CN211692915U - 一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，包括单片机、红外感应器和风扇，红外感应器的输出端与单片机的输入端电连接，单片机的输出端控制风扇启停，还包括电源电路和继电器，电源电路的输入端与市电的输出端电连接，电源电路的输出端通过继电器的线圈与单片机的控制端电连接，市电通过继电器的主触头与风扇的电机电连接；本实用新型通过电源电路给单片机以及继电器的线圈分别提供直流5V、直流12V电压，当红外感应器感应到人体时，单片机输出高电平，使继电器的线圈得电闭合而使风扇的电机得电启动；红外感应器感应不到人体时，单片机使继电器的线圈失电断开而使风扇的电机失电停止，从而实现对风扇的自动启停控制。

Description

一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路

技术领域

本实用新型涉及到风扇控制技术领域，尤其涉及到一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路。

背景技术

夏季是高校、小区、超市等地的用电高峰时期，尤其是南方小区一楼电梯口，由于用户在电梯附近，温度高，这时需要打开风扇以降温，在用户离开电梯，风扇需要自动关闭，以节能电能；如专利号CN 103032358A，专利名称为一种风扇控制器的发明专利，主要通过红外感应器在感应到人体的红外信号时，由单片机控制风扇启动工作，人离开位置时，控制风扇关断，以节能电能，但是该专利中并未公布单片机的电源以及单片机具体如何控制风扇启停，因为市场上单片机的工作电源很低，无法采用市电AC220V供电；因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路,解决的上述问题。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，包括单片机、红外感应器和风扇，红外感应器的输出端与单片机的输入端电连接，单片机的输出端控制风扇启停，还包括电源电路和继电器，电源电路的输入端与市电的输出端电连接，电源电路的输出端通过继电器的线圈与单片机的控制端电连接，使单片机控制继电器的线圈得失电以进行开合，市电通过继电器的主触头与风扇的电机电连接，以给风扇的电机提供工作电源；

电源电路包括电容CX1、共模电感、整流电路、启动电路、钳位RCD吸收电路、电源模块U1、一级降压电路、一级滤波电路、二级滤波电路、信号反馈电路和二级降压电路且依次电连接，电容CX1并联在市电输出端的两端，二级降压电路的输入端与继电器的线圈一端电连接，以作为继电器的线圈工作电源，二级降压电路的输出端与单片机的电源端电连接，以给单片机提供工作电源。

优选的，市电AC220V的输出端L相与共模电感之间还连接有熔断器一F1。

优选的，启动电路包括电阻R1、电阻R2、电容C2和稳压管D1，所述电阻R1的一端与整流电路的输出端电连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端电连接，稳压管D1和电容C2的一端短接后接地，稳压管D1和电容C2的另一端和电阻R2的另一端短接后与电源模块U1的电源端管脚7电连接；电源模块U1的型号为ICE2A0565。

优选的，钳位RCD吸收电路包括电容C3、电阻R4A、电阻R4B和二极管D2，电容C3、电阻R4A、电阻R4B并联后一端与启动电路的输出端电连接，电容C3、电阻R4A、电阻R4B并联后另一端与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极与电源模块U1的管脚4电连接。

优选的，一级降压电路包括初级端L1、初级端L2、次级端、二极管D3和电阻R3，所述初级端L1的一端与钳形RCD吸收电路的输出端电连接，初级端L1的另一端与电源模块U1的管脚4和管脚5电连接；初级端L2的一端经过串联连接的二极管D3和电阻R3后与电源模块U1的管脚7电连接，由二极管D3整流，在经过电阻R3限流后给电源模块U1提供稳定的工作电压。

优选的，一级滤波电路包括电阻R7、电容C7、二极管D4和电容C8，所述电阻R7和二极管D4的一端短接后与次级端的一端电连接，电阻R7的另一端与电容C7的一端电连接，电容C7的另一端与二极管D4的负极电连接，电容C8的一端与二极管D4的负极电连接,电容C8的另一端接地。

优选的，信号反馈电路包括电阻R13、二极管D5、滑动电阻RV1、光耦OP1和电阻R6，滑动电阻RV1的引脚3和电阻R13的一端均与二级降压电路的输入端电连接，电阻R13的另一端经过二极管D5与地连接，以显示二级降压电路的输入端带电；电阻R11的一端接地，电阻R11的另一端与滑动电阻RV1的另一端短接后与稳压管U3的第一端电连接，稳压管U3的第二端接地，稳压管U3的第三端经过电阻R9与光耦OP1的管脚2电连接，滑动电阻RV1的引脚1经过两个RC滤波电路与光耦OP1的管脚1电连接，光耦OP1的管脚3接地，光耦OP1的管脚4与电阻R6的一端电连接，电阻R6的另一端与电源模块U1的管脚2电连接，光耦OP1将检测到的二级滤波电路输出后的电压检测信号反馈给电源模块U1，以便于电源模块U1调整一级降压电路的输入电压。

优选的，二级降压电路包括稳压芯片U4和电容C11，其中，稳压芯片U4的输入端为直流12V电压，稳压芯片U4的输出端为直流5V电压，电容C11的正极与稳压芯片U4的输出端电连接，电容C11的负极接地。

优选的，单片机的管脚2为控制端，单片机的管脚2与电阻R23的一端电连接，电阻R23的另一端与开关管Q1的G极电连接，开关管Q1的S极接地，继电器KA的线圈的一端和二极管D6的正极短接后与开关管Q1的D极电连接，继电器KA的线圈的另一端和二极管D6的负极短接后与二级降压电路的输入端电连接。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本实用新型通过电源电路给单片机以及继电器的线圈分别提供直流5V、直流12V电压，与此同时，当红外感应器感应到人体靠近时，将信号传给单片机，由单片机输出高电平，使继电器的线圈得电闭合，这时继电器的主触头闭合，进而使风扇的电机主回路得电启动；当红外感应器感应不到人体时，单片机的控制端输出低电平或不输出电平，使继电器的线圈失电断开，这时继电器的主触头断开，进而使风扇的电机主回路失电停止，从而实现了对风扇的自动启停控制。

附图说明

为了更清楚的说明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使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是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为本实用新型的电源电路结构示意图；

图2为本实用新型的单片机与继电器的控制结构示意图；

图3为本实用新型的市电与风扇电机的主回路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型的整体结构如下：

一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，包括单片机、红外感应器和风扇，红外感应器的输出端与单片机的输入端电连接，单片机的输出端控制风扇启停，还包括电源电路和继电器，电源电路的输入端与市电的输出端电连接，电源电路的输出端通过继电器的线圈与单片机的控制端电连接，使单片机控制继电器的线圈得失电以进行开合，市电通过继电器的主触头与风扇的电机电连接，以给风扇的电机提供工作电源；

电源电路包括电容CX1、共模电感、整流电路、启动电路、钳位RCD吸收电路、电源模块U1、一级降压电路、一级滤波电路、二级滤波电路、信号反馈电路和二级降压电路且依次电连接，电容CX1并联在市电输出端的两端，二级降压电路的输入端与继电器的线圈一端电连接，以作为继电器的线圈工作电源，二级降压电路的输出端与单片机的电源端电连接，以给单片机提供工作电源。

优选的，市电AC220V的输出端L相与共模电感之间还连接有熔断器一F1，其中，熔断器一可以起到保护后面其他电路的作用，防止因某个电路短路而影响到其他相邻电路；进一步，电容CX1与共模电感LF组成的电源共模滤波器，共模电感安装在市电的输出端，起EMI滤波的作用，用于抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射。

进一步，电容CX1的容量大小为2200pf，即0.022uf,其他的电容标记为103的，容量为10000pf，即0.01uf，电容后面标记104的，容量为100000pf，即0.1uf。

优选的，整流电路包括整流桥DR1和电容C1，其中整流桥DR1为四个二极管首尾依次相邻构成，电容C1为滤波作用，该整流电路将市电的输出端AC220V转换为DC310V。

进一步，启动电路用于给电源模块U1提供启动电压，启动电路包括电阻R1、电阻R2、电容C2和稳压管D1，所述电阻R1的一端与整流电路的输出端电连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端电连接，稳压管D1和电容C2的一端短接后接地，稳压管D1和电容C2的另一端和电阻R2的另一端短接后与电源模块U1的电源端管脚7电连接；电源模块U1的型号为ICE2A0565。

优选的，钳位RCD吸收电路包括电容C3、电阻R4A、电阻R4B和二极管D2，电容C3、电阻R4A、电阻R4B并联后一端与启动电路的输出端电连接，电容C3、电阻R4A、电阻R4B并联后另一端与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极与电源模块U1的管脚4电连接。

优选的，一级降压电路用于将DC310电压降为DC12V，一级降压电路包括初级端L1、初级端L2、次级端、二极管D3和电阻R3，所述初级端L1的一端与钳形RCD吸收电路的输出端电连接，初级端L1的另一端与电源模块U1的管脚4和管脚5电连接；初级端L2的一端经过串联连接的二极管D3和电阻R3后与电源模块U1的管脚7电连接，由二极管D3整流，在经过电阻R3限流后给电源模块U1提供稳定的工作电压。

优选的，一级滤波电路用于对经一级降压电路降压后的DC12V电压进行滤波，一级滤波电路包括电阻R7、电容C7、二极管D4和电容C8，所述电阻R7和二极管D4的一端短接后与次级端的一端电连接，电阻R7的另一端与电容C7的一端电连接，电容C7的另一端与二极管D4的负极电连接，电容C8的一端与二极管D4的负极电连接,电容C8的另一端接地。

进一步，二级滤波电路用于对DC12V电压再次进行滤波，其中，二级滤波电路包括电感L1、电容C9、电容C10和电阻R8，电容C9、电容C10和电阻R8并联之后与电感L1串联。

优选的，信号反馈电路用于对二级滤波电路输出的直流电压进行检测并反馈给电源模块，信号反馈电路包括电阻R13、二极管D5、滑动电阻RV1、光耦OP1和电阻R6，滑动电阻RV1的引脚3和电阻R13的一端均与二级降压电路的输入端电连接，电阻R13的另一端经过二极管D5与地连接，以显示二级降压电路的输入端带电；电阻R11的一端接地，电阻R11的另一端与滑动电阻RV1的另一端短接后与稳压管U3的第一端电连接，稳压管U3的第二端接地，稳压管U3的第三端经过电阻R9与光耦OP1的管脚2电连接，滑动电阻RV1的引脚1经过两个RC滤波电路与光耦OP1的管脚1电连接，光耦OP1的管脚3接地，光耦OP1的管脚4与电阻R6的一端电连接，电阻R6的另一端与电源模块U1的管脚2电连接，光耦OP1将检测到的二级滤波电路输出后的电压检测信号反馈给电源模块U1，以便于电源模块U1调整一级降压电路的输入电压。

进一步，光耦OP1的型号为PC817，当输入端加电信号时，发光器发出光线，照射在受光器上，受光器接受光线后导通，产生光电流从输出端输出，从而实现了“电-光-电”的转换，光耦OP1为现有技术，再次不做详细赘述。

进一步，电源模块U1为现有技术，再此也不做详细赘述。

优选的，二级降压电路包括稳压芯片U4和电容C11，其中，稳压芯片U4的输入端为直流12V电压，稳压芯片U4的输出端为直流5V电压，电容C11的正极与稳压芯片U4的输出端电连接，电容C11的负极接地，稳压芯片U4的型号为HT7150型。

优选的，红外感应器的一端采集人体是否靠近，红外感应器的另一端与单片机的管脚14电连接，以将检测到的人体信号传给单片机，单片机的管脚2为控制端，单片机的管脚2与电阻R23的一端电连接，电阻R23的另一端与开关管Q1的G极电连接，开关管Q1的S极接地，继电器KA的线圈的一端和二极管D6的正极短接后与开关管Q1的D极电连接，继电器KA的线圈的另一端和二极管D6的负极短接后与二级降压电路的输入端电连接。

进一步，单片机U2的型号为BISS0001型，也为现有技术，再次不做详细赘述。

进一步，市电的输出端的L相依次经过熔断器二FU、继电器KA的主触头、风扇FS的电机后回流到市电AC的输出端N线，从而构成风扇的电机供电主回路，当继电器的线圈得电，继电器的主触头闭合，这时风扇的电机得电而工作，当继电器的线圈失电，继电器的主触头断开，这时风扇的电机停止运行；其中，继电器的线圈电压为12V直流电，而风扇的电机工作电压为AC220V。

工作原理：

电源电路的工作过程：首先市电的输出端输出AC220电压，经过熔断器一F1后，送至电容CX1和共模电感LF组成的电源共模滤波器，一方面滤除电网中的高频干扰信号，另一方面抑制开关电源产生的高频开关干扰对电网的污染；滤波后的220V交流电经整流电路进行整流滤波后，产生约310的直流电，接着该电压一路经过初级端L1的绕组，加到电源模块U1的管脚4和管脚5上，另一路经过初级端L2的绕组后在经过启动电阻R3之后给电容C2充电，使电源模块U1的管脚7的电压逐步上升，当电源模块U1的管脚7电压升高至13.5电压时，这时电源模块内部各功能开始正常工作；当电源模块U1工作后，一级降压电路的次级输出高频脉冲电压，经一级、二级滤波电路后成为稳定的直流电压12V，然后直流电压12V经过二级降压电路的降压芯片U4降压为5V，其中直流电压12V给继电器的线圈供电，直流电压5V给单片机U2供电；

信号反馈过程：当某个电路故障，导致二级滤波电路输出的电压升高时，通过滑动电阻RV1和电阻R11分压后加在稳压管U3的控制端1脚的电压相应的升高，使得流过稳压管U3的2脚和3脚的电流增加，这时光耦OP1的发光二极管因电流增大而发光增强，光耦OP1的光敏三极管导通增强而内阻减小，使光耦OP1的管脚4电压降低，这时电源模块U1的内部脉宽控制电路通过脉宽调整，使电源模块U1的内部开关管导通时间变短，进而使一级降压电路中的初级端绕组储能减少，输出电压降低，从而达到稳定输出电压的目的：若输出电压降低时其稳压控制过程与上述过程相反；

风扇自动启停过程：当红外感应器感应到人体靠近时，将信号传给单片机U2，由单片机输出高电平，使继电器KA的线圈得电闭合，这时继电器KA的主触头闭合，进而使风扇的电机主回路得电启动；当红外感应器感应不到人体时，单片机的控制端输出低电平或不输出电平，使继电器KA的线圈失电断开，这时继电器KA的主触头断开，进而使风扇FS的电机主回路失电停止，从而实现了对风扇FS的自动启停控制。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，包括单片机、红外感应器和风扇，红外感应器的输出端与单片机的输入端电连接，单片机的输出端控制风扇启停，其特征在于，还包括电源电路和继电器，电源电路的输入端与市电的输出端电连接，电源电路的输出端通过继电器的线圈与单片机的控制端电连接，使单片机控制继电器的线圈得失电以进行开合，市电通过继电器的主触头与风扇的电机电连接，以给风扇的电机提供工作电源；

电源电路包括电容CX1、共模电感、整流电路、启动电路、钳位RCD吸收电路、电源模块U1、一级降压电路、一级滤波电路、二级滤波电路、信号反馈电路和二级降压电路且依次电连接，电容CX1并联在市电输出端的两端，二级降压电路的输入端与继电器的线圈一端电连接，以作为继电器的线圈工作电源，二级降压电路的输出端与单片机的电源端电连接，以给单片机提供工作电源。

2.根据权利要求1中所述一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，其特征在于，市电AC220V的输出端L相与共模电感之间还连接有熔断器一F1。

3.根据权利要求1中所述一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，其特征在于，启动电路包括电阻R1、电阻R2、电容C2和稳压管D1，所述电阻R1的一端与整流电路的输出端电连接，电阻R1的另一端与电阻R2的一端电连接，稳压管D1和电容C2的一端短接后接地，稳压管D1和电容C2的另一端和电阻R2的另一端短接后与电源模块U1的电源端管脚7电连接；电源模块U1的型号为ICE2A0565。

4.根据权利要求1中所述一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，其特征在于，钳位RCD吸收电路包括电容C3、电阻R4A、电阻R4B和二极管D2，电容C3、电阻R4A、电阻R4B并联后一端与启动电路的输出端电连接，电容C3、电阻R4A、电阻R4B并联后另一端与二极管D2的负极电连接，二极管D2的正极与电源模块U1的管脚4电连接。

5.根据权利要求3中所述一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，其特征在于，一级降压电路包括初级端L1、初级端L2、次级端、二极管D3和电阻R3，所述初级端L1的一端与钳形RCD吸收电路的输出端电连接，初级端L1的另一端与电源模块U1的管脚4和管脚5电连接；初级端L2的一端经过串联连接的二极管D3和电阻R3后与电源模块U1的管脚7电连接，由二极管D3整流，在经过电阻R3限流后给电源模块U1提供稳定的工作电压。

6.根据权利要求5中所述一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，其特征在于，一级滤波电路包括电阻R7、电容C7、二极管D4和电容C8，所述电阻R7和二极管D4的一端短接后与次级端的一端电连接，电阻R7的另一端与电容C7的一端电连接，电容C7的另一端与二极管D4的负极电连接，电容C8的一端与二极管D4的负极电连接,电容C8的另一端接地。

7.根据权利要求1中所述一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，其特征在于，信号反馈电路包括电阻R13、二极管D5、滑动电阻RV1、光耦OP1和电阻R6，滑动电阻RV1的引脚3和电阻R13的一端均与二级降压电路的输入端电连接，电阻R13的另一端经过二极管D5与地连接，以显示二级降压电路的输入端带电；电阻R11的一端接地，电阻R11的另一端与滑动电阻RV1的另一端短接后与稳压管U3的第一端电连接，稳压管U3的第二端接地，稳压管U3的第三端经过电阻R9与光耦OP1的管脚2电连接，滑动电阻RV1的引脚1经过两个RC滤波电路与光耦OP1的管脚1电连接，光耦OP1的管脚3接地，光耦OP1的管脚4与电阻R6的一端电连接，电阻R6的另一端与电源模块U1的管脚2电连接，光耦OP1将检测到的二级滤波电路输出后的电压检测信号反馈给电源模块U1，以便于电源模块U1调整一级降压电路的输入电压。

8.根据权利要求1中所述一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，其特征在于，二级降压电路包括稳压芯片U4和电容C11，其中，稳压芯片U4的输入端为直流12V电压，稳压芯片U4的输出端为直流5V电压，电容C11的正极与稳压芯片U4的输出端电连接，电容C11的负极接地。

9.根据权利要求8中所述一种基于红外感应的风扇自动启停控制电路，其特征在于，单片机的管脚2为控制端，单片机的管脚2与电阻R23的一端电连接，电阻R23的另一端与开关管Q1的G极电连接，开关管Q1的S极接地，继电器KA的线圈的一端和二极管D6的正极短接后与开关管Q1的D极电连接，继电器KA的线圈的另一端和二极管D6的负极短接后与二级降压电路的输入端电连接。

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