CN217954472U - 一种风动传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种风动传感器，包括：微处理器U1连接有温湿度补偿电路；热敏电阻PTC1用于设于检测环境中；限流电阻RA一端与热敏电阻PTC1连接，另一端接地；运算放大器U2输入端与热敏电阻PTC1和限流电阻RA之间的连接点连接，其输出端与微处理器U1连接；电容Ch一端与运算放大器U2的输出端，另一端接地；热敏电阻PTC1外接VCC电压。本实用新型结构简单，所使用的器件均为常规的电子元器件，电子元器件的数量相对较少，价格低，应用在只需跟踪空调风口风速变化的场合，可以有效降低产品成本，而且具有较好的微小风量感知性能。

Description

一种风动传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种风动传感器。

背景技术

业界主流的风速传感器大多基于叶轮旋转计数的机械结构，通过计算单位时间内叶轮的转速，折算出风速；也有无叶轮的风速传感器，但大多结构复杂，造价较高。

目前，对于应用在空调上，用于跟踪空调风口风速变化的风速传感器，只需能够确定空调工况即可，如只需检测出风速变大或变小（风量变大或变小），或只需检测出有风或无风，不需要检测出精确的风速，那么将现有的风速传感器应用在只需跟踪空调风口风速变化的场合后，就会导致风速传感器性能过剩，对于追求低成本的产品来说，性能过剩的风速传感器就会导致产品成本提高；而且叶轮风速传感器的微小风量感知能力不足，因为首先需要叶轮转动才能实现风量风速检测；因此，有必要提供一种风动传感器。

实用新型内容

本实用新型提供了一种风动传感器，应用在只需跟踪空调风口风速变化的场合，可以有效降低产品成本，而且具有较好的微小风量感知性能。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种风动传感器，包括：微处理器U1，连接有温湿度补偿电路；热敏电阻PTC1，用于设于检测环境中；限流电阻RA，一端与所述热敏电阻PTC1连接，另一端接地，以使所述热敏电阻PTC1与所述限流电阻RA构成采样电路；运算放大器U2，其输入端与所述热敏电阻PTC1和所述限流电阻RA之间的连接点连接，其输出端与所述微处理器U1连接；电容Ch，一端与所述运算放大器U2的输出端，另一端接地，以使所述运算放大器U2与所述电容Ch构成采样保持电路；其中，所述热敏电阻PTC1外接VCC电压。

本实用新型公开的一个实施例中，所述微处理器U1连接有显示模块，以显示采样结果。

本实用新型公开的一个实施例中，所述显示模块为数码管或者LCD显示屏。

本实用新型公开的一个实施例中，所述微处理器U1连接有无线网口和/或通用异步串口和/或RS485总线接口和/或蓝牙接口和/或有线网口，以输出采样结果。

本实用新型公开的一个实施例中，所述微处理器U1的型号为15W4K61S4-LQFP48。

本实用新型公开的一个实施例中，所述温湿度补偿电路包括温湿度传感器U3和电阻R1，所述温湿度传感器U3的引脚3与所述微处理器U1的引脚39连接，所述温湿度传感器U3的引脚4均与所述电阻R1的一端和所述微处理器U1的引脚38连接，所述电阻R1的另一端与所述温湿度传感器U3的引脚2连接后外接电压。

本实用新型公开的一个实施例中，所述温湿度传感器U3的型号为AHT25。

本实用新型公开的一个实施例中，风动传感器还包括与所述热敏电阻PTC1连接的接线端子P1，以及电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1和电容C2；所述运算放大器U2的引脚1和引脚2相连后通过所述电阻R2与所述微处理器U1引脚12连接，所述运算放大器U2的引脚3均与所述电阻R3的一端和接地的所述电阻R4连接，所述电阻R3的另一端均与所述电容C1的一端、所述电阻R8的一端和所述接线端子P1的引脚2连接，所述电容C1的另一端与所述电阻R8的另一端连接后接地；所述运算放大器U2的引脚6和引脚7相连后通过所述电阻R5与所述微处理器U1引脚13连接，所述运算放大器U2的引脚5均与所述电阻R6的一端和接地的所述电阻R7连接，所述电阻R6的另一端均与所述电容C2的一端、所述电阻R9的一端和所述接线端子P1的引脚4连接，所述电容C2的另一端与所述电阻R9的另一端连接后接地，所述接线端子P1的引脚1和引脚3外接电压，所述接线端子P1的型号为KF2EDGK-3.81-4P。

本实用新型公开的一个实施例中，所述微处理器U1引脚12连接有接地的电容C4，所述微处理器U1引脚13连接有接地的电容C3。

本实用新型公开的一个实施例中，所述运算放大器U2的型号为LM358-SO8。

综上所述，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型通过热敏电阻PTC1与限流电阻RA构成采样电路，当有风吹过时，热敏电阻PTC1的温度会变化，使其阻值会变化，进而使采样电路的采样电压变化，采样电压通过由运算放大器U2与电容Ch构成的采样保持电路，输入到微处理器U1，温湿度补偿电路可以补偿检测环境温湿度对热敏电阻PTC1温度的影响，使得当热敏电阻PTC1的阻值发生变化时，是因为有风吹过或风速（风量）变化所导致的，剔除了环境因素的影响，从而可以通过微处理器U1输出采样电压，根据采样电压是否发生变化，确定是否有风，或风速（风量）是否发生变化；本实用新型结构简单，所使用的器件均为常规的电子元器件，电子元器件的数量相对较少，价格低，应用在只需跟踪空调风口风速变化的场合（只需检测出风速变大或变小（风量变大或变小）），可以有效降低产品成本，而且具有较好的微小风量感知性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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为本实用新型一些实施例中所涉及的风动传感器的原理示意图。

图2为本实用新型一些实施例中所涉及的微处理器U1的电路示意图。

图3为本实用新型一些实施例中所涉及的温湿度补偿电路的电路示意图。

图4为本实用新型一些实施例中所涉及的运算放大器U2的电路示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型实施例的不同结构。为了简化本实用新型实施例的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型实施例。此外，本实用新型实施例可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，本实施例提供了一种风动传感器，包括：微处理器U1，连接有温湿度补偿电路；热敏电阻PTC1，用于设于检测环境中；限流电阻RA，一端与热敏电阻PTC1连接，另一端接地，以使热敏电阻PTC1与限流电阻RA构成采样电路；运算放大器U2，其输入端与热敏电阻PTC1和限流电阻RA之间的连接点连接，其输出端与微处理器U1连接；电容Ch，一端与运算放大器U2的输出端，另一端接地，以使运算放大器U2与电容Ch构成采样保持电路；其中，热敏电阻PTC1外接VCC电压。

应当理解的是，热敏电阻PTC1为正温度系数的热敏电阻（PTC），热敏电阻PTC1与限流电阻RA构成采样电路，二者的连接点电压即为VCC电压通过PTC1/RA的分压值V1，V1=VCC*RA/(PTC1+RA)；VCC电压根据具体的热敏电阻PTC1的型号进行设置即可；

通电后，热敏电阻PTC1逐渐发热至稳定态，V1基本稳定；当裸露在空气中的热敏电阻PTC1附近有风吹过时，热敏电阻PTC1的温度发生变化，热敏电阻PTC1的阻值会迅速随之变化，反映为V1的波动；V1经过由运算放大U2器和电容Ch组成的采样保持电路后转换为V2，V2输入到微处理器U1内部集成的模数转换器（ADC）后，转换为数字量，最后通过数字量的变化，即可判断是否有风。

清楚的是，当应用在只需跟踪空调风口风速变化的场合后：

在一开始无风的状态下，是否有风的判断过程为：数字量发生变化，即为有风（即风速或风量从0开始变大）；数字量没有变化，即为无风；

在已经有风的状态下，风速或风量是否变化的判断过程为：

风速或风量恒定后，一旦风速变大或变小、风量变大或变小，数字量就会发生变化，从而可以确定风速或风量发生了变化；

当风速变大或风量变大时，热敏电阻PTC1的温度降低，热敏电阻PTC1的阻值变小，V1和V2都增大，即数字量变大；

当风速变小或风量变小时，热敏电阻PTC1的温度升高，热敏电阻PTC1的阻值变大，V1和V2都变小，即数字量变小。

可以理解的是，温湿度补偿电路可以补偿检测环境温湿度对热敏电阻PTC1温度变化的影响，使得当热敏电阻PTC1的阻值发生变化时，是因为有风吹过，剔除了环境因素的影响；而且应用在空调时，不管冷风还是热风，风量大还是小，只要有风，数字量都会发生变化，具有较好的微小风量感知性能。

进一步地，限流电阻RA可以为电位器或可调电阻，便于调节V1随热敏电阻PTC1阻值变化的变化量。

在一些实施例中，微处理器U1连接有显示模块，以显示采样结果。采样结果具体为上述的数字量。

在一些实施例中，显示模块为数码管或者LCD显示屏。

在一些实施例中，微处理器U1连接有无线网口和/或通用异步串口和/或RS485总线接口和/或蓝牙接口和/或有线网口，以输出采样结果。可以通过无线网口（WIFI）/通用异步串口(UART)/RS485总线接口/蓝牙接口/有线网口等多种形式对外输出采样结果。

在一些实施例中，微处理器U1的型号为15W4K61S4-LQFP48。

在一些实施例中，如图2和图3所示，温湿度补偿电路包括温湿度传感器U3和电阻R1，温湿度传感器U3的引脚3与微处理器U1的引脚39连接，温湿度传感器U3的引脚4均与电阻R1的一端和微处理器U1的引脚38连接，电阻R1的另一端与温湿度传感器U3的引脚2连接后外接电压。

在一些实施例中，温湿度传感器U3的型号为AHT25。

在一些实施例中，如图2和图4所示，风动传感器还包括与热敏电阻PTC1连接的接线端子P1，以及电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1和电容C2；运算放大器U2的引脚1和引脚2相连后通过电阻R2与微处理器U1引脚12连接，运算放大器U2的引脚3均与电阻R3的一端和接地的电阻R4连接，电阻R3的另一端均与电容C1的一端、电阻R8的一端和接线端子P1的引脚2连接，电容C1的另一端与电阻R8的另一端连接后接地；运算放大器U2的引脚6和引脚7相连后通过电阻R5与微处理器U1引脚13连接，运算放大器U2的引脚5均与电阻R6的一端和接地的电阻R7连接，电阻R6的另一端均与电容C2的一端、电阻R9的一端和接线端子P1的引脚4连接，电容C2的另一端与电阻R9的另一端连接后接地，接线端子P1的引脚1和引脚3外接电压，接线端子P1的型号为KF2EDGK-3.81-4P。

在一些实施例中，如图2和图4所示，微处理器U1引脚12连接有接地的电容C4，微处理器U1引脚13连接有接地的电容C3。

在一些实施例中，运算放大器U2的型号为LM358-SO8。

综上所述，热敏电阻PTC1可以通过接线端子P1设置在检测环境中，便于进行检测；上述的“外接电压”可以根据实际情况进行设置，也可以基于如图2～图4所示的各器件参数，设置如图2～图4所示的VDD5、VCC12T；各器件的参数设置和型号可以如图2～图4所示；其他没有描述到的器件及连接关系如图2～图4所示即可，如TP1～TP7为对外输出采样结果的数据扩展接口。

以上实施例描述了本实用新型的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本实用新型原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种风动传感器，其特征在于，包括：

微处理器U1，连接有温湿度补偿电路；

热敏电阻PTC1，用于设于检测环境中；

限流电阻RA，一端与所述热敏电阻PTC1连接，另一端接地，以使所述热敏电阻PTC1与所述限流电阻RA构成采样电路；

运算放大器U2，其输入端与所述热敏电阻PTC1和所述限流电阻RA之间的连接点连接，其输出端与所述微处理器U1连接；

电容Ch，一端与所述运算放大器U2的输出端，另一端接地，以使所述运算放大器U2与所述电容Ch构成采样保持电路；

其中，所述热敏电阻PTC1外接VCC电压；

所述微处理器U1的型号为15W4K61S4-LQFP48；

所述温湿度补偿电路包括温湿度传感器U3和电阻R1，所述温湿度传感器U3的引脚3与所述微处理器U1的引脚39连接，所述温湿度传感器U3的引脚4均与所述电阻R1的一端和所述微处理器U1的引脚38连接，所述电阻R1的另一端与所述温湿度传感器U3的引脚2连接后外接电压。

2.根据权利要求1所述的风动传感器，其特征在于，所述微处理器U1连接有显示模块，以显示采样结果。

3.根据权利要求2所述的风动传感器，其特征在于，所述显示模块为数码管或者LCD显示屏。

4.根据权利要求1所述的风动传感器，其特征在于，所述微处理器U1连接有无线网口和/或通用异步串口和/或RS485总线接口和/或蓝牙接口和/或有线网口，以输出采样结果。

5.根据权利要求1所述的风动传感器，其特征在于，所述温湿度传感器U3的型号为AHT25。

6.根据权利要求1所述的风动传感器，其特征在于，它还包括与所述热敏电阻PTC1连接的接线端子P1，以及电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C1和电容C2；

所述运算放大器U2的引脚1和引脚2相连后通过所述电阻R2与所述微处理器U1引脚12连接，所述运算放大器U2的引脚3均与所述电阻R3的一端和接地的所述电阻R4连接，所述电阻R3的另一端均与所述电容C1的一端、所述电阻R8的一端和所述接线端子P1的引脚2连接，所述电容C1的另一端与所述电阻R8的另一端连接后接地；

所述运算放大器U2的引脚6和引脚7相连后通过所述电阻R5与所述微处理器U1引脚13连接，所述运算放大器U2的引脚5均与所述电阻R6的一端和接地的所述电阻R7连接，所述电阻R6的另一端均与所述电容C2的一端、所述电阻R9的一端和所述接线端子P1的引脚4连接，所述电容C2的另一端与所述电阻R9的另一端连接后接地，所述接线端子P1的引脚1和引脚3外接电压，所述接线端子P1的型号为KF2EDGK-3.81-4P。

7.根据权利要求6所述的风动传感器，其特征在于，所述微处理器U1引脚12连接有接地的电容C4，所述微处理器U1引脚13连接有接地的电容C3。

8.根据权利要求6所述的风动传感器，其特征在于，所述运算放大器U2的型号为LM358-SO8。

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