CN205002302U - 一种自检空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自检空气净化器，包括除尘模块、紫外灯模块、风机驱动模块、控制器、显示模块、按键模块、红外线接收模块、时钟模块、空气质量检测模块、执行模块，所述风机驱动模块还包括风压监测部，用于监测风压，所述风压监测部包括风压传感器，所述风压传感器的信号引脚接有第四光耦器，所述第四光耦器的第三引脚用于发送风压信号。满足了本设备的正常工作需求的前提下，通过风压检测模块检测风压进行实时提供风机工作的反馈信号，可以在提供最佳的除尘效率和性能的同时，不会造成电能的无功损耗，保证了本设备的能耗最低。

Description

一种自检空气净化器

技术领域

本实用新型涉及一种自检空气净化器。

背景技术

负离子空气净化器，是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化电器，其与传统的空气净化机的不同之处是以负离子作为作用因子，主动出击捕捉空气中的有害物质，而传统的空气净化机是风机抽风，利用滤网过滤粉尘来净化空气，称为被动吸附过滤式的净化原理，需要定期更换滤网，而负离子空气净化器则无需耗材。而小粒径负离子，则有良好的生物活性，易于透过人体血脑屏障，进入人体发挥其生物效应。负离子空气净化器的危害在于产生负离子的时候会产生臭氧这一衍生物，而当臭氧浓度超标后会对人体产生危害。

所以一般的空气净化器都会包括以下模块：1、除尘模块，用于消除空气中的粉尘；2、紫外灯模块，用于辅助杀菌，提高环境质量；3、风机驱动模块，用于驱动风机工作；4、控制器，用于控制各个模块工作；5、显示模块，用于对空气质量等状况进行显示；6、按键模块，用于提供设定参数的按键；7、红外线接收模块，用于识别遥控信号；8、时钟模块，用于提供基准时钟信号；9、空气质量检测模块，用于检测空气中灰尘的浓度。10、执行模块，用于带动负离子发生器、加湿器等执行设备工作。

但是目前在风机驱动模块中，为了提高其除尘和吸尘效果，所以需要将房间内的空气进行流动，提高尘埃或者空气中的气体微粒的交换率，但是如果直接通过驱动风机驱动模块驱动风机产生风压，难免对内部环境空气密度造成影响，难以起到一个做好的除尘效果，而将风机输出功率增大虽然进行除尘可以保证其除尘效果的稳定性和高效性，但是会造成能耗的浪费。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以检测内部空气风压的的一种自检空气净化器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种自检空气净化器，包括除尘模块、紫外灯模块、风机驱动模块、控制器、显示模块、按键模块、红外线接收模块、时钟模块、空气质量检测模块、执行模块，所述风机驱动模块还包括风压监测部，用于监测风压，所述风压监测部包括风压传感器，所述风压传感器的信号引脚接有第四光耦器，所述第四光耦器的第三引脚用于发送风压信号。

本实用新型可以进一步设置为：除尘模块包括一第一光耦器，其第一引脚与电源高电平之间接有第一下拉电阻,其第二引脚接收用于触发除尘器工作的触发信号，其第三引脚接有第一分压电阻，其第四引脚接有第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻之间耦接有用于控制除尘器工作的第一双向可控硅，所述第一双向可控硅的控制极接于第一光耦器的第三引脚，所述第一双向可控硅并联设置有第一频选单元，所述第一频选单元包括串联设置的第一频选电阻和第一频选电容，用于抑制外部交流电源输入；

紫外灯模块包括一第二光耦器，其第一引脚与电源高电平之间接有第二下拉电阻,其第二引脚接收用于触发紫外灯工作触发信号，其第三引脚接有第三分压电阻，其第四引脚接有第四分压电阻，第三分压电阻和第四分压电阻之间耦接有用于控制紫外灯工作的第二双向可控硅，所述第二双向可控硅的控制极接于第二光耦器的第三引脚，所述第二双向可控硅并联设置有第二频选单元，所述第二频选单元包括串联设置的第二频选电阻和第二频选电容，用于抑制外部交流电源输入。

本实用新型可以进一步设置为：所述空气质量检测模块包括灰尘检测部，所述灰尘检测部包括灰尘传感器，用于检测环境灰尘浓度；

放大器，其正输入端与灰尘传感器的输出端耦接有串联设置的第一增益电阻和第二增益电阻，其负输入端与灰尘传感器的接地引脚耦接有第三增益电阻，其输出端与负输入端之间耦接有第四增益电阻；放大器的输出端与地端之间耦接有稳压管，所述第一增益电阻与第二增益电阻耦接的节点与地端之间耦接有增益稳压电容，其输出端用于输出放大后的输出信号至控制器中进行反馈调节。

本实用新型可以进一步设置为：所述空气质量检测模块还包括甲烷检测部，用于检测甲烷浓度。

本实用新型可以进一步设置为：所述空气净化器还包括温湿度检测模块，所述温湿度检测模块包括一DHT11传感器，用于采集环境温度和湿度信号，并通过一数据引脚发送至控制器。

本实用新型可以进一步设置为：风机驱动模块包括风机供电部和风机驱动部，所述风机供电部包括第一稳压电容，用于对外部输入交流电进行稳压；全桥整流桥，其一对称的两个桥臂接于第一稳压电容，另一对称桥臂提供风机电源电压；所述全桥整流桥还耦接有一稳压部，所述稳压单元包括相互并联设置的第一稳压电阻、第二稳压电容和第三稳压电容，用于对电源电压进行稳压；所述风机驱动部包括第三光耦器、第一NPN管，其第二引脚于地端之间耦接有上拉电阻，其第三引脚与电源高电平之间耦接有第一保护电阻，电源高电平和第一NPN管之间耦接有补偿电阻，所述第一NPN管的控制极接于第三光耦器的第二引脚，所述第一NPN管的控制极耦接有并联设置的第一滤波电阻和第一滤波电容，所述第一NPN管的发射极用于输出驱动信号以驱动风机工作。

通过采用上述技术方案，相比于现有技术，满足了本设备的正常工作需求的前提下，通过风压检测模块检测风压进行实时提供风机工作的反馈信号，可以在提供最佳的除尘效率和性能的同时，不会造成电能的无功损耗，保证了本设备的能耗最低。

附图说明

图1为本实用新型除尘模块电路图；

图2为本实用新型紫外线模块电路图；

图3为本实用新型风压检测部电路图；

图4为本实用新型风机供电部电路图；

图5为本实用新型风机驱动部电路图；

图6为本实用新型第一控制模块示意图；

图7为本实用新型第二控制模块示意图；

图8为本实用新型显示模块电路图；

图9为本实用新型红外线接收模块电路图；

图10为本实用新型温湿度检测模块电路图；

图11为本实用新型按键模块电路图；

图12为本实用新型时钟模块电路图；

图13为本实用新型告警模块电路图；

图14为本实用新型空气质量检测模块电路图；

图15为本实用新型执行模块电路图；

图16为本实用新型甲烷检测部电路图。

具体实施方式

参照图1至图15对本实用新型实施例做进一步说明。

参照图1所示，除尘模块包括一第一光耦器U3，第一引脚与电源高电平之间接有第一下拉电阻,其第二引脚接收触发信号，其第三引脚接有第一分压电阻R32，其第四引脚接有第二分压电阻R33，第一分压电阻R32和第二分压电阻R33之间耦接有第一双向可控硅Q12，所述第一双向可控硅Q12的控制极接于第一光耦器U3的第三引脚，所述第一双向可控硅Q12并联设置有第一频选单元，所述第一频选单元包括串联设置的第一频选电阻R34和第一频选电容C20，用于抑制外部交流电源输入。

当控制器中输入使能信号时，控制第一光耦器U3导通，第一光耦器U3的第三引脚和第四引脚相当于短路，这样由第一分压电阻R32和第二分压电阻R33将外部交流电源分压，使得双向可控硅的控制极形成触发电流，双向可控硅导通，短路第一频选单元，而当外部交流电源输入减小时，第一频选单元能起到一个补偿的作用，防止信号跳变，相比于仅仅采用光耦或可控硅作为开关元件，使得信号传输精度更好，同时可以增加其带载补偿能力，在一个实施例中，所述下拉电阻阻值优选为330欧姆，第一光耦器U3选为3083，所述第一分压电阻R32设置为510欧姆，所述第二分压电阻R33设置为470欧姆，所述双向可控硅设置为T142，所述第一频选电阻R34选为100欧姆，所述第二频选电容选为223uF。

参照图2所示，紫外灯模块包括一第二光耦器U4，第一引脚与电源高电平之间接有第二下拉电阻R35,其第二引脚接收触发信号，其第三引脚接有第三分压电阻R36，其第四引脚接有第四分压电阻R37，第三分压电阻R36和第二分压电阻R33之间耦接有第二双向可控硅，所述第二双向可控硅的控制极接于第二光耦器U4的第三引脚，所述第二双向可控硅Q13并联设置有第二频选单元，所述第二频选单元包括串联设置的第二频选电阻和第二频选电容，用于抑制外部交流电源输入。

当控制器中输入使能信号时，控制第二光耦器U4导通，第二光耦器U4的第三引脚和第四引脚相当于短路，这样由第一分压电阻R32和第二分压电阻R33将外部交流电源分压，使得双向可控硅的控制极形成触发电流，双向可控硅导通，短路第一频选单元，而当外部交流电源输入减小时，第二频选单元能起到一个补偿的作用，防止信号跳变，相比于仅仅采用光耦或可控硅作为开关元件，使得信号传输精度更好，同时可以增加其带载补偿能力，在一个实施例中，所述下拉电阻阻值优选为330欧姆，第二光耦器U4选为3083，所述第一分压电阻R32设置为510欧姆，所述第二分压电阻R33设置为470欧姆，所述双向可控硅设置为T142，所述第二频选电阻选为100欧姆，所述第二频选电容选为223uF。

参照图4和图5所示，风机受控于风机驱动模块，风机驱动模块包括风机供电部和风机驱动部，所述风机供电部包括第一稳压电容C36，用于对外部输入交流电进行稳压；全桥整流桥D6，其一对称的两个桥臂接于第一稳压电容C36，另一对称桥臂提供风机电源电压；所述全桥整流桥D6还耦接有一稳压部，所述稳压单元包括相互并联设置的第一稳压电阻R60、第二稳压电容C15和第三稳压电容C15A，用于对电源电压进行稳压；所述风机驱动部包括第三光耦器U11、第一NPN管，其第二引脚于地端之间耦接有上拉电阻R47，其第三引脚与电源高电平之间耦接有第一保护电阻R43，电源高电平和第一NPN管Q2之间耦接有补偿电阻R45，所述第一NPN管Q2的控制极接于第三光耦器U11的第二引脚，所述第一NPN管Q2的控制极耦接有并联设置的第一滤波电阻R59和第一滤波电容C37，所述第一NPN管Q2的发射极用于输出驱动信号以驱动风机工作。

外部交流电源输入时，由第一稳压电容C36进行一次稳压，并通过全桥整流桥D6进行全桥整流，而第一稳压部的第一稳压电阻R60和两个稳压电容进行二次稳压，使得供电电压稳定输出，驱动部受控于控制器的PWM波进行带载驱动，通过第三光耦器U11进行光耦隔离并通过第一NPN管Q2进行带载，增加了其带载能力和负载性能，在一个实施例中，第一稳压电容C36的容量优选为223uF,全桥整流桥D6优选为RS507L，第一稳压电阻R60阻值优选为120K欧姆，第二稳压电容C15容量优选为220uF,第三稳压电容C15A优选为220uF。所述上拉电阻R47阻值有选为330欧姆，第三光耦器U11优选为PC817，所述第一保护电阻R43阻值优选为100K欧姆，所述补偿电阻R45阻值有选为2K欧姆，所述第一滤波电容C37容量优选为2.2uF，所述第一滤波电阻R59阻值优选为51K欧姆。

参照图3所示，所述风机驱动模块还包括风压监测部，用于监测风压，所述风压监测部包括风压传感器JP6，所述风压传感器JP6的信号引脚接有第四光耦器，所述第四光耦器的第三引脚用于发送风压信号。

控制器参照图6和图7所示，其通过两个MSP430G2553实现对本实用新型内容中所有模块控制，两个控制模块通过通信实现输出交互，相比于通过一MCU稳定性更高，同时信号处理能力不会下降，且在一个MCU出现错误时，可以通过另一MCU检测该错误信号，并提示使用者工作异常。

参照图8所示，还包括一显示模块，用于显示LCD工作。

参照图9所示，还包括红外线接收模块，用于提供遥控控制设置。

参照图10所示，还包括温湿度检测模块，包括一DHT11，用于检测外界环境温度湿度并发送数据信号至控制器的一I/O口。提供控制器的输出补偿。DHT11是一款有已校准数字信号输出的温湿度传感器。精度湿度+-5%RH，温度+-2℃，量程湿度20-90%RH，温度0~50℃。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为该类应用中，在苛刻应用场合的最佳选择。同时可以减少引脚占用。

参照图11所示，还包括按键模块，用于设置输出功率以及输出数据参数。

参照图12所示，时钟模块包括DS1302,接于晶振，DS1302的引脚排列,其中Vcc2为主电源，VCC1为后备电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc>2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。

参照图13所示，告警模块包括输出电阻R19、第三NPN管Q3以及蜂鸣器，所述输出电阻R19接收告警信号告警，并控制第三NPN管Q3的通断控制蜂鸣器B1动作，当任意一个环境参数异常时，告警信号输出为高电平或周期电平控制导通和关断，控制蜂鸣器B1告警。所述第三NPN管Q3选为9014，所述输出电阻R19阻值选为1K欧姆。

参照图14所示，空气质量检测模块包括灰尘检测部和甲烷检测部，所述灰尘检测部包括灰尘传感器GP2Y1010AU，用于检测环境灰尘浓度；

放大器，其正输入端与灰尘传感器的输出端耦接有串联设置的第一增益电阻R6和第二增益电阻R13，其负输入端与灰尘传感器的接地引脚耦接有第三增益电阻R14，其输出端与负输入端之间耦接有第四增益电阻R15；放大器的输出端与地端之间耦接有稳压管，所述第一增益电阻R6与第二增益电阻R13耦接的节点与地端之间耦接有增益稳压电容，其输出端用于输出放大后的输出信号至控制器中进行反馈调节。

在一个实施例中，所述第一增益电阻R6阻值有选为20K欧姆，所述第二增益电阻R13阻值优选为49K欧姆，所述第三增益电阻R14电阻优选为49K9欧姆，所述第四增益电阻R15优选为300K欧姆。

参照图16所示，甲烷检测部包括甲烷传感器，用于检测甲烷浓度，敏感素子由集成的加热器以及在氧化铝基板上形成的金属氧化物半导体构成。当可检知的气体存在时，空气中该气体的浓度越高，传感器的电导率就越高。使用简单的电路就可以将这种电导率的变化变换为与气体浓度对应的输出信号。TGS2000对甲烷有很高的灵敏度。因为对挥发性酒精（居住环境中的干扰气体）的灵敏度很低，所以是最适合用于家用燃气泄漏报警器。因为敏感素子很小，所以TGS2000的加热电流只有56mA就够了。另外，这种传感器的敏感部分被装入标准的TO-5的金属封装中。

参照图15所示，执行模块包括步进电机、加湿器、负离子发生器。通过一UNL2003带载控制，结构简单，高耐压、大电流复合晶体管IC—ULN2003，ULN2003是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN复合晶体管组成。ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。ULN2003是高耐压、大电流达林顿系列,由七个硅NPN达林顿管组成。ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种自检空气净化器，包括除尘模块、紫外灯模块、风机驱动模块、控制器、显示模块、按键模块、红外线接收模块、时钟模块、空气质量检测模块、执行模块，其特征在于：所述风机驱动模块还包括风压监测部，用于监测风压，所述风压监测部包括风压传感器，所述风压传感器的信号引脚接有第四光耦器，所述第四光耦器的第三引脚用于发送风压信号。

2.如权利要求1所述的一种自检空气净化器，其特征在于：除尘模块包括一第一光耦器，其第一引脚与电源高电平之间接有第一下拉电阻,其第二引脚接收用于触发除尘器工作的触发信号，其第三引脚接有第一分压电阻，其第四引脚接有第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻之间耦接有用于控制除尘器工作的第一双向可控硅，所述第一双向可控硅的控制极接于第一光耦器的第三引脚，所述第一双向可控硅并联设置有第一频选单元，所述第一频选单元包括串联设置的第一频选电阻和第一频选电容，用于抑制外部交流电源输入；

紫外灯模块包括一第二光耦器，其第一引脚与电源高电平之间接有第二下拉电阻,其第二引脚接收用于触发紫外灯工作触发信号，其第三引脚接有第三分压电阻，其第四引脚接有第四分压电阻，第三分压电阻和第四分压电阻之间耦接有用于控制紫外灯工作的第二双向可控硅，所述第二双向可控硅的控制极接于第二光耦器的第三引脚，所述第二双向可控硅并联设置有第二频选单元，所述第二频选单元包括串联设置的第二频选电阻和第二频选电容，用于抑制外部交流电源输入。

3.如权利要求1所述的一种自检空气净化器，其特征在于：

所述空气质量检测模块包括灰尘检测部，所述灰尘检测部包括灰尘传感器，用于检测环境灰尘浓度；

放大器，其正输入端与灰尘传感器的输出端耦接有串联设置的第一增益电阻和第二增益电阻，其负输入端与灰尘传感器的接地引脚耦接有第三增益电阻，其输出端与负输入端之间耦接有第四增益电阻；放大器的输出端与地端之间耦接有稳压管，所述第一增益电阻与第二增益电阻耦接的节点与地端之间耦接有增益稳压电容，其输出端用于输出放大后的输出信号至控制器中进行反馈调节。

4.如权利要求1所述的一种自检空气净化器，其特征在于：所述空气质量检测模块还包括甲烷检测部，用于检测甲烷浓度。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种自检空气净化器，其特征在于：所述空气净化器还包括温湿度检测模块，所述温湿度检测模块包括一DHT11传感器，用于采集环境温度和湿度信号，并通过一数据引脚发送至控制器。

6.如权利要求5所述的一种自检空气净化器，其特征在于：风机驱动模块包括风机供电部和风机驱动部，所述风机供电部包括第一稳压电容，用于对外部输入交流电进行稳压；全桥整流桥，其一对称的两个桥臂接于第一稳压电容，另一对称桥臂提供风机电源电压；所述全桥整流桥还耦接有一稳压部，所述稳压单元包括相互并联设置的第一稳压电阻、第二稳压电容和第三稳压电容，用于对电源电压进行稳压；所述风机驱动部包括第三光耦器、第一NPN管，其第二引脚于地端之间耦接有上拉电阻，其第三引脚与电源高电平之间耦接有第一保护电阻，电源高电平和第一NPN管之间耦接有补偿电阻，所述第一NPN管的控制极接于第三光耦器的第二引脚，所述第一NPN管的控制极耦接有并联设置的第一滤波电阻和第一滤波电容，所述第一NPN管的发射极用于输出驱动信号以驱动风机工作。