P极经电阻R19后与极性电容C5负极相连接，所述极性电容C5的正极则与二极管D11的N极相连接。极性电容C11的负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R8后作为信号放大电路的输出端并与A/D模数转换器相连接。电阻R21的一端与极性电容C11的正极相连接、另一端与二极管D1的N极相连接。所述三极管VT4的集电极接地；所述放大器P2的正极经电阻R15和电阻R14后与极性电容C8的负极相连接。

本发明在运行时，烟雾传感器采集的烟雾浓度信号经低通滤波放大电路的信号滤波电路对信号中的谐波进行消除，经信号滤波电路处理后的信号通过信号放大电路进行放大后传输给A/D模数转换器。

所述逻辑门保护电路如图4所示，其由三极管VT6，放大器P3，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，二极管D12，电阻R22，电阻R23，电阻R24，电阻R25，电阻R26，电阻R27，电阻R28，电阻R29，极性电容C12，极性电容C13，极性电容C14，极性电容C15，极性电容C16，二极管D12，二极管D13，二极管D14，二极管D15，以及二极管D16组成。

连接时，极性电容C14的正极经电阻R22后与二极管D12的N极相连接、负极经电阻R25后与放大器P3的正极相连接。极性电容C12的正极与三极管VT6的发射极相连接、负极与SOP8中央处理器的SE管脚相连接。极性电容C13的正极与三极管VT6的发射极相连接、其负极经电阻R26后与极性电容C15的正极相连接，所述极性电容C15的负极经电阻R24后与与非门IC2的负极相连接。

所述二极管D13的P极与极性电容C14的正极相连接、N极经电阻R23后与极性电容C13的负极相连接。电阻R27的一端与放大器P3的负极相连接、另一端与与非门IC2的正极相连接。二极管D14的N极与与非门IC1的正极相连接、P极与放大器P3的负极相连接。二极管D15的P极经电阻R28后与与非门IC2的输出端相连接、N极与与非门IC1的负极相连接。极性电容C16的负极与二极管D15的P极相连接、正极与与非门IC3的输出端相连接。二极管D16的P极与与非门IC1的输出端相连接、N极经电阻R29后和二极管D15的P极共同形成逻辑门保护电路的输出端并与报警器相连接。

所述三极管VT6的集电极接地；所述与非门IC3的正极与与非门IC2的输出端相连接，该与非门IC的负极接地；所述放大器P3的输出端与与非门IC1的正极相连接。所述二极管D12的N极与SOP8中央处理器的SW管脚相连接。

运行时，所述的烟雾传感器优先采用JTY-GD-T12型烟雾传感器，该烟雾传感器用于采集油烟的浓度值，并将采集到的油烟的浓度值信号经低通滤波放大电路后传输给A/D模数转换器。所述的A/D模数转换器将烟雾传感器传输的油烟的浓度值转换为数据信号传输给中央处理器。所述的中央处理器内设定有油烟的最低浓度值，该中央处理器将接收到的数据信号转换为数据值并与油烟的最低浓度值进行比对。

如果转换得到的数据值大于设定的油烟的最低浓度值时报警器开始报警，同时，中央处理器输出控制电流给电机，该电机得电后启动，此时抽油烟机开始工作。当烟雾传感器采集到的油烟的浓度值经中央处理器进行比对，如果小于设定的油烟的最低浓度值时，该中央处理器停止输出电流，电机失电，抽油烟机停止工作。

为确保本发明的可靠运行，所述的A/D模数转换器优先采用性能稳定的ADC0809AD模数转换器，而报警器则采用了具有高灵敏度的HARBT-6000-T报警器。

如上所述，便可以很好的实现本发明。

Claims (9)

1.一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，主要由中央处理器，电源，均与中央处理器相连接的A/D模数转换器、电机、报警器，与A/D模数转换器相连接的烟雾传感器，串接在中央处理器与报警器之间的逻辑门保护电路，串接在电源与中央处理器之间的三端稳压滤波电路，以及串接在烟雾传感器与A/D模数转换器之间的低通滤波放大电路组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，所述逻辑门保护电路由三极管VT6，放大器P3，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，二极管D12，正极经电阻R22后与二极管D12的N极相连接、负极经电阻R25后与放大器P3的正极相连接的极性电容C14，正极与三极管VT6的发射极相连接、负极和二极管D12的N极共同形成逻辑门保护电路的输入端并与中央处理器相连接的极性电容C12，负极顺次经电阻R26和极性电容C15以及电阻R24后与与非门IC2的负极相连接、正极与三极管VT6的发射极相连接的极性电容C13，P极与极性电容C14的正极相连接、N极经电阻R23后与极性电容C13的负极相连接的二极管D13，一端与放大器P3的负极相连接、另一端与与非门IC2的正极相连接的电阻R27，N极与与非门IC1的正极相连接、P极与放大器P3的负极相连接的二极管D14，P极经电阻R28后与与非门IC2的输出端相连接、N极与与非门IC1的负极相连接的二极管D15，负极与二极管D15的P极相连接、正极与与非门IC3的输出端相连接的极性电容C16，以及P极与与非门IC1的输出端相连接、N极经电阻R29后和二极管D15的P极共同形成逻辑门保护电路的输出端并与报警器相连接的二极管D16组成；所述三极管VT6的集电极接地；所述与非门IC3的正极与与非门IC2的输出端相连接，该与非门IC的负极接地；所述放大器P3的输出端与与非门IC1的正极相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，所述低通滤波放大电路则由与烟雾传感器相连接的信号滤波电路，以及与信号滤波电路相连接的信号放大电路组成；所述信号放大电路的输出端与A/D模数转换器相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，所述信号滤波电路由三极管VT5，二极管D8，P极顺次经极性电容C6和电阻R9后与二极管D8的N极相连接、N极经电阻R10后与三极管VT5的集电极相连接的二极管D7，负极经电阻R11后与二极管D8的P极相连接、正极与三极管VT的基极相连接的极性电容C7，以及正极与二极管D8的P极相连接、负极顺次经电阻R14和电阻R15后和三极管VT5的发射极共同形成信号滤波电路的输出端并与信号放大电路相连接的极性电容C8组成；所述二极管D7的N极作为信号滤波电路的输入端并与烟雾传感器相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，所述信号放大电路由放大器P2，三极管VT4，二极管D11，一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R13，P极经极性电容C9后与放大器P2的负极相连接、N极经电阻R12后与三极管VT5的发射极相连接的二极管D9，负极经电阻R16后与三极管VT4的发射极相连接、正极顺次经电阻R18和电阻R20后与二极管D11的P极相连接的极性电容C10，N极经电阻R17后与二极管D9的P极相连接、P极顺次经电阻R19和极性电容C5后与二极管D11的N极相连接的二极管D10，负极与放大器P2的输出端相连接、正极经电阻R8后作为信号放大电路的输出端并与A/D模数转换器相连接的极性电容C11，以及一端与极性电容C11的正极相连接、另一端与二极管D1的N极相连接的电阻R21组成；所述三极管VT4的集电极接地；所述放大器P2的正极经电阻R15和电阻R14后与极性电容C8的负极相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，所述三端稳压滤波电路由变压器T，其中一个输入端与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接、其另一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接的二极管整流器U，正极与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极与二极管整流器U的正极输出端相连接的极性电容C1，以及输入端均与二极管整流器U的正极输出端和负极输出端相连接、其输出端与单片机相连接的电压可调稳压电路组成；所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端共同形成三端稳压滤波电路的输入端并与电源相连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，所述电压可调稳压电路由放大器P1，三极管VT1，三极管VT2，三极管VT3，正极经电阻R1后与二极管整流器U的负极输出端相连接、负极与三极管VT1的基极相连接的极性电容C2，P极顺次经电阻R3和电阻R2后与二极管整流器U的正极输出端相连接、N极与三极管VT3的基极相连接的二极管D4，P极经电阻R4后与极性电容C2的正极相连接、N极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D2，P极经可调电阻R5后与三极管VT1的发射极相连接、N极与放大器P1的正极输入端相连接的二极管D3，正极与三极管VT2的基极相连接、负极与放大器P1的正极输入端相连接的极性电容C3，正极与放大器P1的负极输入端相连接、负极与三极管VT3的发射极相连接的极性电容C4，P极与放大器P1的输出端相连接、N极经电阻R6后与三极管VT2的发射极相连接的二极管D5，以及P极经电阻R7后与放大器P1的输出端相连接、N极和三极管VT3的集电极共同形成电压可调稳压电路的输出端的二极管D6组成；所述三极管VT1集电极接地。

8.根据权利要求7所述的一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，所述的烟雾传感器为JTY-GD-T12型烟雾传感器。

9.根据权利要求8所述的一种基于逻辑门保护电路的自动抽油烟机控制系统，其特征在于，所述报警器为具有高灵敏度的HARBT-6000-T报警器。