CN206829893U - 一种多功能自动关窗器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种多功能自动关窗器，包括：检测环境信息的环境传感器；驱动窗户开关的驱动机构；以及，控制电路板；控制电路板分别与环境传感器、驱动机构电连接；控制电路板根据环境传感器监测的环境信息控制驱动机构驱动窗户开关；环境传感器包括温湿度传感器、雨滴传感器、PM2.5传感器和CO传感器。本装置结构简单，成本低，性价比较高，与传统关窗器相比较，集成多种功能，更加智能化，提高用户体验。

Description

一种多功能自动关窗器

技术领域

本实用新型涉及开关窗装置，具体涉及一种可监测PM2.5和CO的多功能自动关窗器。

背景技术

目前，已知的自动关窗器只是雨天自动关窗,无法根据CO有无以及PM2.5指数自动开启/关闭窗户，更没有直观的屏幕显示以及远程通知功能。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单，操作方便的多功能关窗器。

本实用新型的技术方案是：一种多功能自动关窗器，包括：

检测环境信息的环境传感器；

驱动窗户开关的驱动机构；

以及，控制电路板；所述控制电路板分别与环境传感器、驱动机构电连接；控制电路板根据环境传感器监测的环境信息控制驱动机构驱动窗户开关；

所述环境传感器包括温湿度传感器、雨滴传感器、PM2.5传感器和CO传感器。

进一步地，还包括：检测窗户开关状态的接近开关；所述接近开关与控制电路板电连接；所述控制电路板根据接近开关的检测信息控制驱动机构的工作状态。

进一步地，驱动机构包括：直流电机和传动机构；所述直流电机与控制电路板电连接，控制电路板通过控制直流电机带动传动机构驱动窗户开关。

进一步地，所述传动机构包括相互啮合的主动齿轮和齿轮条；所述主动齿轮安装在直流电机的输出轴上，所述齿轮条固定在窗户的窗框上。

进一步地，控制电路板包括：单片机、电机控制电路；所述单片机通过电机控制电路与直流电机电连接。

进一步地，所述电机控制电路包括：电阻R1、R2，三极管Q1、Q2，继电器K1、K2，二极管D1、D2；

电阻R1的一端与单片机连接、另一端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接电源电压；继电器K1的线圈与二极管D1并联，继电器K1的抽头与直流电机形成回路；

电阻R2的一端与单片机连接、另一端接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接二极管D2的正极，二极管D2的负极接电源电压；继电器K2的线圈与二极管D2并联，继电器K1的抽头与直流电机形成回路。

进一步地，控制电路板还包括：电压转换电路；所述电压转换电路包括：电容C1、C2、C3、C4、C5，电阻R11，发光二极管D3，LM7805芯片，AMS1117-3.3芯片；

LM7805芯片的Vin引脚连接电压电源，LM7805芯片的GND引脚接地，LM7805芯片的Vout引脚连接AMS1117-3.3芯片的3引脚，电容C1、C2均连接在LM7805芯片的Vin引脚与GND引脚之间；

AMS1117-3.3芯片的1引脚接地，电容C3连接在AMS1117-3.3芯片的3引脚与1引脚之间，发光二极管D3的正极分别连接AMS1117-3.3芯片的2引脚和4引脚，发光二极管D3的负极通过电阻R11接地，电容C5一端接AMS1117-3.3芯片的4引脚、另一端接地，电容C4与电容C5并联。

进一步地，单片机采用STM32单片机。

进一步地，还包括：显示屏；所述显示屏与控制电路板电连接。

进一步地，还包括：GSM模块；所述GSM模块与控制电路板电连接。

本实用新型提供的多功能自动关窗器，在传统雨天自动关窗器的基础上，集成温湿度监测、PM2.5数值监测以及CO监测功能，使用户可直观获悉当前室内温湿度数据，并且可以根据室外空气质量情况自动开关窗，有效避免PM2.5超标情况下室外污染空气进入室内的情况。同时，对于依旧使用罐装液化气的老旧小区用户家里，可实时监测有无燃气泄漏情况，在发现燃气泄漏后第一时间开窗通风，并以短信形式通知用户当前情况，用户获悉后可及时处理，一定程度上避免燃气泄漏所带来的人员以及财产损失，保证安全。另外，本装置结构简单，成本低，性价比较高，控制器主体置于室内，不会被雨淋湿，与传统关窗器相比较，集成多种功能，更加智能化，提高用户体验。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例原理框图。

图2是本实用新型具体实施例单片机电路示意图。

图3是本实用新型具体实施例电机控制电路示意图。

图4是本实用新型具体实施例电压转换电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行详细阐述，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施方式。

如图1所示，本实施例提供的多功能自动关窗器，包括：

检测环境信息的环境传感器；

驱动窗户开关的驱动机构；

以及，控制电路板5；控制电路板5分别与环境传感器、驱动机构电连接；控制电路板5根据环境传感器监测的环境信息控制驱动机构驱动窗户开关。

其中，环境传感器包括温湿度传感器1、雨滴传感器2、PM2.5传感器3和CO传感器4。温湿度传感器1置于室内，用来检测室内温湿度数据；雨滴传感器2置于室外，监测室外是否下雨；PM2.5传感器3主体置于室内，通过导管将外界空气引入检测口；CO传感器4置于室内，监测室内CO浓度。

本实施例还设置有检测窗户开关状态的接近开关12，接近开关12与控制电路板5电连接；所述控制电路板5根据接近开关12的检测信息控制驱动机构的工作状态。

本实施例中，驱动机构包括：直流电机9和传动机构；直流电机9与控制电路板5电连接，控制电路板5通过控制直流电机9带动传动机构驱动窗户开关。传动机构包括相互啮合的主动齿轮和齿轮条；主动齿轮安装在直流电机9的输出轴上，齿轮条固定在窗户的窗框上。

控制电路板5包括：单片机6。单片机6通过电机控制电路7与直流电机9电连接。如图2所示，具体单片机6可采用STM32单片机，优选stm32f103c8t6单片机，内核为ARM 32位的Cortex-M3，最高72MHz工作频率，在存储器的0等待周期访问时可达1.25DMips/MHZ。

控制电路板5还包括电机控制电路7，电机控制电路7与单片机6电连接。因开窗器供电电压为12V，可满足直流电机9、接近开关12的电压要求，但是单片机63.3V，通讯模块和继电器5V，没有单独供电，因此设置电压转换电路8。单片机63.3V电压对电流要求不高，我们采用LM1117-3.3V模块来提供，只需2个电容就可以实现低纹波、稳压要求。

如图3所示，电机控制电路7包括：电阻R1、R2，三极管Q1、Q2，继电器K1、K2，二极管D1、D2。电阻R1的一端与单片机6连接、另一端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接5V电源电压；继电器K1的线圈与二极管D1并联，继电器K1的抽头与直流电机9形成回路；电阻R2的一端与单片机6连接、另一端接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接二极管D2的正极，二极管D2的负极接5V电源电压；继电器K2的线圈与二极管D2并联，继电器K1的抽头与直流电机9形成回路。

首先，默认情况下S1和S2均接地线。单片机6接收到开窗指令后，PB0电平拉高，Q1导通，控制组继电器K1闭合，S1与VCC导通，形成回路，直流电机9正转，窗户打开。关闭后继电器K1断开，直流电机9停止动作。单片机6接收到关窗指令后，PB1电平拉高，Q2导通，控制组继电器K2闭合，S2与VCC导通，同时PB0电平拉低，K1断开，形成回路，直流电机9反转，关闭窗户。

如图4所示，电压转换电路8；所述电压转换电路8包括：电容C1、C2、C3、C4、C5，电阻R11，发光二极管D3，LM7805芯片，AMS1117-3.3芯片。LM7805芯片的Vin引脚连接12V电压电源，LM7805芯片的GND引脚接地，LM7805芯片的Vout引脚连接AMS1117-3.3芯片的3引脚，电容C1、C2均连接在LM7805芯片的Vin引脚与GND引脚之间；AMS1117-3.3芯片的1引脚接地，电容C3连接在AMS1117-3.3芯片的3引脚与1引脚之间，发光二极管D3的正极分别连接AMS1117-3.3芯片的2引脚和4引脚，发光二极管D3的负极通过电阻R11接地，电容C5一端接AMS1117-3.3芯片的4引脚、另一端接地，电容C4与电容C5并联。

本实施例中，还设置有显示屏10和GSM模块11，显示屏10、GSM模块11分别与控制电路板5电连接。显示屏10用于实时显示室内温湿度。GSM模块11用于发送短信至相关用户，用于提醒用户室内CO浓度情况。

本开窗器的工作原理：放置于室内的温湿度传感器1监测室内温湿度数据，单片机6接收数据并处理后送至显示屏10显示，用户可直观获悉室内温湿度数据。设定在户外的雨滴传感器2感知外界天气的变化，若下雨，雨滴传感器2会自动发送信号给单片机6，若此时窗户处于打开状态，则单片机6控制电机转动，窗体关上后接近开关12通知单片机6停止工作。PM2.5传感器3检测室外PM2.5数值，若数值超标，则发送信号给单片机6，单片机6接收信号后先判断窗户当前状态，若打开，则控制电机动作，关闭窗户。当室内所放置CO传感器4监测到CO时，发送信号至单片机6，单片机6控制电机开窗，同时将信号送至GSM模块11，发送短信至相关用户，确保用户第一时间获悉情况，及时处理。优选地，设备可集成手机控制装置，可通过控制装置手动控制窗户开启或关闭。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多功能自动关窗器，其特征在于，包括：

检测环境信息的环境传感器；

驱动窗户开关的驱动机构；

以及，控制电路板；所述控制电路板分别与环境传感器、驱动机构电连接；控制电路板根据环境传感器监测的环境信息控制驱动机构驱动窗户开关；

所述环境传感器包括温湿度传感器、雨滴传感器、PM2.5传感器和CO传感器。

2.根据权利要求1所述的多功能自动关窗器，其特征在于，还包括：检测窗户开关状态的接近开关；所述接近开关与控制电路板电连接；所述控制电路板根据接近开关的检测信息控制驱动机构的工作状态。

3.根据权利要求1或2所述的多功能自动关窗器，其特征在于，驱动机构包括：直流电机和传动机构；所述直流电机与控制电路板电连接，控制电路板通过控制直流电机带动传动机构驱动窗户开关。

4.根据权利要求3所述的多功能自动关窗器，其特征在于，所述传动机构包括相互啮合的主动齿轮和齿轮条；所述主动齿轮安装在直流电机的输出轴上，所述齿轮条固定在窗户的窗框上。

5.根据权利要求3所述的多功能自动关窗器，其特征在于，控制电路板包括：单片机、电机控制电路；所述单片机通过电机控制电路与直流电机电连接。

6.根据权利要求5所述的多功能自动关窗器，其特征在于，所述电机控制电路包括：电阻R1、R2，三极管Q1、Q2，继电器K1、K2，二极管D1、D2；

电阻R1的一端与单片机连接、另一端接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接二极管D1的正极，二极管D1的负极接电源电压；继电器K1的线圈与二极管D1并联，继电器K1的抽头与直流电机形成回路；

电阻R2的一端与单片机连接、另一端接三极管Q2的基极，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极接二极管D2的正极，二极管D2的负极接电源电压；继电器K2的线圈与二极管D2并联，继电器K1的抽头与直流电机形成回路。

7.根据权利要求5或6所述的多功能自动关窗器，其特征在于，控制电路板还包括：电压转换电路；所述电压转换电路包括：电容C1、C2、C3、C4、C5，电阻R11，发光二极管D3，LM7805芯片，AMS1117-3.3芯片；

LM7805芯片的Vin引脚连接电压电源，LM7805芯片的GND引脚接地，LM7805芯片的Vout引脚连接AMS1117-3.3芯片的3引脚，电容C1、C2均连接在LM7805芯片的Vin引脚与GND引脚之间；

AMS1117-3.3芯片的1引脚接地，电容C3连接在AMS1117-3.3芯片的3引脚与1引脚之间，发光二极管D3的正极分别连接AMS1117-3.3芯片的2引脚和4引脚，发光二极管D3的负极通过电阻R11接地，电容C5一端接AMS1117-3.3芯片的4引脚、另一端接地，电容C4与电容C5并联。

8.根据权利要求5或6所述的多功能自动关窗器，其特征在于，单片机采用STM32单片机。

9.根据权利要求1、2、4-6任一项所述的多功能自动关窗器，其特征在于，还包括：显示屏；所述显示屏与控制电路板电连接。

10.根据权利要求1、2、4-6任一项所述的多功能自动关窗器，其特征在于，还包括：GSM模块；所述GSM模块与控制电路板电连接。