CN205779839U - 一种新型智能温控调速电风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型智能温控调速电风扇，包括单片机、复位电路、温度采集电路、湿度采集电路、数码管驱动电路、数码管、功率调节电路、风扇、副单片机和转速测量，所述温度采集电路上设置有温度传感器和无接触式表面温度测量传感器，所述温度传感器和无接触式表面温度测量传感器通过信号线分别与单片机相连，所述单片机通过数码管驱动电机与数码管相连。本实用新型采用高精度集成温度传感器，用单片机控制，能显示实时温度，并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作，精确度高，动作准确，以检测室内温度，并根据温度自动改变电风扇的电机转数，实现不同风速的自动转换，按预设温度自启动，低温停止的功能。

Description

一种新型智能温控调速电风扇

技术领域

本实用新型涉及一种新型智能温控调速电风扇。

背景技术

生活中，我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如，现在虽然不少城市家庭用上了空调，但在占中国大部分人口的农村地区依旧使用电风扇作为降温防暑设备，春夏(夏秋)交替时节，白天温度依旧很高，电风扇应高转速、大风量，使人感到清凉；到了晚上，气温降低，当人入睡后，应该逐步减小转速，以免使人感冒。虽然电风扇都有调节不同档位的功能，但必须要人手动换档，睡着了就无能为力了，而普遍采用的定时器关闭的做法，一方面是定时时间长短有限制，一般是一两个小时；另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多，而风扇就关闭了，使人在睡梦中热醒而不得不起床重新打开风扇，增加定时器时间，非常麻烦，而且可能多次定时后最后一次定时时间太长，在温度降低以后风扇依旧继续吹风，使人感冒；第三方面是只有简单的到了定时时间就关闭风扇电源的单一功能，不能满足气温变化对风扇风速大小的不同要求。又比如在较大功率的电子产品散热方面，现在绝大多数都采用了风冷系统，利用风扇引起空气流动，带走热量，使电子产品不至于发热烧坏。要使电子产品保持较低的温度，必须用大功率、高转速、大风量的风扇，而风扇的噪音与其功率成正比。如果要低噪音，则要减小风扇转速，又会引起电子设备温度上升，不能两全其美。为解决上述问题，我们设计了这套温控自动风扇系统趋向于自动化、智能化、环保化和人性化。

随着科技的进步，经济的不断发展和人民生活水平的提高，对家用电器的要求也日益提高，并朝着健康、节能、安全、智能化和人性化等方向发展。过去的电器不断的显露出其不足之处，电风扇作为家用电器的一种，同样存在类似的问题。

比如说前半夜温度高，将电风扇的风速设定的较高，但到了后半夜气温下降，人们睡着后，风速并没有随着气温的降低而变小，导致人们特别是小孩子着凉。之所以存在这些缺陷，根本原因是缺乏对环境的检测。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便、安全性高的新型智能温控调速电风扇。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型智能温控调速电风扇，包括单片机、复位电路、温度采集电路、湿度采集电路、数码管驱动电路、数码管、功率调节电路、风扇、副单片机和转速测量，所述温度采集电路上设置有温度传感器和无接触式表面温度测量传感器，所述温度传感器和无接触式表面温度测量传感器通过信号线分别与单片机相连，所述单片机通过数码管驱动电机与数码管相连，所述湿度采集电路上设置有电容传感器，所述复位电路和湿度采集电路与单片机相连，所述单片机通过功率调节电路和调试方式分别与风扇相连，所述功率调节电路包括光电隔离和可控硅控制电路，所述单片机还连接设置有副单片机，所述副单片机上连接设置有转速测量，所述转速测量采用霍尔集成传感器，所述霍尔集成传感器固定设置在风扇的保护网上，所述风扇的扇叶上设置有磁片。

作为优选，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，所述无接触式表面 温度测量传感器采用TS118-3型无接触式表面温度测量传感器，所述单片机采用STC89C51单片机，所述光电隔离器采用MOC3021光电隔离器，所述霍尔集成传感器采用A44E霍尔集成传感器。

作为优选，所述温度传感器和无接触式表面温度测量传感器上测得的参数直接输出数字温度信号给单片机进行处理。

本实用新型结构设计合理，操作使用方便，采用高精度集成温度传感器，用单片机控制，能显示实时温度，并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作，精确度高，动作准确，以检测室内温度，并根据温度自动改变电风扇的电机转数，实现不同风速的自动转换，按预设温度自启动，低温停止的功能；迎合人们对健康、安全、节能减排和绿色环保的新需求；具有很大的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1为本实用新型的原理结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1所示，一种新型智能温控调速电风扇，包括单片机、复位电路、温度采集电路、湿度采集电路、数码管驱动电路、数码管、功率调节电路、风扇、副单片机和转速测量，所述温度采集电路上设置有温度传感器和无接触式表面温度测量传感器，所述温度传感器和无接触式表面温度测量传感器通过信号线分别与单片机相连，所述单片机通过数码管驱动电机与数码管相连，所述湿度采集电路上设置有电容传感器，所述复位电路和湿度采集电路与单片机相连，所述单片机通过功率调节电路和调试方式分别与风扇相连，所述功率调节电路包括光电隔离和可控硅控制电路，所述单片机还连接设置有副单片机，所述副单片机上连接设置有转速测量，所述转速测量采用霍尔集成传感器，所述霍尔集成传感器固定设置在风扇的保护网上，所述风扇的扇叶上设置有磁片。

值得注意的是，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，所述无接触式表面温度测量传感器采用TS118-3型无接触式表面温度测量传感器，所述单片机采用STC89C51单片机，所述光电隔离器采用MOC3021光电隔离器，所述霍尔集成传感器采用A44E霍尔集成传感器。

值得注意的是，所述温度传感器和无接触式表面温度测量传感器上测得的参数直接输出数字温度信号给单片机进行处理。

本实用新型工作流程：用温度传感器DS18B20检测环境温度与TS118-3型无接触式表面温度测量传感器检测人体的体表温度(红外线检测)，将信号不停的发射到89C51单片机上，单片机给出指令通过驱动，使电机开始按设定的程序转动。霍尔集成传感器通过检测到电机转动的转速反馈到单片机上，单片机根据反馈回来的信号做出判断，然后根据对单片机设置的初始值发出来重新驱动电机转动，通过这样反复的校正，最终使电风扇能够根据温度设定的转速稳定的进行。从而达到通过外部的环境的检测来调整电风扇的转动。

首先进行外部温度调试：用温度传感器DS 18B20检测环境温度与TS118-3型无接触式表面温度测量传感器人体的体表温度(红外线检测)，把温度传感器DS18B20和TS118-3型无接触式表面温度测量传感器上测得的参数直接输出数字温度信号给单片机STC89C51进行处理，综合考虑环境湿度，采用PWM脉宽调制方式来改变直流风扇电机的转速。

本实用新型：

温度采集电路

TS118-3型无接触式表面温度测量传感器探测到人体辐射红外线后，传送到A/D7705转换器经放大、然后转换为数字信号后，传送到单片机，单片机对该数字信号进行采样、量化和编码最后输送到数码管进行显示。通过键盘电路可以调整数码管显示的时间和设定人体温度的范围。

湿度采集电路

HS1101电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。涉及如何将电容的变化量准确地转变为计算机易于接受的信号时，将HS1101置于555振荡电路中，将电容值的变化转为与之呈反比的电压频率信号，再由示波器显示测出周期，按照公式计算出湿度。

主控芯片(单片机)

控制系统的核心是STC89C51单片机，是一种低电压，高性能CMOS8位单片机。支持在线编程，可基本满足编写程序的需求，集成度高，体积小，可靠性高，控制功能强，低功耗，低电压，具有极高的性价比。

功率调节电路

功率控制部分包括光电隔离和可控硅控制电路，光电隔离器的作用是把强电和弱电信号进行隔离，消除输入回路中的噪声信号、共地杂波等对输出回路的信号干扰，以保证系统安全可靠的运行。采用光电隔离器MOC3021，其最大工作电压为240V，最大工作电流为15mA。由从单片机P1口线输出的延时脉冲经光电隔离器，送至双向可控硅BTA12的控制级，控制可控硅的通断，从而改变电风扇的 输出功率。

调速方式

电机的转速可通过单片机PWM来控制风速，采用单片机软件编程实现PWM(脉冲宽度调制)调速的方法。PWM是英文Pulse Width Modulation的缩写，它是按一定的规律改变脉冲序列的脉冲宽度，以调节输出量和波形的一种调节方式，在PWM驱动控制的调节系统中，最常用的是矩形波PWM信号，在控制时需要调节PWM波得占空比。占空比是指高电平持续时间在一个周期时间内的百分比。在控制电机的转速时，占空比越大，转速就越快，若全为高电平，占空比为100％时，转速达到最大。

转速测量

采用霍尔集成传感器A44E，它体积很小，只有三个引脚，一个接VCC，一个接GND，另一个为输出端。将其固定在电风扇的保护网上，在与其相对的扇叶上贴上磁片，每次扇叶转动磁片经过霍尔传感器时，由于霍尔效应，在霍尔传感器的输出端就会产生一个脉冲，将该输出脉冲送到单片机的T0端计数，单位时间内脉冲的个数即为电风扇的转速。外扩一片89C51作为从单片机来完成测频部分的数据处理，并通过串口不断把频率字送给主89C51。一些简单的功能也可由从片89C51来完成。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。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定。

Claims (2)

1.一种新型智能温控调速电风扇，其特征在于：包括单片机、复位电路、温度采集电路、湿度采集电路、数码管驱动电路、数码管、功率调节电路、风扇、副单片机和转速测量，所述温度采集电路上设置有温度传感器和无接触式表面温度测量传感器，所述温度传感器和无接触式表面温度测量传感器通过信号线分别与单片机相连，所述单片机通过数码管驱动电机与数码管相连，所述湿度采集电路上设置有电容传感器，所述复位电路和湿度采集电路与单片机相连，所述单片机通过功率调节电路和调试方式分别与风扇相连，所述功率调节电路包括光电隔离和可控硅控制电路，所述单片机还连接设置有副单片机，所述副单片机上连接设置有转速测量，所述转速测量采用霍尔集成传感器，所述霍尔集成传感器固定设置在风扇的保护网上，所述风扇的扇叶上设置有磁片，所述温度传感器采用DS18B20温度传感器，所述无接触式表面温度测量传感器采用TS118-3型无接触式表面温度测量传感器，所述单片机采用STC89C51单片机，所述光电隔离器采用MOC3021光电隔离器，所述霍尔集成传感器采用A44E霍尔集成传感器。

2.根据权利要求1所述的一种新型智能温控调速电风扇，其特征在于：所述温度传感器和无接触式表面温度测量传感器上测得的参数直接输出数字温度信号给单片机进行处理。