CN109460090B - 一种温湿度检测装置及其控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明属于家居环境检测技术领域,提供一种温湿度检测控制电路,其包括电源模块、控制模块、无线通信模块、温湿度传感器和存储单元;所述控制模块分别与所述无线通信模块、所述温湿度传感器和所述存储单元连接;其中所述无线通信模块用于电路与主站的无线通讯,所述温湿度传感器用于检测环境温湿度并将检测到的温湿度信号传送给控制模块,所述存储单元用于存储数据;所述电源模块包括开关电源和电压转换模块,所述开关电源的输入端外接交流电压,用于将所述交流电压转换为直流电压,所述电压转换模块和所述开关电源连接;其中,所述开关电源包括依次连接的整流电路、滤波电路、降压电路和输出电路,实现了对环境温湿度的远程监控,方便了对环境温室的智能控制。

Description

一种温湿度检测装置及其控制电路
技术领域
本发明属于家居环境检测技术领域,尤其涉及一种温湿度检测装置及其控制电路。
背景技术
随着科技和社会的不断发展,智能家居的概念也在进一步推广和普及。在智能家居领域中,传感器作为重要的信息载体,一般通过传感器检测家居周围环境参数,尤其是与人们生活息息相关的温度和湿度。室内温度过高会使人感到闷热难受,较长时间在温度过高的室内生活,常会口干舌燥、眼睛干涩;室内温度过低会使人感到寒冷、缩手缩脚;室内湿度过高,人体散热就比较困难,室内湿度过低,空气干燥,人的呼吸道会干涩难受;室内的温度、湿度不但对人体健康有影响,而且对物品的存放也有影响,室内温度、湿度过高,会使衣服发霉、虫蛀,各种食品发霉变质,严重影响了人们的健康。
通常人们通过在室内装设温湿度检测装置来读取室内温湿度信息并进行调节,但当室内无人活动时,就无法实时的获取室内环境温湿度信息,无法做到对室内温湿度的实时调节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种温湿度检测控制电路,旨在解决传统的技术方案中存在的室内无人活动时,就无法实时的获取室内环境温湿度信息,无法做到对室内温湿度的实时调节的问题。
一种温湿度检测控制电路,所述电路包括电源模块、控制模块、433无线模块、温湿度传感器和存储单元;
所述控制模块分别与所述433无线模块、所述温湿度传感器和所述存储单元连接;其中所述433无线模块用于电路与主站的无线通讯,所述温湿度传感器用于检测环境温湿度并将检测到的温湿度信号传送给控制模块,所述存储单元用于存储数据;
所述电源模块包括开关电源和电压转换电路,所述开关电源的输入端外接交流电压,用于将所述交流电压转换为直流电压,所述电压转换电路和所述开关电源连接;
其中,所述开关电源包括依次连接的整流电路、滤波电路、降压电路和输出电路。
进一步,所述整流电路用于对所述交流电压进行整流,将所述交流电压转化为直流电压,所述整流电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和整流芯片,其中,所述第二电阻为压敏电阻,所述第三电阻为温敏电阻;
所述第二电阻并接于所述整流芯片的输入端和所述交流电压的输入端之间,所述交流电压的输入端的火线端通过所述第一电阻接所述整流芯片的第一输入端,所述交流电压的输入端的零线端通过所述第三电阻接所述整流芯片的第二输入端。
进一步,所述降压电路包括变压器和电源芯片;所述变压器包括初级线圈、次级线圈和辅助线圈,所述初级线圈的一端与所述滤波电路的输出端连接,另一端与所述电源芯片的控制端连接,所述次级线圈与所述输出电路连接,所述辅助线圈的一端与所述电源芯片的反馈电压端连接,另一端接地;所述电源芯片的电源脚接所述滤波电路的输出端。
进一步,所述输出电路包括第四电阻、第一二极管、第一电容和第二电容;
所述第一二极管的阳极接所述次级线圈的输出端,所述第四电阻的一端接所述第一二极管的阳极,所述第四电阻的另一端通过所述第一电容接所述第一二极管的阴极,所述第二电容接在所述降压电路的输出端与地之间。
进一步,所述电压转换电路的输入端与所述开关电源的输出端连接,用于将所述开关电源输出的电压转换为控制电路所需电压,所述电压转换电路包括:
电压转换芯片,稳压二极管、第一电感、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容、第四电容和第五电容;
所述第五电阻和所述第三电容串联在所述电压转换芯片的靴带引脚和开关引脚之间,所述稳压二极管的阳极接地,所述稳压二极管的阴极接所述电压转换芯片的开关引脚,所述第六电阻接在所述电压转换芯片的反馈引脚和地之间,所述第四电容接在所述电压转换芯片的电源输入电压引脚和地之间,所述第一电感的一端接所述电压转换芯片的开关引脚,所述第一电感的另一端作为所述电压转换电路的输出端,所述第七电阻的一端接所述电压转换芯片的反馈引脚,所述第七电阻的另一端接所述电压转换电路的输出端,所述电压转换芯片的电源输入电压引脚通过所述第八电阻连接所述电压转换芯片的芯片使能引脚,所述第五电容接在所述电压转换电路的输出端和地之间。
进一步,所述控制模块包括控制芯片和与所述控制芯片连接的晶振电路,所述控制芯片为STM32F070C6。
进一步,所述温湿度传感器为SHT31数字温湿度传感器。
进一步,所述无线通信模块通过UART接口与所述控制模块通信连接,所述存储单元通过I2C总线与所述控制模块通信连接。
进一步,还包括状态指示电路,所述状态指示电路包括第九电阻、第十电阻、第一发光二极管和第二发光二极管,所述第一发光二极管的一端通过所述第九电阻与所述电源模块的输出端连接,所述第一发光二极管的另一端与所述控制模块连接;所述第二发光二极管的一端通过所述第十电阻与所述电源模块的输出端连接,所述第二发光二极管的另一端与所述控制模块连接。
此外,还提供一种温湿度检测装置,包括上述的温湿度检测控制电路。
上述的温湿度检测控制电路,通过温湿度传感器检测环境的温湿度信息并传送个控制模块,控制模块通过无线通信模块将该温湿度信息传送给上位机,从而实现了对环境温湿度的远程监控,方便了对环境温室的智能控制。
附图说明
图1为本发明较佳实施例提供的温湿度检测控制电路结构示意图;
图2为图1所示的电源模块中开关电源的示例电路原理图;
图3为图1所示的电源模块中电压转换电路的示例电路原理图;
图4为图1所示的温湿度检测控制电路中控制模块的示例电路原理图;
图5为图1所示的温湿度检测控制电路中温湿度传感器的示例电路原理图;
图6为图1所示的温湿度检测控制电路中存储单元的示例电路原理图;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
图1示出了本发明较佳实施例提供的温湿度检测控制电路的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
一种温湿度检测控制电路,该电路包括:电源模块10、控制模块20、温湿度传感器30、存储单元40和无线通信模块50。
如图2所示,电源模块10包括开关电源11和电压转换电路12,开关电源11的输入端外接交流电压,电压转换电路12的输入端连接开关电源11的输出端。
其中,该开关电源11包括整流电路111、滤波电路112、降压电路113和输出电路114。
整流电路111包括电阻R2、压敏电阻RV1、温敏电阻PTC和整流芯片D2,用于将外接交流电压转换为直流电压并输出;其中,压敏电阻RV1并接于所述整流芯片D2的输入端和交流电压的输入端之间,交流电压输入端的火线端L1通过电阻R2接整流芯片D2的第一输入端,交流电压输入端的零线端N1通过温敏电阻PTC接整流芯片D2的第二输入端。其中,该压敏电阻RV1和温敏电阻PTC分别用于线路的过压保护和过流保护。
滤波电路112的输入端接整流电路111的输出端,用于对整流电路111输出的直流电压进行滤波,该滤波电路112包括电容C12、电容C15、电阻R11、电阻R12、电感L2和电感L3。
降压电路113包括变压器和电源芯片,用于对滤波电路112输出的电压进行降压,在本实施例中,降压电路113的输出电压为15V恒流电压。其中,变压器包括初级线圈、次级线圈和辅助线圈,初级线圈的一端与滤波电路112的输出端连接,另一端与电源芯片的控制端连接,次级线圈与输出电路114连接。电源芯片优选为SP5713芯片,用于变压器的输入的开关控制,该芯片为8引脚封装结构,其中,电源芯片的电源脚VDD接滤波电路112的输出端,电源芯片的两个控制脚DRAIN串接变压器的初级线圈,电源芯片的反馈脚INV接变压器的辅助线圈,采样脚CS通过电阻R27和R29接地,反馈脚INV通过电阻R30和R31接地,环路补偿脚COMP和电源脚VDD分别通过电容C23和电容C19共同接地,电源芯片的两个接地脚GND共同接地。
输出电路114包括电阻R38、电容C28、电容C33和二极管D6,二极管D6的阳极接次级线圈,二极管D6的阴极接输出电路114的输出端,电阻R38和电容C28依次串接在二极管D6的两端,电容C33的阳极接输出电路114的输出端,阴极接地。其中电阻R38、电容C28和二极管D6组成一个RCD保护电路,用于电路的输出保护,电容C33用于输出电路114的滤波。
如图3所示,电压转换电路12的输入端与开关电源11的输出端连接,用于将开关电源11输出的电压转换为控制电路所需电压,在本实施例中,电压转换电路将开关电源11输出的15V恒流电压转换为3.3V恒流电压。电压转换电路12包括电压转换芯片,稳压二极管D8、电感L4、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R36、电容C6、电容C9和电容C10,在本实施例中,电压转换芯片优选为MP2359芯片;电阻R36和电容C9串联在电压转换芯片的靴带脚BS和开关脚SW之间,稳压二极管D8的阳极接地,稳压二极管D8的阴极接电压转换芯片的开关脚SW,电阻R4接在电压转换芯片的反馈脚FB和地之间,电容C6接在电压转换芯片的电源输入电压引脚IN和地之间,电感L4的一端接电压转换芯片的开关脚SW,电感L4的另一端作为电压转换电路12的输出端,电阻R5的一端接电压转换芯片的反馈脚FB,电阻R5的另一端接电压转换电路12的输出端,电压转换芯片的电源输入电压引脚IN通过电阻R3连接电压转换芯片的芯片使能引脚EN,电容C10接在电压转换电路12的输出端和地之间。
如图4所示,控制模块20包括控制芯片和晶振电路,用于接收并处理温湿度传感器30输出的温湿度信号,该控制芯片为单片机,优选为单片机STM32F070C6。
如图5所示,温湿度传感器30为数字温湿度传感器30,优选为SHT31温湿度传感器30芯片,该芯片为9引脚封装结构,具体的,芯片的电源脚VDD接电源模块10输出的3.3V直流电压,芯片的输出脚SDA和SCL分别通过上拉电阻R7和R6连接电源模块10输出的3.3V直流电压,芯片的输出脚SDA、SCL接控制芯片的传感器信号输入端,将芯片检测到的温湿度传感器30信号输出给控制芯片。
如图6所示,存储单元40包括存储芯片及其外围电子元件电容C18、电阻R34和电阻R41,该存储芯片优选为AT24C64B芯片;存储单元40通过I2C总线与控制模块20连接用于存储相关处理数据和控制程序。状态指示电路用于显示控制电路的运行状态,其包括电阻R15、电阻R26、发光二极管D10和发光二极管D5,发光二极管D10的一端通过电阻R15与电源模块10的3.3V直流输出端连接,发光二极管D10的另一端与控制模块20的LED2端连接;发光二极管D5的一端通过电阻R26与电源模块10的3.3V直流输出端连接,发光二极管D5的另一端与所述控制模块20的LED1连接。
无线通信模块50通过UART接口与控制模块20连接,用于电路与上位机的无线通信,该无线通信模块可以为射频通信模块、WIFI模块等,在本实施例中,该控制电路可通过该无线通信模块50接入智能家居系统或物联网平台,实现对室内环境温湿度的远程监控。
进一步,本发明还提供了一种温湿度检测装置,其包括上述的温湿度检测控制电路。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种温湿度检测控制电路,其特征在于,所述电路包括:电源模块、控制模块、433无线模块、温湿度传感器和存储单元;
所述控制模块分别与所述433无线模块、所述温湿度传感器和所述存储单元连接;其中,所述433无线模块用于与主站无线通讯,所述温湿度传感器用于检测环境温湿度并将检测到的温湿度信号传送给控制模块,所述控制模块对所述温湿度信号进行处理后存储在所述存储单元;
所述电源模块包括开关电源和电压转换电路,所述开关电源的输入端外接交流电压,用于将所述交流电压转换为直流电压,所述电压转换电路和所述开关电源连接将所述直流电压稳压输出;
其中,所述开关电源包括依次连接的整流电路、滤波电路、降压电路和输出电路;
所述滤波电路的输入端与所述整流电路的输出端连接,用于对所述整流电路输出的直流电压进行滤波,所述滤波电路包括第六电容、第七电容、第十一电阻、第十二电阻、第二电感和第三电感,所述第六电容和所述第七电容均与所述整流电路的输出端并接,所述第六电容的第一端、所述第十一电阻的第一端以及所述第二电感的第一端共接,所述第六电容的第二端、所述第十二电阻的第一端以及所述第三电感的第一端共接且与地连接,所述第七电容的第一端、所述第二电感的第二端以及所述第十一电阻的第二端共接,所述第七电容的第二端、所述第十二电阻的第二端以及所述第三电感的第二端共接;
所述整流电路用于对所述交流电压进行整流,将所述交流电压转化为直流电压,所述整流电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和整流芯片,其中,所述第二电阻为压敏电阻,所述第三电阻为温敏电阻;
所述第二电阻并接于所述整流芯片的输入端和所述交流电压的输入端之间,所述交流电压的输入端的火线端通过所述第一电阻接所述整流芯片的第一输入端,所述交流电压的输入端的零线端通过所述第三电阻接所述整流芯片的第二输入端;
所述降压电路包括变压器和电源芯片;所述变压器包括初级线圈、次级线圈和辅助线圈,所述初级线圈的一端与所述滤波电路的输出端连接,另一端与所述电源芯片的控制端连接,所述次级线圈与所述输出电路连接,所述辅助线圈的一端与所述电源芯片的反馈脚连接,另一端接地;所述电源芯片的电源脚连接所述滤波电路的输出端;
所述输出电路包括第四电阻、第一二极管、第一电容和第二电容;
所述第一二极管的阳极接所述次级线圈的输出端,所述第四电阻的一端接所述第一二极管的阳极,所述第四电阻的另一端通过所述第一电容接所述第一二极管的阴极,所述第二电容接在所述降压电路的输出端与地之间。
2.如权利要求1所述的温湿度检测控制电路,其特征在于,所述电压转换电路的输入端与所述开关电源的输出端连接,用于将所述开关电源输出的电压转换为控制电路所需电压,所述电压转换电路包括:
电压转换芯片、稳压二极管、第一电感、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第三电容、第四电容和第五电容;
所述第五电阻和所述第三电容串联在所述电压转换芯片的靴带引脚和开关引脚之间,所述稳压二极管的阳极接地,所述稳压二极管的阴极接所述电压转换芯片的开关引脚,所述第六电阻接在所述电压转换芯片的反馈引脚和地之间,所述第四电容接在所述电压转换芯片的电源输入电压引脚和地之间,所述第一电感的一端接所述电压转换芯片的开关引脚,所述第一电感的另一端作为所述电压转换电路的输出端,所述第七电阻的一端接所述电压转换芯片的反馈引脚,所述第七电阻的另一端接所述电压转换电路的输出端,所述电压转换芯片的电源输入电压引脚通过所述第八电阻连接所述电压转换芯片的芯片使能引脚,所述第五电容接在所述电压转换电路的输出端和地之间。
3.如权利要求1所述的温湿度检测控制电路,其特征在于,所述控制模块包括控制芯片和与所述控制芯片连接的晶振电路,所述控制芯片为STM32F070C6。
4.如权利要求1所述的温湿度检测控制电路,其特征在于,所述温湿度传感器为SHT31数字温湿度传感器。
5.如权利要求1所述的温湿度检测控制电路,其特征在于,所述433无线模块通过UART接口与所述控制模块通信连接,所述存储单元通过I2C总线与所述控制模块通信连接。
6.如权利要求1所述的温湿度检测控制电路,其特征在于,还包括状态指示电路,所述状态指示电路包括第九电阻、第十电阻、第一发光二极管和第二发光二极管,所述第一发光二极管的一端通过所述第九电阻与所述电源模块的输出端连接,所述第一发光二极管的另一端与所述控制模块连接;所述第二发光二极管的一端通过所述第十电阻与所述电源模块的输出端连接,所述第二发光二极管的另一端与所述控制模块连接。
7.一种温湿度检测装置,其特征在于,包括如权利要求1至6中任意一项所述的温湿度检测控制电路。
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