CN105864988A - 一种三级信号放大式自动控制换气系统 - Google Patents

一种三级信号放大式自动控制换气系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三级信号放大式自动控制换气系统，其特征在于：主要由可编程控制器，均与可编程控制器相连接的电源、A/D转换器、存储器和换气控制电路，输出端与A/D转换器相连接的三级信号放大电路，与三级信号放大电路的输入端相连接的空气质量传感器，以及与换气控制电路相连接的换气装置组成。本发明不仅结构简单，而且成本低廉，可编程控制器可根据空气质量传感器采集的室内空气质量信号判断是否需要开启换气装置，从而可在室内空气质量较好时停止换气装置工作，即可实现根据环境产生异味的情况自动进行换气的目的，适合推广运用。

Description

一种三级信号放大式自动控制换气系统
技术领域
本发明涉及一种换气系统，具体是指一种三级信号放大式自动控制换气系统。
背景技术
目前，由于城市人口剧增以及城市的发展需要，城市建筑物变得越来越庞大，这些庞大的建筑物将被分隔成单独独立的多个小型空间，而这些单独独立的小型空间很多都存在一定的封闭性，从而不能保证与外界大气之间保持顺畅的流通，因此这些空间内产生的异味则不便于自动散去。目前通常采用冷气机或排风扇等换气设备进行换气，从而将异味散入大气中，并将外界新鲜空气导入。但是，大多数的换气设备的使用方式通常都是人们一进入室内就开启，或者等到人们通过嗅觉闻出有异味再开启，然后凭直觉认为异味消除或者直到人们离开时再关闭。异味气体往往不利于人们的身体健康，等到闻出异味再进行换气说明人体已经吸入异味气体，而一直开启换气设备也将造成极大的浪费，一方面换气设备需要耗电，另一方面一直开启换气设备也将对设备造成使用磨损损耗。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种不仅结构简单，而且成本低廉，还能根据环境产生异味的情况自动进行换气的三级信号放大式自动控制换气系统。
本发明通过下述技术方案实现：
一种三级信号放大式自动控制换气系统，主要由可编程控制器，均与可编程控制器相连接的电源、A/D转换器、存储器和换气控制电路，输出端与A/D转换器相连接的三级信号放大电路，与三级信号放大电路的输入端相连接的空气质量传感器，以及与换气控制电路相连接的换气装置组成；所述换气控制电路包括集成芯片U，输入端与可编程控制器相连接、输出端与集成芯片U相连接的触发电路，以及输入端与集成芯片U相连接、输出端与换气装置相连接的控制电路。
进一步的，所述三级信号放大电路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，三极管VT6，一端与放大器P1的正输入端相连接、另一端作为三级信号放大电路的输入端的电阻R16，串接在放大器P1的正输入端与输出端之间的电阻R17，串接在放大器P2的正输入端与输出端之间的电阻R19，串接在放大器P3的正输入端与输出端之间的电阻R21，串接在放大器P1的负输入端与放大器P2的负输入端之间的电阻R18，串接在放大器P2的负输入端与放大器P3的负输入端之间的电阻R20，正极与放大器P1的负输入端相连接、负极接地的极性电容C8，正极与放大器P2的负输入端相连接、负极接地的极性电容C9，正极与放大器P3的负输入端相连接、负极接地的极性电容C10，P极经电阻R22后与放大器P3的负输入端相连接、N极与三极管VT6的集电极相连接的二极管D9，以及P极与三极管VT3的发射极相连接、N极经电阻R23后与三极管VT6的基极相连接的二极管D8组成；所述放大器P1的输出端与放大器P2的正输入端相连接，所述放大器P2的输出端与放大器P3的正输入端相连接，所述放大器P3的输出端与三极管VT6的发射极相连接；所述三极管VT6的基极作为三级信号放大电路的输出端。
再进一步的，所述触发电路由三极管VT1，三极管VT2，P极经电阻R1后与三极管VT1的集电极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D1，正极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接、负极接地的电容C1，正极与三极管VT1的发射极相连接、负极经电阻R3后与电容C1的正极相连接的电容C2，正极经继电器K后与三极管VT1的基极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的电容C3，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D2，正极经电阻R4后与电容C2的负极相连接、负极接地的电容C4，N极与三极管VT2的集电极相连接、P极与三级管VT2的基极相连接的二极管D3，一端经电阻R5后与电容C3的正极相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R7，一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接、另一端与集成芯片U的SCLK管脚相连接的电阻R6，以及串接在三极管VT2的基极与集成芯片U的RESET管脚之间的电阻R8组成；所述集成芯片U的CS管脚与SCLK管脚相连接，其GND管脚接地；所述电容C4的正极与三极管VT2的集电极相连接，所述二极管D1的P极作为触发电路的输入端。
更进一步的，所述控制电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，P极经电阻R9后与集成芯片U的VDD管脚相连接、N极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D4，一端与集成芯片U的DIN管脚相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R10，正极与三极管VT4的基极相连接、负极与三级管VT3的发射极相连接的电容C5，正极经电阻R12后与三极管VT4的集电极相连接、负极接地的电容C6，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与三极管VT5的集电极相连接的电阻R11，正极经电阻R13后与三极管VT5的集电极相连接、负极接地的电容C7，串接在电容C6的正极与电容C7的正极之间的电阻R14，P极与三极管VT4的集电极相连接、N极与三极管VT5的发射极相连接的二极管D6，N极与三极管VT5的集电极相连接、P极与三极管VT5的基极相连接的二极管D5，以及P极与三极管VT5的发射极相连接、N极经电阻R15后与三极管VT5的基极相连接的二极管D7组成；所述三极管VT3的集电极分别与控制芯片U的DRDY管脚和DOUT管脚相连接、其基极与电容C6的正极相连接，所述三极管VT4的基极与二极管D4的P极相连接，所述电容C7的正极与二极管D7的N极相连接，所述三极管VT5的基极经继电器K的常开触点K-1后与换气装置相连接。
为了更好地实现本发明，所述换气装置为冷风机或排风扇。
为了确保效果，所述控制芯片U为AD7705集成芯片。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明不仅结构简单，而且成本低廉，可编程控制器可根据空气质量传感器采集的室内空气质量信号判断是否需要开启换气装置，从而可在室内空气质量较好时停止换气装置工作，即可实现根据环境产生异味的情况自动进行换气的目的，使本发明更加的智能，使用也更加的便捷。
(2)本发明的三级信号放大电路可通过放大器P1、放大器P2和放大器P3将空气质量传感器采集的空气质量信号进行三级放大处理，以便于为可编程控制器提供更加准确更加清晰的空气质量信号。
(3)本发明的触发电路可用于触发启动集成芯片U，当可编程控制器根据空气质量传感器采集的空气质量信号判断需要启动换气装置时则向触发电路发出启动控制信号，继电器K得电并导通触发电路，即可启动集成芯片U，从而可便于进行自动控制。
(4)本发明的控制电路可用于控制换气装置工作，当继电器K得电，所述继电器K的常开触点K-1导通，所述集成芯片U启动后向控制电路发出控制信号，控制电路则控制换气装置启动并进行换气。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的换气控制电路的电路结构示意图。
图3为本发明的三级信号放大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。
实施例
如图1～3所示，本发明的自动控制换气系统，主要由可编程控制器，均与可编程控制器相连接的电源、A/D转换器、存储器和换气控制电路，输出端与A/D转换器相连接的三级信号放大电路，与三级信号放大电路的输入端相连接的空气质量传感器，以及与换气控制电路相连接的换气装置组成。所述空气质量传感器采用的是TGS2600型号的空气质量传感器，该空气质量传感器用于采集室内的空气质量信号，并将采集的空气质量信号通过三级信号放大电路进行放大后发送至A/D转换器进行信号转换，A/D转化器再将转换后的控制质量信号发送至可编程控制器。可编程控制器中预先设定空气质量的相关数据并将相关数据存储子在存储器中，可编程控制器将空气质量传感器采集的空气质量信号与预先设定的相关数据进行对比。当对比结果为室内空气质量较差时可编程控制器控制向换气控制电路发出启动控制信号，然后启动换气装置并进行换气；当对比结果为室内空气质量较好时可编程控制器控制向换气控制电路发出停止控制信号，然后停止换气装置进行换气。
所述换气装置可以是冷风机，也可以是排风扇，可根据使用需要进行选择。所述换气控制电路包括集成芯片U，输入端与可编程控制器相连接、输出端与集成芯片U相连接的触发电路，以及输入端与集成芯片U相连接、输出端与换气装置相连接的控制电路。本实施例中的集成芯片U采用的是AD7705集成芯片。
如图2所示，具体的，所述触发电路由三极管VT1，三极管VT2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电容C1，电容C2，电容C3，电容C4，二极管D1，二极管D2以及二极管D3组成。
连接时，所述二极管D1的P极经电阻R1后与三极管VT1的集电极相连接，其N极与三极管VT1的基极相连接。所述电容C1的正极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接，其负极接地的电容C1。所述电容C2的正极与三极管VT1的发射极相连接，其负极经电阻R3后与电容C1的正极相连接。所述电容C3的正极经继电器K后与三极管VT1的基极相连接，其负极与三极管VT2的发射极相连接。所述二极管D2的P极与三极管VT1的发射极相连接，其N极与三极管VT2的发射极相连接。所述电容C4的正极经电阻R4后与电容C2的负极相连接，其负极接地。所述二极管D3的N极与三极管VT2的集电极相连接，其P极与三级管VT2的基极相连接。所述电阻R7的一端经电阻R5后与电容C3的正极相连接，其另一端与三极管VT2的基极相连接。所述电阻R6的一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接，其另一端与集成芯片U的SCLK管脚相连接。所述电阻R8串接在三极管VT2的基极与集成芯片U的RESET管脚之间。同时，所述集成芯片U的CS管脚与SCLK管脚相连接，其GND管脚接地。所述电容C4的正极与三极管VT2的集电极相连接，所述二极管D1的P极作为触发电路的输入端。
所述控制电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，电阻R9，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电容C5，电容C6，电容C7，二极管D4，二极管D5，二极管D6以及二极管D7组成。
连接时，所述二极管D4的P极经电阻R9后与集成芯片U的VDD管脚相连接，其N极与三极管VT4的发射极相连接。所述电阻R10的一端与集成芯片U的DIN管脚相连接，其另一端与三极管VT4的基极相连接。所述电容C5的正极与三极管VT4的基极相连接，其负极与三级管VT3的发射极相连接。所述电容C6的正极经电阻R12后与三极管VT4的集电极相连接，其负极接地。所述电阻R11的一端与三极管VT4的发射极相连接，其另一端与三极管VT5的集电极相连接。所述电容C7的正极经电阻R13后与三极管VT5的集电极相连接，其负极接地。所述电阻R14串接在电容C6的正极与电容C7的正极之间。所述二极管D6的P极与三极管VT4的集电极相连接，其N极与三极管VT5的发射极相连接。所述二极管D5的N极与三极管VT5的集电极相连接，其P极与三极管VT5的基极相连接。所述二极管D7的P极与三极管VT5的发射极相连接，其N极经电阻R15后与三极管VT5的基极相连接。
同时，所述三极管VT3的集电极分别与控制芯片U的DRDY管脚和DOUT管脚相连接、其基极与电容C6的正极相连接，所述三极管VT4的基极与二极管D4的P极相连接，所述电容C7的正极与二极管D7的N极相连接，所述三极管VT5的基极经继电器K的常开触点K-1后与换气装置相连接。
所述触发电路用于触发启动集成芯片U，当可编程控制器根据空气质量传感器采集的空气质量信号判断需要启动换气装置时则向触发电路发出启动控制信号，继电器K得电并导通触发电路，即可启动集成芯片U。所述控制电路用于控制换气装置工作，当继电器K得电，所述继电器K的常开触点K-1导通，所述集成芯片U启动后向控制电路发出控制信号，控制电路则控制换气装置启动并进行换气。当可编程控制器根据空气质量传感器采集的空气质量信号判断停止换气时则向触发电路发出停止换气装置工作的控制信号，继电器K失电并断开触发电路，即可停止集成芯片U工作。同时，所述继电器K的常开触点K-1断开，即可停止换气装置工作。
如图3所示，所述三级信号放大电路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，三极管VT6，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，电阻R23，极性电容C8，极性电容C9，极性电容C10，二极管D8以及二极管D9组成。
连接时，所述电阻R16的一端与放大器P1的正输入端相连接，其另一端作为三级信号放大电路的输入端。所述电阻R17串接在放大器P1的正输入端与输出端之间，所述电阻R19串接在放大器P2的正输入端与输出端之间，所述电阻R21串接在放大器P3的正输入端与输出端之间，所述电阻R18串接在放大器P1的负输入端与放大器P2的负输入端之间，所述电阻R20串接在放大器P2的负输入端与放大器P3的负输入端之间。所述极性电容C8的正极与放大器P1的负输入端相连接，其负极接地。所述极性电容C9的正极与放大器P2的负输入端相连接，其负极接地。所述极性电容C10的正极与放大器P3的负输入端相连接，其负极接地。所述二极管D9的P极经电阻R22后与放大器P3的负输入端相连接，其N极与三极管VT6的集电极相连接。所述二极管D8的P极与三极管VT3的发射极相连接，其N极经电阻R23后与三极管VT6的基极相连接。
同时，所述放大器P1的输出端与放大器P2的正输入端相连接，所述放大器P2的输出端与放大器P3的正输入端相连接，所述放大器P3的输出端与三极管VT6的发射极相连接；所述三极管VT6的基极作为三级信号放大电路的输出端。所述三级信号放大电路通过放大器P1、放大器P2和放大器P3将空气质量传感器采集的空气质量信号进行三级放大处理，可为可编程控制器提供更加准确更加清晰的空气质量信号。所述三极管VT6与二极管D8、二极管D9以及电阻R23还可形成简易的滤波电路，可对放大后的信号进行滤波处理，从而使信号变得更精准。
如上所述，便可较好的实现本发明。

Claims (6)

1.一种三级信号放大式自动控制换气系统，其特征在于：主要由可编程控制器，均与可编程控制器相连接的电源、A/D转换器、存储器和换气控制电路，输出端与A/D转换器相连接的三级信号放大电路，与三级信号放大电路的输入端相连接的空气质量传感器，以及与换气控制电路相连接的换气装置组成；所述换气控制电路包括集成芯片U，输入端与可编程控制器相连接、输出端与集成芯片U相连接的触发电路，以及输入端与集成芯片U相连接、输出端与换气装置相连接的控制电路。
2.根据权利要求1所述的一种三级信号放大式自动控制换气系统，其特征在于：所述三级信号放大电路由放大器P1，放大器P2，放大器P3，三极管VT6，一端与放大器P1的正输入端相连接、另一端作为三级信号放大电路的输入端的电阻R16，串接在放大器P1的正输入端与输出端之间的电阻R17，串接在放大器P2的正输入端与输出端之间的电阻R19，串接在放大器P3的正输入端与输出端之间的电阻R21，串接在放大器P1的负输入端与放大器P2的负输入端之间的电阻R18，串接在放大器P2的负输入端与放大器P3的负输入端之间的电阻R20，正极与放大器P1的负输入端相连接、负极接地的极性电容C8，正极与放大器P2的负输入端相连接、负极接地的极性电容C9，正极与放大器P3的负输入端相连接、负极接地的极性电容C10，P极经电阻R22后与放大器P3的负输入端相连接、N极与三极管VT6的集电极相连接的二极管D9，以及P极与三极管VT3的发射极相连接、N极经电阻R23后与三极管VT6的基极相连接的二极管D8组成；所述放大器P1的输出端与放大器P2的正输入端相连接，所述放大器P2的输出端与放大器P3的正输入端相连接，所述放大器P3的输出端与三极管VT6的发射极相连接；所述三极管VT6的基极作为三级信号放大电路的输出端。
3.根据权利要求2所述的一种三级信号放大式自动控制换气系统，其特征在于：所述触发电路由三极管VT1，三极管VT2，P极经电阻R1后与三极管VT1的集电极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D1，正极经电阻R2后与三极管VT1的集电极相连接、负极接地的电容C1，正极与三极管VT1的发射极相连接、负极经电阻R3后与电容C1的正极相连接的电容C2，正极经继电器K后与三极管VT1的基极相连接、负极与三极管VT2的发射极相连接的电容C3，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极与三极管VT2的发射极相连接的二极管D2，正极经电阻R4后与电容C2的负极相连接、负极接地的电容C4，N极与三极管VT2的集电极相连接、P极与三级管VT2的基极相连接的二极管D3，一端经电阻R5后与电容C3的正极相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R7，一端与电阻R5和电阻R7的连接点相连接、另一端与集成芯片U的SCLK管脚相连接的电阻R6，以及串接在三极管VT2的基极与集成芯片U的RESET管脚之间的电阻R8组成；所述集成芯片U的CS管脚与SCLK管脚相连接，其GND管脚接地；所述电容C4的正极与三极管VT2的集电极相连接，所述二极管D1的P极作为触发电路的输入端。
4.根据权利要求3所述的一种三级信号放大式自动控制换气系统，其特征在于：所述控制电路由三极管VT3，三极管VT4，三极管VT5，P极经电阻R9后与集成芯片U的VDD管脚相连接、N极与三极管VT4的发射极相连接的二极管D4，一端与集成芯片U的DIN管脚相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R10，正极与三极管VT4的基极相连接、负极与三级管VT3的发射极相连接的电容C5，正极经电阻R12后与三极管VT4的集电极相连接、负极接地的电容C6，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与三极管VT5的集电极相连接的电阻R11，正极经电阻R13后与三极管VT5的集电极相连接、负极接地的电容C7，串接在电容C6的正极与电容C7的正极之间的电阻R14，P极与三极管VT4的集电极相连接、N极与三极管VT5的发射极相连接的二极管D6，N极与三极管VT5的集电极相连接、P极与三极管VT5的基极相连接的二极管D5，以及P极与三极管VT5的发射极相连接、N极经电阻R15后与三极管VT5的基极相连接的二极管D7组成；所述三极管VT3的集电极分别与控制芯片U的DRDY管脚和DOUT管脚相连接、其基极与电容C6的正极相连接，所述三极管VT4的基极与二极管D4的P极相连接，所述电容C7的正极与二极管D7的N极相连接，所述三极管VT5的基极经继电器K的常开触点K-1后与换气装置相连接。
5.根据权利要求1～4任一项所述的一种三级信号放大式自动控制换气系统，其特征在于：所述换气装置为冷风机或排风扇。
6.根据权利要求5所述的一种三级信号放大式自动控制换气系统，其特征在于：所述控制芯片U为AD7705集成芯片。
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