CN202229373U - 扫风设备及其控制装置、空调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种扫风设备及其控制装置、空调器。该扫风设备包括：感应电极，设置于扫风设备出风口的门板上，用于在用户的手指接触或靠近出风口的门板时，与用户的手指产生第一电容；感应芯片，与感应电极相连接，用于在第一电容大于第一预设电容时产生第一电平信号；控制器，与感应芯片相连接，用于在感应芯片产生第一电平信号时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。使得用户的手指接触或靠近出风口的门板时，扫风电机便停止转动，解决了扫风设备不能有效防夹手的问题，进而达到了扫风设备能够及时停止扫风电机转动，防止用户夹手的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及扫风设备领域，具体而言，涉及一种扫风设备及其控制装置、空调器。
背景技术
目前，空调柜机的扫风设备采用光电开关配合齿槽的方式来实现防夹手功能，原理是主芯片检测光电传感器输出高低电平的持续时间，当高电平或低电平持续时间超过主芯片的设定时间时，判断扫风电机由于夹到手指停转。
这种方式实质上并未实现防止夹手，而是在手指被夹住以后才能检测处理，此时儿童的手指可能已被夹伤了。因此，这种被动式的防夹手保护效果差，并不能起到防止夹手的作用。另外，齿槽与光耦的结构装配、光耦的可靠性都是影响整体可靠性的因素。
同时，其他扫风设备也存在类似的问题。
针对相关技术中扫风设备不能有效防夹手的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种扫风设备及其控制装置、空调器，以解决扫风设备不能有效防夹手的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种扫风设备。
根据本实用新型的扫风设备包括出风口及安装于出风口侧的门板，还包括：感应电极，设置于门板上，用于在用户的手指接触或靠近出风口的门板时，与用户的手指产生第一电容；感应芯片，与感应电极相连接，用于在感应到第一电容时产生电平信号；以及控制器，与感应芯片相连接，用于在感应芯片产生电平信号时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
进一步地，扫风设备还包括：电容可调电路，与感应芯片相连接。
进一步地，感应芯片包括第一产生模块，用于在第二电容大于第一预设电容时产生第一电平信号，其中，第二电容为电容可调电路的电容与第一电容之和。
进一步地，感应芯片还包括第二产生模块，用于在第四电容大于第二预设电容时产生第二电平信号，其中，第四电容为第二电容与第三电容之和，第二电容为电容可调电路的电容与第一电容之和，第三电容为感应电极和电路板走线产生的寄生电容。
进一步地，第一预设电容和第二预设电容均为由感应芯片周期性的自校准得到。
进一步地，感应电极为铜条电极。
进一步地，感应电极采用以下方式设置于门板上：嵌入门板的边框内；或设置于门板的边框外表面。
进一步地，感应电极设置于扫风设备出风口的两侧门板上或任意一侧门板上。
为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调器。
根据本实用新型的空调器包括本实用新型提供的任一种扫风设备。
为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，提供了一种扫风设备的控制方法。
根据本实用新型的扫风设备的控制方法包括：检测第一电容，其中，第一电容为用户的手指接触或靠近门板时，感应电极与用户的手指产生的电容，感应电极设置于门板上；在感应到第一电容时，产生第一电平信号；以及在产生第一电平信号时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
进一步地，在感应到第一电容时，产生第一电平信号包括：比较第二电容与第一预设电容的大小，其中，第二电容为电容可调电路的电容与第一电容之和，扫风设备包括电容可调电路；在产生第一电平信号时，控制扫风设备的扫风电机停止转动包括：在第二电容大于第一预设电容时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
进一步地，在感应到第一电容时，产生第一电平信号还包括：比较第四电容与第二预设电容的大小，其中，第四电容为第二电容与第三电容之和，第三电容为感应电极和电路板走线产生的寄生电容，在产生第一电平信号时，控制扫风设备的扫风电机停止转动还包括：在第四电容大于第二预设电容时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
为了实现上述目的，根据本实用新型的另一方面，提供了一种扫风设备的控制装置。
根据本实用新型的扫风设备的控制装置包括：检测模块，用于检测第一电容，其中，第一电容为用户的手指接触或靠近门板时，感应电极与用户的手指产生的电容，感应电极设置于门板上；产生模块，用于在感应到第一电容时，产生第一电平信号；以及控制模块，用于在产生第一电平信号时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
进一步地，产生模块还包括比较模块，该比较模块用于比较第四电容与第二预设电容的大小，其中，第四电容为第二电容与第三电容之和，第三电容为感应电极和电路板走线产生的寄生电容；以及控制模块还用于在第四电容大于第二预设电容时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
通过本实用新型，采用包括以下部分的扫风设备：设置于扫风设备出风口的门板上的感应电极，用于在用户的手指接触或靠近出风口的门板时，与用户的手指产生第一电容；与感应电极相连接的感应芯片，用于在第一电容大于第一预设电容时产生第一电平信号；以及与感应芯片相连接的控制器，用于在感应芯片产生第一电平信号时，控制扫风设备的扫风电机停止转动，使得用户的手指接触或靠近出风口的门板时，扫风电机便停止转动，解决了扫风设备不能有效防夹手的问题，进而达到了扫风设备能够及时停止扫风电机转动，防止用户夹手的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是根据本实用新型实施例的扫风设备的组成框图；
图2是根据本实用新型实施例的扫风设备的工作流程图；
图3是根据本实用新型实施例的扫风设备的工作原理图；
图4是根据本实用新型实施例的空调器的示意图；
图5是根据本实用新型实施例的空调器的硬件连接示意图；
图6是根据本实用新型实施例的空调器的工作流程图；
图7是根据本实用新型实施例的扫风设备的控制方法的流程图；以及
图8是根据本实用新型实施例的扫风设备的控制装置的框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
首先介绍本具体实施方式提供的扫风设备。
图1是根据本实用新型实施例的扫风设备的组成框图，如图1所示，该扫风设备包括：感应电极a，设置于所述扫风设备的所述扫风口出风口的门板上，用于在用户的手指接触或靠近所述扫风口出风口的门板时，与所述用户的手指产生第一电容；感应芯片b，与所述感应电极相连接，用于在感应到所述第一电容大于第一预设电容时产生第一电平信号；以及控制器c，与所述感应芯片相连接，用于在所述感应芯片产生所述第一电平信号时，控制所述扫风设备的扫风电机停止转动。
在该实施例中，通过设置感应电极a，当手指接近或触摸出风口的门板时，即接近或触摸了感应芯片b输入端的感应电极a，此时，在人体里的电荷将被通过感应电极a被积累，感应芯片b根据检测到的电容值与内部存储的电容值相比较，在前者大于后者时产生一个有效的电平信号，输入到控制器c中，在软件程序将扫风电机运行标志位置0，使扫风电机停止。从而，实现了手指接近或触摸感应电极的电容式灵敏触控，有效地防止了夹手。
优选地，感应芯片b用于在第一电容大于第一预设电容时产生第一电平信号；控制器c用于在感应芯片b产生第一电平信号时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
图2是根据本实用新型实施例的扫风设备的工作流程图，如图2所示，当手指触摸到扫风设备出风口的门板，例如门板的边框时，产生第一电容，即触摸感应信号生成，感应芯片比较该第一电容与第一预设电容的大小，并在前者大于后者时，输出有效电平，例如高电平，控制器MCU的I/O口检测到该有效电平后，将扫风电机运行标志置0，扫风电机停止。
为了方便用户个性化的调节感应芯片b产生第一电平信号的灵敏度，优选地，该扫风设备还包括：电容可调电路，与感应芯片b相连接，其中，感应芯片b还用于在第二电容大于第二预设电容时产生第一电平信号，其中，第二电容为电容可调电路的电容与第一电容之和。通过电容可调电路调节第二电容的大小，当电容可调电路的电容值较大时，即使第一电容很小，感应芯片b也会产生第一电平，进而控制器c能够在用户手指还没有接触到出风口的门板或扫风栅格时，便控制扫风电机停止转动；当电容可调电路得电容值较小时，仅在第一电容很大时，感应芯片b才会产生第一电平，进而控制器c控制扫风电机停止转动，避免感应芯片b产生第一电平信号的灵敏度太高，而导致扫风电机反复停机给用户带来不便。
具体地，扫风设备防夹手的原理图如图3所示，感应电极02设置于扫风设备出风口的门板05上，Cf为手指接触感应电极的有效面积所产生的感应电容，即第一电容。d为极板间距(即门板的壁厚)，S为手指与极板产生感应电容的有效接触面积，其中，第一电容为ε0为真空介电常数，εr为门板材料的介电常数，d′为用户的手指距离门板的有效距离。
当用户的手指接触或接近扫风设备出风口的门板时，随有效接触面积的增大，有效距离的减小，第一电容的值逐渐变大。当第一电容的值增大到大于第一预设电容的值时，感应芯片产生第一电平信号，进而控制器控制扫风电机停止转动。
在此基础上，扫风设备设置电容可调电路时，CS为灵敏度调整电容，即电容可调电路的可调电容器，用于调节触摸感应的灵敏度，第二电容为Cf+CS，调节CS的值达到调节感应芯片b产生第一电平信号的灵敏度。
此外，在实际应用的过程中，感应芯片及其外围电路一般绘制于PCB板上，由此会在感应电极和PCB板走线之间产生感应电容，如图2所示，CP为感应电极和PCB板走线所产生的寄生电容，因此，感应芯片感应到的第一电容实质上是Cf+CP，第二电容实质上是Cf+CS+CP，在设置第一预设电容或第二预设电容时需要考虑该寄生电容的影响。也即，在本实用新型实施例中，第一电容包含了两种情况，一种是仅仅为感应电容Cf的情况，另一种是为感应电容Cf和寄生电容CP之和的情况；相应地，第二电容也包含了两种情况，一种是仅仅为灵敏度调整电容CS和感应电容Cf之和的情况，另一种是灵敏度调整电容CS、感应电容Cf和寄生电容CP三者之和的情况。
优选地，感应电极b为铜条电极，实用性好，造价低。
优选地，感应电极b采用以下方式设置于扫风设备出风口的门板上：嵌入门板的边框内，不影响扫风设备的美观；或设置于门板的边框外侧，制造简单，在原有扫风设备的基础上也可设置感应电极。
优选地，在扫风设备出风口沿扫风方向的两侧分别设置感应电机，感应电极包括：第一感应电极，设置于扫风设备出风口的第一侧门板上，在用户的手指接触或靠近第一侧门板时，与用户的手指产生第三电容；以及第二感应电极，设置于扫风设备出风口的第二侧门板上，在用户的手指接触或靠近第二侧门板时，与用户的手指产生第四电容，其中，感应芯片用于在第三电容和/或第四电容大于第一预设电容时产生有效电平信号。
其次介绍具体实施方式提供的空调器。
该空调器包括本具体实施方式提供的任一种扫风设备。图4是根据本实用新型实施例的空调器的示意图，如图4所示，在扫风面板出风口04两边的装饰板03的边框分别嵌入长度约为1.2米，直径为Φ2mm的铜条作为感应电极02，同时这两条铜条电极作为电容式触摸感应芯片的两个输入电极，IC感应芯片及外围电路绘制在小PCB板上，并用一个螺钉固定在23×42mm的塑料盒01内，塑料盒01又通过两个螺钉固定一个对角在装饰板上部内侧的位置。IC感应芯片的两路输出通过上拉电阻接到控制器主板MCU的I/O。将图中所示的A处进行放大，细节图如图3所示。
该空调器的具体硬件连接示意图如图5所示，铜条电极嵌入装饰板的边框，以TS02NR芯片作为感应芯片，该芯片及其外围电路装配在塑料盒内，控制器MCU焊接在控制器主板上。
该空调器工作流程图如图6所示，单片机将IC感应芯片输出到I/O的两路信号按“或”的逻辑关系处理，即只要两路信号只要一路有效，就停止步进电机。
采用该实施例制造的空调器，通过9个灵敏度档位微调电容可调电路，当检测到第二超过第二预设电容0.2pF时(此时电容可调电路为10pF的条件下)，触摸芯片产生一个有效信号，制作好的空调器已进行了相应的测试，由于目前灵敏度并没有数值量化，所以灵敏度以测试员的感觉为主。考虑各种可能出现的防夹手情况，测试方法分成两类情进行：一、按用户类型进行试验：分大人和小孩；二、按接触速度进行实验：手指以正常速度和超慢速度(在2cm的接近过程用5秒钟来完成)接近，具体测试过程和结果如下表所示。
从以下的两个表格所示的实验可以看出，采用该实施例提供的空调器，能够主动式地实现了防夹手功能，克服了现有方案由于滞后响应导致仍会夹伤手指的不理想设计效果的问题，特别是防止了小孩子由于好动而造成夹伤手指的问题，实现了裸露电极非直接接触式的灵敏触控，同时降低了成本。
表一按用户类型的实验
表二按接触速度的实验
以下介绍本具体实施方式提供的扫风设备的控制方法。该方法包括以下步骤：
步骤S2，检测第一电容，其中，所述第一电容为用户的手指接触或靠近所述门板时，感应电极与所述用户的手指产生的电容，所述感应电极设置于所述门板上；
步骤S4，在感应到所述第一电容时，产生第一电平信号；以及
步骤S6，在产生所述第一电平信号时，控制所述扫风设备的扫风电机停止转动。
图7是根据本实用新型实施例的扫风设备的控制方法的流程图，如图7所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S106：
步骤S102：检测第一电容，其中，第一电容为用户的手指接触或靠近扫风设备出风口的门板时，感应电极与用户的手指产生的电容，感应电极设置于扫风设备出风口的门板上。
步骤S104：比较第一电容是否大于第一预设电容，在第一电容大于第一预设电容时，执行步骤S106，否则返回步骤S102。
步骤S106：控制扫风设备的扫风电机停止转动。
在该实施例中，当手指接触或靠近出风口的门板时，感应电极与用户的手指产生第一电容，实时检测该电容，并且与第一预设电容相比较，根据比较结果及时控制扫风设备的扫风电机停止转动，实现了手指接近或触摸感应电极的电容式灵敏触控，有效地防止了夹手。
优选地，该方法还包括：比较第二电容与第二预设电容的大小，其中，第二电容为电容可调电路的电容与第一电容之和，扫风设备包括电容可调电路；以及在第二电容大于第二预设电容时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。采用该优选实施方式，用户能够个性化的调节用户手指接近或触摸感应电极使扫风电机停转的灵敏度。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
最后介绍本具体实施方式提供的扫风设备的控制装置。
图8是根据本实用新型实施例的扫风设备的控制装置的框图，如图8所示，该控制装置包括：检测模块10，用于检测第一电容，其中，所述第一电容为用户的手指接触或靠近所述门板时，感应电极与所述用户的手指产生的电容，所述感应电极设置于所述门板上；产生模块20，用于在感应到所述第一电容时，产生第一电平信号；以及控制模块30，用于在产生所述第一电平信号时，控制所述扫风设备的扫风电机停止转动。
优选地，产生模块20还包括比较模块，该比较模块用于比较第四电容与第二预设电容的大小，其中，第四电容为第二电容与第三电容之和，第三电容为感应电极和电路板走线产生的寄生电容；以及控制模块还用于在第四电容大于第二预设电容时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
采用该实施例，能够在用户手指接触或靠近出风口的门板时，及时控制扫风设备的扫风电机停止转动，实现了手指接近或触摸感应电极的电容式灵敏触控，有效地防止了夹手。
优选地，根据本实用新型的扫风设备的控制装置还包括：第二比较模块，用于比较第二电容与第二预设电容的大小，其中，第二电容为电容可调电路的电容与第一电容之和，扫风设备包括电容可调电路；以及控制模块还用于在第二电容大于第二预设电容时，控制扫风设备的扫风电机停止转动。
采用该优选实施方式，用户能够个性化的调节用户手指接近或触摸感应电极使扫风电机停转的灵敏度。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果：使得用户的手指接触或靠近出风口的门板时，扫风电机及时停止转动，防止用户夹手，克服了现有方案由于滞后响应导致仍会夹伤手指的不理想设计效果的问题，特别是防止小孩子由于好动而造成手指夹伤，实现了裸露电极非直接接触式的灵敏触控。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种扫风设备，包括出风口及安装于所述出风口侧的门板，其特征在于，还包括：
感应电极，设置于所述门板上，用于在用户的手指接触或靠近所述出风口的门板时，与所述用户的手指产生第一电容；
感应芯片，与所述感应电极相连接，用于在感应到所述第一电容时产生电平信号；以及
控制器，与所述感应芯片相连接，用于在所述感应芯片产生所述电平信号时，控制所述扫风设备的扫风电机停止转动。
2.根据权利要求1所述的扫风设备，其特征在于，所述扫风设备还包括：电容可调电路，与所述感应芯片相连接。
3.根据权利要求2所述的扫风设备，其特征在于，所述感应芯片包括：
第一产生单元，用于在第二电容大于第一预设电容时产生所述第一电平信号，其中，所述第二电容为所述电容可调电路的电容与所述第一电容之和。
4.根据权利要求2所述的扫风设备，其特征在于，所述感应芯片包括：
第二产生单元，用于在第四电容大于第二预设电容时产生所述第二电平信号，其中，所述第四电容为第二电容与第三电容之和，所述第二电容为所述电容可调电路的电容与所述第一电容之和，所述第三电容为感应电极和电路板走线产生的寄生电容。
5.根据权利要求3或4所述的扫风设备，其特征在于，所述第一预设电容和所述第二预设电容均为由所述感应芯片周期性的自校准得到。
6.根据权利要求1所述的扫风设备，其特征在于，所述感应电极为铜条电极。
7.根据权利要求1所述的扫风设备，其特征在于，所述感应电极采用以下方式设置于所述门板上：
嵌入所述门板的边框内；或
设置于所述门板的边框外表面。
8.根据权利要求1所述的扫风设备，其特征在于，所述感应电极设置于所述扫风设备出风口的两侧门板上或任意一侧门板上。
9.一种空调器，其特征在于，包括：权利要求1至8中任一项所述的扫风设备。
10.一种扫风设备的控制装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测第一电容，其中，所述第一电容为用户的手指接触或靠近所述门板时，感应电极与所述用户的手指产生的电容，所述感应电极设置于所述门板上；
产生模块，用于在感应到所述第一电容时，产生第一电平信号；以及
控制模块，用于在产生所述第一电平信号时，控制所述扫风设备的扫风电机停止转动。
11.根据权利要求10所述的扫风设备的控制装置，其特征在于，
所述产生模块还包括：比较模块，用于比较第四电容与第二预设电容的大小，其中，所述第四电容为所述第二电容与第三电容之和，所述第三电容为感应电极和电路板走线产生的寄生电容；以及
所述控制模块还用于在所述第四电容大于所述第二预设电容时，控制所述扫风设备的扫风电机停止转动。
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20120523 Effective date of abandoning: 20151209 |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20120523 Effective date of abandoning: 20151209 |
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| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |