CN204256422U - 一种家用pm2.5检测与控制空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置，包括粉尘检测模块、臭氧浓度检测模块、单片机模块、驱动电路模块、空气净化装置和报警装置，所述粉尘检测模块和臭氧浓度检测模块的输出端与单片机模块的输入端连接；所述单片机模块的输出端通过驱动电路模块分别与空气净化装置和报警装置的输入端连接。本实用新型将粉尘检测模块与空气净化装置相结合，实现检测、滤除、净化 及自动化多功能合一，结构简单，具有很好的应用推广前景。

Description

一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置

技术领域

本实用新型属于空气净化领域，涉及一种空气净化装置，尤其涉及一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置。

背景技术

在污染严重的今天，空气质量越来越成为人们的关注重点，空气中微小颗粒给人们的身体健康带来了很大的危害。现有的家用PM2.5检测器大多以便携式居多，且仅是对空气中的PM2.5进行检测，并没有对室内环境空气中直径小于等于 2.5 微米的颗粒物进行滤除、净化的功能。现有的负离子空气净化器可以对空气中的颗粒物进行滤除、净化，但是没有对室内PM2.5的浓度值进行检测、以及负离子空气净化器运行时产生的臭氧进行检测，从而实现负离子空气净化器的自动控制的功能。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种将PM2.5检测器与负离子空气净化器相结合，实现检测、滤除、净化多功能合一的家用PM2.5检测与控制空气净化装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置，包括粉尘检测模块、臭氧浓度检测模块、单片机模块、驱动电路模块、空气净化装置和报警装置，所述粉尘检测模块和臭氧浓度检测模块的输出端与单片机模块的输入端连接；所述单片机模块的输出端通过驱动电路模块分别与空气净化装置和报警装置的输入端连接。

进一步地，本实用新型还包括与单片机模块的复位脚连接的复位电路；所述复位电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第一开关S1；所述第一电阻R1的一端和第一电容C1的一端相连接地，第一电阻R1的另一端与第一开关S1的一端连接，第一开关S1的另一端与第一电容C1的另一端连接后与单片机模块的复位脚连接，且第一开关S1的另一端还通过电阻R2接地。

进一步地，本实用新型还包括与单片机模块的时钟引脚连接的时钟产生电路，所述时钟产生电路包括第二电容C2、第三电容C3和石英晶体X1；第二电容C2的一端和第三电容C3的一端接地；石英晶体X1的两端分别与第二电容C2的另一端和第三电容C3的另一端连接，用于与单片机模块的时钟引脚连接。

进一步地，所述驱动电路模块包括第一驱动电路和第二驱动电路，所述第一驱动电路包括第四电阻R4、第一NPN三极管Q1、第一二极管D1和第一继电器KM1；第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与单片机模块的输出端连接，其集电极连接直流电源，其发射级分别与第一二极管D1的负极和第一继电器KM1的线圈输入端的一端连接，第一二极管D1的正极和第一继电器KM1线圈输入端的另一端均接地，第一继电器KM1的开关输出端与空气净化装置的输入端连接；所述第二驱动电路包括第三电阻R3、第二NPN三极管Q2、第二二极管D2和第二继电器KM2；第二三极管Q2的基极通过第三电阻R3与单片机模块的输出端连接，其集电极连接直流电源，其发射级分别与第二二极管D2的负极和第二继电器KM2的线圈输入端的一端连接，第二二极管D2的正极和第二继电器KM2线圈输入端的另一端均接地，第二继电器KM2的开关输出端与报警装置的输入端连接。

进一步地，所述粉尘检测模块为GP2Y1050AU0F PM2.5检测传感器；所述臭氧浓度检测模块为MS2610 臭氧气体检测传感器。

进一步地，所述空气净化装置是负离子空气净化器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过将粉尘检测模块与空气净化装置相结合，利用粉尘检测模块来控制空气净化装置的通断，并增加了臭氧检测模块和报警装置，当空气净化装置释放出来的臭氧使得空气中的臭氧浓度超标时，发出报警信号，提醒人们进行开窗换气，实现了检测、滤除、净化多功能，大大降低了PM2.5含量过高给人们带来的呼吸道疾病的风险，且使用安全性高。

进一步地，本实用新型通过其复位电路进行装置中单片机模块的手动复位，用于当单片机模块在工作过程中受到外界的干扰，造成一些寄存器中数据混乱，不能正常执行程序或产生的结果不正确时，以使程序重新开始运行。

进一步地，本实用新型通过时钟产生电路产生时钟脉冲，为单片机提供运行时钟，如果运行时钟为0 ，单片机将不工作，若超出单片机的工作频率的时钟也会导致单片机不工作，本实用新型中在单片机的XTAL1引脚和XTAL2引脚两端跨接石英晶体X1及两个补偿电容构成稳定的自激多谐振荡器，从而为单片机提供工作频率。

进一步地，本实用新型中的驱动电路模块采用弱电控制强电的方法，利用单片机模块输出高、低电平来控制第一三极管Q1、第二三极管Q2的导通与截止，从而控制第一继电器KM1和第二继电器KM2的输出来控制外部设备的启动与停止。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的原理示意图；

图2是本实用新型一种实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1-2所示，本实用新型的一种实施例的家用PM2.5检测与控制空气净化装置，包括粉尘检测模块1、臭氧浓度检测模块2、单片机模块3、驱动电路模块4、空气净化装置5和报警装置6，所述粉尘检测模块1和臭氧浓度检测模块2的输出端与单片机模块3的输入端连接；所述单片机模块3的输出端通过驱动电路模块4分别与空气净化装置5和报警装置6的输入端连接。本实施例中单片机模块3采用的是STC12C2052AD单片机，该单片机具有高速、高可靠、低功耗、强抗静电、强抗干扰、可直接进行模数转换，是整个电路的核心，对采集的数据进行处理并控制外部设备。本实施例中，粉尘检测模块1为GP2Y1050AU0F PM2.5检测传感器，臭氧浓度检测模块2为MS2610 臭氧气体检测传感器，空气净化装置5是负离子空气净化器。本实施例中的MS2610 臭氧气体检测传感器及GP2Y1050AU0F PM2.5检测传感器均为模拟量输出，Vcc接5V电源，AO为模拟量输出，GND接地，MS2610臭氧气体检测传感器的AO模拟量输出接单片机模块3的P1.3/ADC3管脚进行数据采集，GP2Y1050AU0F PM2.5检测传感器的AO模拟量输出接单片机模块3的P1.4/ADC4管脚进行数据采集，再通过单片机模块3将各传感器AO输出的模拟量转换成数字量与设定值进行比较，从而控制后续电路。

本实施例中，还包括与单片机模块3的复位脚连接的复位电路；所述复位电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第一开关S1；所述第一电阻R1的一端和第一电容C1的一端相连接地，第一电阻R1的另一端与第一开关S1的一端连接，第一开关S1的另一端与第一电容C1的另一端连接后与单片机模块的复位脚连接，且第一开关S1的另一端还通过电阻R2接地；当单片机模块3在工作过程中受到外界的干扰，造成一些寄存器中数据混乱不能正常执行程序或产生的结果不正确时，通过复位电路手动进行复位，以使程序重新开始运行。

进一步地，本实施例中还包括与单片机模块3的时钟引脚连接的时钟产生电路，时钟产生电路包括第二电容C2、第三电容C3和石英晶体X1；第二电容C2的一端和第三电容C3的一端接地；石英晶体X1的两端分别与第二电容C2的另一端和第三电容C3的另一端连接，用于与单片机模块3的内部时钟电路的输入端连接，本实施例中石英晶体X1的两端分别与单片机模块3的XTAL1和XTAL2引脚连接，构成稳定的自激多谐振荡器，从而为单片机模块3提供工作频率；时钟产生电路用于产生时钟脉冲，为单片机提供运行时钟，如果运行时钟为0 ，单片机将不工作，若超出单片机的工作频率的时钟也会导致单片机不工作。XTAL1为内部时钟电路反相放大器输入端，接外部晶振的一个引脚。当使用外部时钟源时，此脚为外部时钟源的输入端。XTAL2为内部时钟电路反相放大器输出端，接外部晶振的另一个引脚(当使用外部时钟源时，此脚可浮空）。

本实施例中的驱动电路模块4包括第一驱动电路和第二驱动电路，所述第一驱动电路包括第四电阻R4、第一NPN三极管Q1、第一二极管D1和第一继电器KM1；第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与单片机模块3的输出端连接，其集电极连接直流电源，其发射级分别与第一二极管D1的负极和第一继电器KM1的线圈输入端的一端连接，第一二极管D1的正极和第一继电器KM1线圈输入端的另一端均接地，第一继电器KM1的开关输出端与空气净化装置5的输入端连接；所述第二驱动电路包括第三电阻R3、第二NPN三极管Q2、第二二极管D2和第二继电器KM2；第二三极管Q2的基极通过第三电阻R3与单片机模块3的输出端连接，其集电极连接直流电源，其发射级分别与第二二极管D2的负极和第二继电器KM2的线圈输入端的一端连接，第二二极管D2的正极和第二继电器KM2线圈输入端的另一端均接地，第二继电器KM2的开关输出端与报警装置6的输入端连接。当单片机模块3的管脚输出高电平控制三极管的基极导通，当三极管导通时电流经三极管的集电极、发射极流过继电器线圈，从而控制电子继电器KM的输出来控制各装置的启动与停止。将PM2.5浓度采样值Psam与设定阈值2.5um进行比较。当Psam>=2.5um，系统将自动开启负离子空气净化器进行过滤、净化；当Psam<2.5um，系统将关闭负离子净化器。臭氧浓度采样值Osam与设定阈值0.02ppm进行比较。当Osam>=0.02ppm，系统将关闭负离子发生器并自动开启报警装置6发出报警信号提醒室内人员臭氧浓度过高需要开窗换气；当Osam<0.02ppm，系统正常工作。

综上所述，本实用新型的工作原理是：利用GP2Y1050AU0F PM2.5检测传感器检测室内空气中的PM2.5的浓度值，当超出设定的阈值范围后，单片机模块输出控制信号，通过驱动电路模块开启负离子空气净化器；由于负离子空气净化器在运行过程中会产生臭氧，MS2610 臭氧气体检测传感器检测空气中的臭氧浓度值，当臭氧浓度超过设定的阈值范围后，单片机模块输出控制信号，通过驱动电路模块开启报警装置，发出报警信号，提醒人们开窗透气，大大增加了使用的安全性。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。

Claims (6)

1.一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置，其特征是：包括粉尘检测模块（1）、臭氧浓度检测模块（2）、单片机模块（3）、驱动电路模块（4）、空气净化装置（5）和报警装置（6）；所述粉尘检测模块（1）和臭氧浓度检测模块（2）的输出端与单片机模块（3）的输入端连接；所述单片机模块（3）的输出端通过驱动电路模块（4）分别与空气净化装置（5）和报警装置（6）的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置，其特征是：还包括与单片机模块（3）的复位脚连接的复位电路；所述复位电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第一开关S1；所述第一电阻R1的一端和第一电容C1的一端相连接地，第一电阻R1的另一端与第一开关S1的一端连接，第一开关S1的另一端与第一电容C1的另一端连接后与单片机模块（3）的复位脚连接，且第一开关S1的另一端还通过电阻R2接地。

3.根据权利要求1所述的一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置，其特征是：还包括与单片机模块（3）的时钟引脚连接的时钟产生电路，所述时钟产生电路包括第二电容C2、第三电容C3和石英晶体X1；第二电容C2的一端和第三电容C3的一端接地；石英晶体X1的两端分别与第二电容C2的另一端和第三电容C3的另一端连接，用于与单片机模块（3）的时钟引脚连接。

4.根据权利要求1所述的一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置，其特征是：所述驱动电路模块（4）包括第一驱动电路和第二驱动电路，所述第一驱动电路包括第四电阻R4、第一NPN三极管Q1、第一二极管D1和第一继电器KM1；第一三极管Q1的基极通过第四电阻R4与单片机模块（3）的输出端连接，其集电极连接直流电源，其发射级分别与第一二极管D1的负极和第一继电器KM1的线圈输入端的一端连接，第一二极管D1的正极和第一继电器KM1线圈输入端的另一端均接地，第一继电器KM1的开关输出端与空气净化装置的输入端连接；所述第二驱动电路包括第三电阻R3、第二NPN三极管Q2、第二二极管D2和第二继电器KM2；第二三极管Q2的基极通过第三电阻R3与单片机模块（3）的输出端连接，其集电极连接直流电源，其发射级分别与第二二极管D2的负极和第二继电器KM2的线圈输入端的一端连接，第二二极管D2的正极和第二继电器KM2线圈输入端的另一端均接地，第二继电器KM2的开关输出端与报警装置（6）的输入端连接。

5.根据权利要求1所述的一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置，其特征是：所述粉尘检测模块（1）为GP2Y1050AU0F PM2.5检测传感器；所述臭氧浓度检测模块（2）为MS2610 臭氧气体检测传感器。

6.根据权利要求1所述的一种家用PM2.5检测与控制空气净化装置，其特征是：所述空气净化装置（5）是负离子空气净化器。