CN206609061U - 一种环保空气净化器控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及一种控制系统，涉及一种环保空气净化器控制系统，在空气净化器工作的时候可以自动或手动进入节能模式，熄灭液晶屏的背光灯，降低能耗，通过检测人体红外信号开启液晶屏的背光灯，正常显示信息，达到节能环保的目的。环保空气净化器控制系统的空气质量检测电路、控制按键、遥控接收电路、供电模块、时钟电路的输出端连接着单片机的输入端，遥控电路通过红外线连接着遥控接收电路，红外感应电路连接着单片机，单片机的输出端连接着驱动电路、声光提示电路、显示电路的输入端，驱动电路的输出端连接着空气净化器开关、风扇开关、杀菌灯开关的输入端。

Description

一种环保空气净化器控制系统

技术领域

本实用新型主要涉及一种控制系统，更具体地说，涉及一种环保空气净化器控制系统。

背景技术

随着生活的日益发展，人们生活水平日渐提高，同时也伴随着很多问题的产生，由于人们对工业发展所造成的负面影响预料不够，预防不及时，造成了现在我们存在的三大危机：资源短缺、环境污染、生态破坏。如今重要的有大气污染，土壤污染以及水体污染，每一个都与我们的生活息息相关，严重影响着我们的生活质量，并且人们的生存离不开空气，空气质量的好坏直接影响着人们的身体健康，为了提高人们的生活质量，同时也为了避免人们的身体健康因为空气污染受到伤害，出现了很多样式和功能的空气净化器，而具有技术先进、功能强大、效率高的室内空气净化器一直是人们所追寻的目标。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种环保空气净化器控制系统，在空气净化器工作的时候可以自动或手动进入节能模式，熄灭液晶屏的背光灯，降低能耗，通过检测人体红外信号开启液晶屏的背光灯，正常显示信息，达到节能环保的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型一种环保空气净化器控制系统包括单片机、空气质量检测电路、控制按键、遥控接收电路、遥控电路、供电模块、红外感应电路、驱动电路、空气净化器开关、风扇开关、杀菌灯开关、显示电路、声光提示电路、时钟电路，在空气净化器工作的时候可以自动或手动进入节能模式，熄灭液晶屏的背光灯，降低能耗，通过检测人体红外信号开启液晶屏的背光灯，正常显示信息，达到节能环保的目的。

其中，所述空气质量检测电路的输出端连接着单片机的输入端；所述控制按键的输出端连接着单片机的输入端；所述遥控接收电路的输出端连接着单片机的输入端；所述遥控电路通过红外线连接着遥控接收电路；所述供电模块的输出端连接着单片机的输入端；所述红外感应电路连接着单片机；所述单片机的输出端连接着驱动电路的输入端；所述驱动电路的输出端连接着空气净化器开关的输入端；所述驱动电路的输出端连接着风扇开关的输入端；所述驱动电路的输出端连接着杀菌灯开关的输入端；所述单片机的输出端连接着显示电路的输入端；所述单片机的输出端连接着声光提示电路的输入端；所述时钟电路的输出端连接着单片机的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种环保空气净化器控制系统所述单片机采用ATmega64单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种环保空气净化器控制系统所述空气质量检测电路采用GP2Y1010AU0F粉尘传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种环保空气净化器控制系统所述遥控接收电路采用PT2272解码芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种环保空气净化器控制系统所述遥控电路采用PT2262编码芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种环保空气净化器控制系统所述驱动电路采用74LS07驱动芯片。

控制效果：本实用新型一种环保空气净化器控制系统，在空气净化器工作的时候可以自动或手动进入节能模式，熄灭液晶屏的背光灯，降低能耗，通过检测人体红外信号开启液晶屏的背光灯，正常显示信息，达到节能环保的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的硬件结构图。

图2为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的单片机的电路图。

图3为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的空气质量检测电路的电路图。

图4为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的遥控接收电路的电路图。

图5为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的遥控电路的电路图。

图6为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的时钟电路的电路图。

图7为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的显示电路的电路图。

图8为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的声光提示电路的电路图。

图9为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的红外感应电路的电路图。

图10为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的供电模块的电路图。

图11为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的驱动电路的电路图。

图12为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的空气净化器开关的电路图。

图13为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的风扇开关的电路图。

图14为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的杀菌灯开关的电路图。

图15为本实用新型一种环保空气净化器控制系统的控制按键的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，本实施方式所述一种环保空气净化器控制系统包括单片机、空气质量检测电路、控制按键、遥控接收电路、遥控电路、供电模块、红外感应电路、驱动电路、空气净化器开关、风扇开关、杀菌灯开关、显示电路、声光提示电路、时钟电路，在空气净化器工作的时候可以自动或手动进入节能模式，熄灭液晶屏的背光灯，降低能耗，通过检测人体红外信号开启液晶屏的背光灯，正常显示信息，达到节能环保的目的。

其中，所述空气质量检测电路的输出端连接着单片机的输入端，空气质量检测电路采用GP2Y1010AU0F粉尘传感器，空气质量检测电路用于检测空气中粉尘、烟雾等细微颗粒，利用光学原理，将检测到的细微颗粒转换为模拟电压信号，模拟电压信号经过由两个电阻R7和R8组成的衰减器电路，分别产生具有差值的电压信号，通过OUT2_G、OUT3_G端分别传送给单片机的A/D模块PF2、PF3引脚，单片机的A/D模块将模拟电压信号转换为数字电压信号并进行处理分析；单片机的PF0引脚向空气质量检测电路的OUT1_G端发送控制信号。

所述控制按键的输出端连接着单片机的输入端，控制按键采用独立按键，包括开/关机按键SW1、时间加按键SW2、时间减按键SW3、确定按键SW4，在每个控制按键的两端并联电容，用于电源滤波，达到去抖的效果，其中，开/关机按键SW1用于控制系统的开/关机，SW1端与单片机的PD2引脚相连接；时间加按键SW2、时间减按键SW3、确定按键SW4用于调节时间，每按下一次按键SW2，时间加1分钟，每按下一次按键SW3，时间减1分钟，用于实现定时功能，设定好时间后按下按键SW4进行确定，SW2、SW3、SW4端与单片机的PD3、PD4、PD5引脚相连接。

所述遥控接收电路的输出端连接着单片机的输入端，遥控接收电路采用PT2272解码芯片，J04P从遥控电路接收到的信号送入PT2272解码芯片中，解码芯片PT2272接收到信号后，进行解码处理，VT_P端输出高电平给单片机的PD7引脚，与此同时相应的数据端D0_P、D1_P、D2_P、D3_P也输出高电平，将解码值传送给单片机，数据端D0_P、D1_P、D2_P、D3_P分别与单片机的PA3、PA4、PA5、PA6引脚相连接，不同的解码值对应不同的处理结果，单片机根据接收到的解码值控制相应模块电路进行工作。

所述遥控电路通过红外线连接着遥控接收电路，遥控电路通过按键向空气净化器控制系统发送控制信号，使其完成相应的功能，遥控电路中的按键分别为开/关机按键、定时按键、节能模式按键，遥控电路采用PT2262编码芯片，PT2262编码芯片发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，当遥控电路没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，高频发射电路F05P不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间高频发射电路F05P起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间高频发射电路F05P停止振荡，所以高频发射电路F05P完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控相当于调制度为100％的调幅。

所述供电模块的输出端连接着单片机的输入端，供电模块用于给系统供电，保证系统正常工作，供电模块采用220V家用交流电源供电，当有交流电接入后，首先降压为12V，然后进入电桥电路中进行整流，将交流电整流为直流电，直流电通过电容滤波后进入稳压器7812，得到+12V直流电，再经过电容滤波后进入稳压器7812，得到+5V直流电，在电路中增加了一块12V蓄电池，在有220交流电输入时，被充电或者不工作，通过VCC端口给系统供电。

所述红外感应电路连接着单片机，红外感应电路包括红外发射管电路和红外接收管电路，单片机产生4000Hz的方波信号，通过PE7引脚向IN_D端发送，驱动红外线发射管D2发射红外线脉冲，当有手或者身体其他部位遮挡住红外线时，发射的红外线脉冲被反射回来，由红外接收管D1接收并转换为电信号，电信号经U1A、U1B运放进行信号放大后得到方波信号，并通过OUT_D端传送给单片机的PE6引脚，单片机接收到人体信号后驱动空气净化器的显示电路中的LCD12864液晶屏背光点亮，从而使用户可以看到空气净化器的显示信息。

所述单片机的输出端连接着驱动电路的输入端，驱动电路采用74LS07作为驱动芯片，额定电压为5V，为了降低电磁干扰，采用光电耦合器TLP521-4进行光电隔离，避免驱动电路发生故障导致功率放大器中的高电平信号进入单片机从而烧坏器件，光电耦合器TLP521-4的IN1端与单片机的PA0引脚相连接，光电耦合器TLP521-4的IN2端与单片机的PA1引脚相连接，光电耦合器TLP521-4的IN3端与单片机的PA2引脚相连接。

所述驱动电路的输出端连接着空气净化器开关的输入端，空气净化器开关用于控制负离子发生装置，驱动电路中的驱动芯片74LS07的1Y端与空气净化器开关的JR1端相连接，当单片机的PA0引脚输出低电平信号，使驱动电路导通，空气净化器开关K1线圈通电，常开触点闭合，空气净化器通电工作，开始净化空气；当单片机的PA0引脚输出高电平信号，使驱动电路截止，空气净化器开关K1线圈断电，闭合的触点打开，空气净化器断电停止工作。

所述驱动电路的输出端连接着风扇开关的输入端，风扇开关用于控制扇叶电机28BYJ-46的开启或关闭，驱动电路中的驱动芯片74LS07的2Y端与风扇开关的JR2端相连接，当单片机的PA1引脚输出低电平信号，使驱动电路导通，风扇开关K2线圈通电，常开触点闭合，风扇通电工作，调换净化器中的空气；当单片机的PA1引脚输出高电平信号，使驱动电路截止，风扇开关K2线圈断电，闭合的触点打开，风扇断电停止工作。

所述驱动电路的输出端连接着杀菌灯开关的输入端，杀菌灯开关用于控制ZW8S15W型紫外线灯，驱动电路中的驱动芯片74LS07的3Y端与杀菌灯开关的JR3端相连接，当单片机的PA2引脚输出低电平信号，使驱动电路导通，杀菌灯开关K3线圈通电，常开触点闭合，杀菌灯通电发光，进行杀菌工作；当单片机的PA2引脚输出高电平信号，使驱动电路截止，杀菌灯开关K3线圈断电，闭合的触点打开，杀菌灯断电熄灭。

所述单片机的输出端连接着显示电路的输入端，显示电路采用LCD12864液晶屏，用于显示设定时间及空气净化器的工作时间信息；显示电路的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7端与单片机的PC0、PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6、PC7引脚相连接，用来显示数据；显示电路的RS端与单片机的PE3引脚相连接，用来控制数据命令；显示电路的R/W端与单片机的PE4引脚相连接，用来控制读写操作；显示电路的使能端E与单片机的PE5引脚相连接；单片机的PE3、PE4、PE5引脚用于控制显示电路中的数码管的选通状态，显示电路的PWM端与单片机的PA7引脚相连接，电阻R20为限流电阻，单片机的PA7引脚给PWM端传送给高电平，使三极管导通，LCD12864液晶屏的背光灯点亮。

所述单片机的输出端连接着声光提示电路的输入端，声光提示电路采用LED指示灯和蜂鸣器，LED指示灯的驱动电流小，因此可以使用单片机的I/O口进行直接驱动，声光提醒电路的LED端与单片机的PG3引脚相连接，当单片机的PG3引脚输出高电平时，LED导通发光；由于蜂鸣器是直流电压驱动器件，只需要给蜂鸣器供上额定的电压就能驱动蜂鸣器发声，蜂鸣器的工作电流比较大，因此单片机通过NPN三极管将电流放大来驱动蜂鸣器发声，单片机的PG4引脚与声光提醒电路的LS1端相连接，通过一个电阻R18接到NPN三极管Q9的基极，电阻R18为限流电阻，防止流过NPN三极管Q9基极电流过大损坏三极管，电阻R17有两个作用，第一个作用是R17相当于NPN三极管Q9基极的下拉电阻，如果LS1输入端悬空，则由于R17的存在能够使NPN三极管Q9保持在可靠的关断状态，第二个作用是R17可提升高电平的门槛电压；C17为电源滤波电容，用于滤除电源高频杂波；电容C18可以在有强干扰环境下，有效的滤除干扰信号，避免蜂鸣器变音和意外发声；单片机的PG4引脚向声光提醒电路的LS1端发送高电平时，NPN三极管Q9导通，蜂鸣器进行发声提醒。

所述时钟电路的输出端连接着单片机的输入端，时钟电路用于产生时钟信号给系统提供实时时间，时钟电路的SCLK引脚与单片机的PB1引脚相连接；时钟电路的RST引脚与单片机的PB4引脚相连接，RST引脚为输入信号，在读、写数据期间，必须为高；时钟电路的I/O引脚与单片机的PB5引脚相连接。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述单片机采用ATmega64单片机。所述ATmega64是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega64的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以缓解系统在功耗和处理速度之间的矛盾。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述空气质量检测电路采用GP2Y1010AU0F粉尘传感器。所述GP2Y1010AU0F是日本夏普公司开发的一款光学灰尘浓度检测传感器。此传感器内部成对脚分布的红外发光管和光电晶体管，利用光敏原理来工作。用于检测特别细微的颗粒，如香烟颗粒、细微灰尘，依靠输出脉冲的高度来判断颗粒浓度。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述遥控接收电路采用PT2272解码芯片。所述PT2272是一款用以解码的芯片，编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平给单片机的P5.4引脚，与此同时相应的数据脚D0_P、D1_P、D2_P、D3_P也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述遥控电路采用PT2262编码芯片。编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，当遥控电路没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控相当于调制度为100％的调幅。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15说明本实施方式，所述驱动电路采用74LS07驱动芯片。采用74LS07作为驱动芯片，额定电压为5V，为了降低电磁干扰，74LS07驱动芯片与单片机通过TLP521-4光电耦合器进行连接，TLP521-4连接至74LS07的1A、2A、3A端，采用光电耦合器TLP521-4进行光电隔离，避免驱动电路发生故障导致功率放大器中的高电平信号进入单片机从而烧坏器件，光电耦合器TLP521-4的IN1端与单片机的P1.2引脚相连接，光电耦合器TLP521-4的IN2端与单片机的P1.3引脚相连接，光电耦合器TLP521-4的IN3端与单片机的P1.4引脚相连接。

本实用新型一种环保空气净化器控制系统的工作原理为：本实用新型一种环保空气净化器控制系统，供电模块用于给系统提供电能，保证系统的正常工作，可以通过两种方式开启系统，一种方式是通过按下按键SW1，开启系统，另一种方式是通过遥控电路中的开/关机按键，按下此按键后，遥控电路将此数据编码并发送出去，遥控接收电路接收到编码数据后进行解码处理，并将解码后的数据传送给单片机，唤醒单片机开始工作，单片机驱动声光提醒电路，点亮LED指示灯，并驱动蜂鸣器发声，提醒用户系统已开启，系统开始工作后，空气质量检测电路用于检测空气中的粉尘烟雾等细微颗粒，通过粉尘传感器将检测结果转换为模拟电压信号传送给单片机的模数转换接口，将模拟电压信号转换为数字电压信号并进行处理分析，同时单片机驱动风扇开关、空气净化器开关、杀菌灯开关闭合，风扇的转动引起空气的流动，空气净化器采用负离子发生器来净化空气，杀菌灯对空气进行杀菌处理；时钟电路用于为系统提供实时时间，通过按键SW2、SW3、SW4或者遥控电路的定时按键实现预约时间的设定，每按下一次按键SW2，时间加1分钟，每按下一次按键SW3，时间减1分钟，设定好时间后按下按键SW4进行确定，通过显示电路显示预约时间，确定按键按下后单片机控制进行计时工作，到达预定时间后，单片机向驱动电路发送控制信号，使空气净化器、风扇、杀菌灯停止工作；在系统工作15min后或者按下遥控电路的节能模式按键，单片机自动进入节能模式，即显示电路的背光灯熄灭，不显示信息，若要使显示电路的背光灯点亮，只需要将手或者身体部位放到空气净化器的红外感应电路前端，单片机接收到人体信号时，驱动显示电路的背光灯点亮，显示电路显示数据，这样能够达到环保节能的目的。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种环保空气净化器控制系统，其特征在于，所述环保空气净化器控制系统包括单片机、空气质量检测电路、控制按键、遥控接收电路、遥控电路、供电模块、红外感应电路、驱动电路、空气净化器开关、风扇开关、杀菌灯开关、显示电路、声光提示电路、时钟电路，所述空气质量检测电路的输出端连接着单片机的输入端；所述控制按键的输出端连接着单片机的输入端；所述遥控接收电路的输出端连接着单片机的输入端；所述遥控电路通过红外线连接着遥控接收电路；所述供电模块的输出端连接着单片机的输入端；所述红外感应电路连接着单片机；所述单片机的输出端连接着驱动电路的输入端；所述驱动电路的输出端连接着空气净化器开关的输入端；所述驱动电路的输出端连接着风扇开关的输入端；所述驱动电路的输出端连接着杀菌灯开关的输入端；所述单片机的输出端连接着显示电路的输入端；所述单片机的输出端连接着声光提示电路的输入端；所述时钟电路的输出端连接着单片机的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种环保空气净化器控制系统，其特征在于：所述单片机采用ATmega64单片机。

3.根据权利要求1所述的一种环保空气净化器控制系统，其特征在于：所述空气质量检测电路采用GP2Y1010AU0F粉尘传感器。

4.根据权利要求1所述的一种环保空气净化器控制系统，其特征在于：所述遥控接收电路采用PT2272解码芯片。

5.根据权利要求1所述的一种环保空气净化器控制系统，其特征在于：所述遥控电路采用PT2262编码芯片。

6.根据权利要求1所述的一种环保空气净化器控制系统，其特征在于：所述驱动电路采用74LS07驱动芯片。