CN206041969U - 一种pm2.5传感器信号转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种PM2.5传感器信号转换电路，其包括脉冲信号输入接口、信号产生电路模块、信号转换电路模块、电压放大电路模块以及电压输出接口，通过将PM2.5传感器的脉冲信号通过脉冲信号输入接口发送到信号产生电路模块并生成PWM信号，然后PWM信号通过信号转换电路模块转换为模拟电压信号后，该模拟电压信号再经过电压放大电路模块进行放大后通过电压输出接口输出到楼宇控制设备接口中使用。本实用新型将PM2.5传感器所产生的信号转换为楼宇控制设备能够识别的模拟信号，解决了PM2.5传感器不能够与楼宇控制设备接口直接进行连接的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种信号转换电路，尤其涉及一种PM2.5传感器信号转换电路。
背景技术
目前，PM2.5传感器大多采用激光散射原理，PM2.5传感器所输出的PM2.5浓度信号是数字信号，主要是以脉冲的形式输出。然而，现有的楼宇控制设备接口中多以模拟接口和开关量接口为主，不具备脉宽测量功能，因此，不能够将PM2.5传感器直接运用到楼宇控制设备中，这就给使用PM2.5传感器带来了困难，也给楼宇控制设备带来了麻烦。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种PM2.5传感器信号转换电路，其能够解决现有技术中不能够将输出信号为数字信号的PM2.5传感器直接应用于以模拟接口为主的楼宇控制设备中。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
本实用新型提供了一种PM2.5传感器信号转换电路，包括脉冲信号输入接口、信号产生电路模块、信号转换电路模块、电压放大电路模块以及电压输出接口；所述脉冲信号输入接口用于将脉冲信号发送给信号产生电路模块，所述信号产生电路模块用于将脉冲信号转换为PWM信号，所述信号转换电路模块用于将所述PWM信号转换为模拟电压信号，所述模拟电压信号经由电压放大电路模块进行放大后通过电压输出接口输出。
优选地，所述信号产生电路模块包括一单片机、电容C1以及电容C2，所述单片机的输入端与脉冲信号输入接口的输出端电性连接，所述单片机的电源输入端与一外接电源电性连接，单片机的电源输入端还通过电容C1和电容C2接地；所述单片机用于将所述脉冲信号转换为PWM信号。
优选地，所述单片机的型号为STC15F2K60S2-LQFP44。
优选地，信号转换电路模块包括电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4以及电容C5；其中电组R4的一端用于接收PWM信号，电组R4的另一端通过电容C3接地；所述电阻R5的一端与电阻R4连接，电阻R5的另一端通过电容C4接地，电阻R5的另一端还与电容C5的正极连接，电容C5的负极接地；电阻R4、电容C3、电阻R5以及电容C4形成一个滤波电路，所述滤波电路的输出端与电压放大电路模块的输入端电性连接。
优选地，所述电压放大电路模块包括运算放大器、电阻R1、电阻R2和电阻R3，其中电阻R1的一端接地，电阻R1的另一端与运算放大器的反相输入端电性连接；电阻R3的一端用于接收模拟电压信号，电阻R3的另一端与运算放大器的同相输入端电性连接；电阻R2的一端与运算放大器的反相输入端电性连接，电阻R2的另一端与运算放大器的输出端连接；所述运算放大器的输出还与所述电压输出接口的输入端电性连接。
优选地，所述运算放大器的型号为LM358。
优选地，所述周期为1000ms。
优选地，所述PWM信号的频率为100kHz。
优选地，所述模拟电压信号为0～5V。
优选地，所述模拟电压信号经过电压放大电路模块放大两倍后通过电压输出接口输出。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型将PM2.5传感器的脉冲信号转换为楼宇控制设备能够识别的模拟信号，从而解决了PM2.5传感器和楼宇控制器接口之间不能够连接的问题。
附图说明
图1为本实用新型提供一种PM2.5传感器信号转换电路的电路图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图1所示，本实用新型提供了一种PM2.5传感器信号转换电路，其包括脉冲信号输入接口J1、信号产生电路模块、信号转换电路模块、电压放大电路模块及电压输出接口J2。其中，所述脉冲信号输入接口J1的输出端(也即是接口1)与信号产生电路模块的输入端电性连接，所述信号产生电路模块用于将脉冲信号输入接口J1发送的脉冲信号转换为PWM信号并发送给信号转换电路模块，所述信号转换电路模块用于将所述PWM信号转换为模拟电压信号，所述电压比例放大用于将所述模拟电压信号放大后通过输出电压接口J2输出。
所述脉冲信号输入接口J1的一端(也即是引脚2)接地，另一端(也即是引脚1)与单片机D的输入端input电性连接。该脉冲信号输入接口J1将PM2.5传感器产生的脉冲信号发送到单片机中。
信号产生电路模块一单片机D、电容C1和电容C2，所述单片机D的电源输入端VCC接外部电源，所述单片机D的电源输入端VCC还通过电容C1和电容C2接地，所述单片机D的接地端GND接地。所述单片机D的输入端input与脉冲信号输入接口J1连接，用于获取脉冲信号输入接口J1输入的脉冲信号。所述单片机D用于根据该脉冲信号产生PWM信号，并将该PWM信号通过输出端out输出到信号转换电路模块。该电容C1和电容C2能够对单片机提供一个较稳定的电压。该单片机D的型号为STC15F2K60S2-LQFP44。
工作原理：PM2.5传感器通过J1接口将脉冲信号发送到单片机D，单片机D对输入的脉冲信号测量一个周期1000ms内所有的高电平的宽度。该单片机D根据测量到的高电平的宽度产生一个频率为100kHz的PWM信号，并发送到信号转换电路模块。
所述信号转换电路模块用于将接收的PWM信号转换为模拟电压信号。其包括电阻R4、电阻R5以及电容C3、电容C4、电容C5，其中电阻R4的一端用于接收单片机D发送的PWM信号，电阻R4的另一端通过电容C3接地。电阻R5的一端与电阻R4的另一端连接，电阻R5的另一端还通过电容C4接地，电阻R5的另一端还与电容C5的正极电性连接，电容C5的负极接地。电阻R4、电容C3、电阻R5以及电容C4组成一个滤波电路，该滤波电路的输出端与电压放大电路模块的输入端电性连接。
所述电压放大电路模块用于将所述模拟电压信号进行放大，然后通过电压输出接口J2中输出。电压放大电路模块包括运算放大器A、电阻R1、电阻R2以及电阻R3。其中电阻R1的一端接地，另一端与运算放大器A的反相输入端电性连接。电阻R3的一端与所述滤波电路的输出端连接，电阻R3的另一端与运算放大器A的同相输入端电性连接。电阻R2的一端与运算放大器A的反相输入端电性连接，电阻R2的另一端与运算放大器A的输出端电性连接。因此，电阻R1、电阻R2、电阻R3以及运算放大器A1组成一个同相直流放大器，将接收到模拟电压信号放大两倍后输出，并经过电压输出接口J2输入端(也即是引脚2)发送到楼宇控制设备接口中。而所述运算放大器A的型号为LM358。
比如，假如PM2.5的浓度为100ug/m3，其传感器输入的脉冲信号中的高电平宽度为100ms，单片机D可根据该脉冲信号中的高电平宽度生成一个PWM信号，然后该PWM信号经过由R4、C3、R5、C4组成的滤波电路输出为一个模拟电压信号，该模拟电压信号再经过同相直流放大器放大两倍经过电压输出接口J2输出到楼宇控制电路接口中，并且被楼宇控制电路接口识别的模拟电压信号。
本实用新型能够将PM2.5传感器输出的脉冲信号转换为0～10V的电压信号，从而可以使PM2.5传感器连接楼宇控制设备的0～10V的模拟接口中，解决PM2.5传感器和楼宇控制设备接口之间不能连接的问题。本实用新型结构简单、安装方便。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，包括脉冲信号输入接口、信号产生电路模块、信号转换电路模块、电压放大电路模块以及电压输出接口；所述脉冲信号输入接口用于将脉冲信号发送给信号产生电路模块，所述信号产生电路模块用于将脉冲信号转换为PWM信号，所述信号转换电路模块用于将所述PWM信号转换为模拟电压信号，所述模拟电压信号经由电压放大电路模块进行放大后通过电压输出接口输出。
2.如权利要求1所述PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，所述信号产生电路模块包括一单片机、电容C1以及电容C2，所述单片机的输入端与脉冲信号输入接口的输出端电性连接，所述单片机的电源输入端与一外接电源电性连接，单片机的电源输入端还通过电容C1和电容C2接地；所述单片机用于将所述脉冲信号转换为PWM信号。
3.如权利要求2所述PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，所述单片机的型号为STC15F2K60S2-LQFP44。
4.如权利要求1所述PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，信号转换电路模块包括电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4以及电容C5；其中电组R4的一端用于接收PWM信号，电组R4的另一端通过电容C3接地；所述电阻R5的一端与电阻R4连接，电阻R5的另一端通过电容C4接地，电阻R5的另一端还与电容C5的正极连接，电容C5的负极接地；电阻R4、电容C3、电阻R5以及电容C4形成一个滤波电路，所述滤波电路的输出端与电压放大电路模块的输入端电性连接。
5.如权利要求1所述PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，所述电压放大电路模块包括运算放大器、电阻R1、电阻R2和电阻R3，其中电阻R1的一端接地，电阻R1的另一端与运算放大器的反相输入端电性连接；电阻R3的一端用于接收模拟电压信号，电阻R3的另一端与运算放大器的同相输入端电性连接；电阻R2的一端与运算放大器的反相输入端电性连接，电阻R2的另一端与运算放大器的输出端连接；所述运算放大器的输出还与所述电压输出接口的输入端电性连接。
6.如权利要求5所述PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，所述运算放大器的型号为LM358。
7.如权利要求1所述PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，所述PWM信号的频率为100kHz。
8.如权利要求1所述PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，所述模拟电压信号为0～5V。
9.如权利要求1所述PM2.5传感器信号转换电路，其特征在于，所述模拟电压信号经过电压放大电路模块放大两倍后通过电压输出接口输出。
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