CN218763896U - 一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,包括热释电传感器检测电路、微波雷达检测电路、处理器和空调控制系统;既克服了热释电传感器只对运动人体感应灵敏,不能检测静止人体的缺陷,又解决了微波雷达传感器不只局限于人体的问题,根据两种检测电路的反馈信号,综合判断室内是否有人员存在,大大提高了判断的正确率,解决了当人员外出未关闭空调的情况,能够节约能源,同时提高空调使用寿命。
Description
【技术领域】
本实用新型属于自动控制、智能家电领域,特别是一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,用于在室内长时间无人时,自动关闭空调,节能降耗。
【背景技术】
现代社会人们对环境舒适度的要求越来越高,空调逐渐成为人们生产和生活中不可缺少的重要用具。尤其是在家里,中小功率空调的安装,为人们提供了高质量的居家环境,也提高了居家的舒适度。然而,目前市场上的空调功能多着重于温度控制、变频、静音、美观、降低成本等方面研究。在空调使用过程中,经常会出现室内人员出门离开后,忘记关闭空调的情况,造成较大的资源浪费和经济损失。
针对空调忘记关闭造成的资源浪费等问题,目前,物联网空调可通过APP进行远程控制,但其需要大量技术支撑,且需要用户判断空调是否忘记关闭并手动操作,不仅成本高且对用户的依赖程度大;此外,部分空调具有“智慧眼”功能,在空调开机后,利用热释电传感器检测室内是否有人活动,发现长时间没有人时,就自动关闭空调,但传感器仅对活动人体敏感,不能检测静止人体,经常存在误判断的情况。因此迫切需要设计一种用于空调的自动关机节能装置,用于解决室内长时间无人时空调控制问题。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于设计一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,它能够克服现有技术的不足,在现有空调控制系统中,加上室内人员检测电路,当发现长时间无人时,自动给空调的控制系统发出控制信号,关闭空调;该装置结构简单且容易实现。
本实用新型的技术方案:一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于它包括热释电传感器检测电路、微波雷达检测电路、处理器和空调控制系统;其中,所述热释电传感器检测电路用于室内人员进出统计,其输入端接收人体辐射的红外线信号,其输出端输出电压信号与处理器连接;所述微波雷达检测电路用于感知室内人员是否存在,其输入端接收雷达回波信号,其输出端输出高低电平信号与处理器连接;所述处理器用于判断室内是否有人员存在并控制空调控制系统,其输入端分别与热释电传感器检测电路和微波雷达检测电路连接,所述处理器端输出端与空调控制系统连接;所述空调控制系统用于空调关机控制,其输入端与处理器连接,输出端与空调内部控制电路连接。
所述热释电传感器检测电路是由热释电传感器模块A、热释电传感器模块B及信号处理电路模块构成;所述热释电传感器模块A和热释电传感器模块B用于检测并接收人体辐射的红外线信号,其输出端经信号处理电路模块与处理器连接。
所述热释电传感器模块A和热释电传感器模块B均由滤光镜、菲涅尔透镜和热释电传感器构成,并且热释电传感器模块A和热释电传感器模块B按顺序依次安装在门框顶部中央位置;所述信号处理电路模块是由两个滤波电路、一个运算放大电路、一个直流偏置电路和一个AD转换器构成;所述热释电传感器模块A中的滤光镜和热释电传感器模块B中的滤光镜分别用于接收人体辐射的红外线信号,然后分别穿过各自的菲涅尔透镜聚焦在热释电传感器上,并输出电流信号;所述两个滤波电路的输入端分别接收来自两组热释电传感器输出的电流信号,其输出端输出电压信号分别与运算放大电路的2个输入端连接;所述运算放大电路的输出端连接直流偏置电路的输入端,将接收到的信号转变为正的电压信号,并送入AD转换器,进一步将信号转变为数字量信号,并由AD转换器将该信号发送给处理器进行分析和计算。
所述滤波电路是由电阻R1、电容C1、电阻R3和电容C2构成的第一组滤波电路和电阻R2、电容C3、电阻R4和电容C4构成的第二组滤波电路组成,其中所述第一组滤波电路的输入端与热释电传感器模块A连接,所述第二组滤波电路的输入端与热释电传感器模块B连接;所述电阻R1和电容C1呈并联连接关系,一端与电阻R3连接,同时与热释电传感器模块A中的热释电传感器P1的信号输出端连接,其另一端与热释电传感器P1的地端子连接并同时接地;所述电容C2的一端接+5V电源端,另一端接地;所述电阻R3的另一端与运算放大电路连接;所述电阻R2和电容C3呈并联连接关系,一端与电阻R4连接,同时与热释电传感器模块B中的热释电传感器P2的信号输出端连接,其另一端与热释电传感器P2的地端子连接并同时接地;所述电容C4的一端接+5V电源端,另一端接地;所述电阻R4的另一端与运算放大电路连接。
所述运算放大电路是由差分运算放大电路模块和运算放大电路模块构成的两级运算放大电路结构;其中差分运算放大电路模块是由运算放大器U1、电阻R5、电阻R6和电阻R7构成;所述运算放大电路模块是由运算放大器U2、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11构成;所述运算放大器U1A的第3引脚与第一组滤波电路的输出端连接,所述运算放大器U1A的第2引脚与电阻R5的一端连接,同时连接电阻R7的一端,所述电阻R5的另外一端连接运算放大器U1A的第1引脚,并与运算放大电路输入端连接;所述运算放大器U1B的第5引脚与第二组滤波电路的输出端连接,所述运算放大器U1B的第6引脚与电阻R6的一端连接,同时连接电阻R7的另外一端,所述电阻R6的另外一端连接运算放大器U1B的第7引脚,并与运算放大电路模块的另一输入端连接;所述运算放大器U2A的第2引脚与电阻R10连接,同时通过电阻R8与差分运算放大电路模块的输出端连接,所述电阻R10另外一端与运算放大器U2A的第1引脚连接,同时连接于直流偏置电路的输入端;所述运算放大器U2A的第3引脚与电阻R11连接,同时通过电阻R9与差分运算放大电路模块的另一输出端连接,所述电阻R11另外一端与地连接。
所述直流偏置电路是由运算放大器U2B、电阻R14、电阻R15、电阻R12和电阻R13构成构成;所述运算放大器U2B的第6引脚与电阻R15连接,同时通过电阻R14与地连接,电阻R15另外一端与U2B的第7引脚连接,并与AD转换器的输入端连接;所述运算放大器U2B的第5引脚与电阻R13连接,同时通过电阻R12与地连接,电阻R13另外一端与+5V电源端连接。
所述AD转换器是由AD芯片U3、电阻R16、电阻R17构成;所述AD芯片U3的第1引脚与直流偏置电路的输出端连接,其第6引脚与第2引脚连接并接地,其第5引脚与+5V电源端连接,其第3引脚接于处理器的IO输入端,并通过电阻R16与+5V电源端连接,其第4引脚接于处理器的IO输入端,并通过电阻R17与+5V电源端连接。
所述微波雷达检测电路是由微波雷达传感器P3和信号处理电路构成,如图1所示,安装于屋顶中央;其中,所述信号处理电路是由滤波器、放大电路和阀值比较电路构成;所述微波雷达传感器接收人体反射的微波信号,输出端输出电信号给滤波器;所述放大电路的输入端与滤波器的输出端连接,其输出端连接阀值比较电路的输入端;所述阀值比较电路的输出端与处理器连接。
所述滤波器是由电阻R20、电容C7、电容C6构成;所述电阻R20的一端与微波雷达传感器P3的信号输出端连接,其另一端通过电容C7与地连接,并与放大电路的输入端连接;所述电容C6的一端接+5V电源端,另一端接地。
所述放大电路是由运算放大器U5A、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C8、电容C9和电容C10构成;所述运算放大器U5A的正向输入端与滤波器输出端连接;所述电阻R22和电容C9呈串联关系,串联后的一端与运算放大器U5A的负向输入端连接,其另一端接地;所述电阻R21和电容C8呈并联关系,并联后的一端连接运算放大器U5A的负向输入端,另一端连接运算放大器U5A的输出端;所述运算放大器U5A的输出端通过电阻R23与阈值比较电路的输入端连接,同时通过电容C10接地。
所述阀值比较电路是由运算放大器U5B、电阻R24、电阻R25和电阻R26构成;所述运算放大器U5B的负向输入端与放大电路的输出端连接,所述运算放大器U5B的正向输入端通过R25与+5V电源端连接,并通过R24与地连接;所述运算放大器U5B的输出端与处理器的IO接口连接,并通过电阻R26与+5V电源端连接。
所述处理器模块是由单片机芯片U4和控制输出模块构成;所述单片机芯片U4的第5引脚与微波雷达检测电路输出端连接,所述单片机芯片U4的第7引脚和第8引脚与热释电传感器检测电路的输出端连接,所述U4的第6引脚与空调控制电路连接;所述的控制输出模块包括电阻R18、电阻R19、三极管Q1、二极管D1、继电器K1;所述电阻R18的一端与处理器的IO接口连接,另一端与三极管Q1的基极连接,并通过电阻R19与三极管Q1的发射极连接;所述二极管D1与继电器K1线圈呈并联关系,一端与三极管Q1的集电极连接,一端与+5V电源端连接。
本实用新型的工作原理:当人员经过门口时,人体辐射的红外线分别经过两路菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时,由于安装位置的差异,两路传感器输出大小不同的电流信号,经过滤波器滤除杂波,并将微弱的电流信号转换为电压信号,再经过两级运算放大电路对两路信号的电压差进行放大,再经过直流偏置电路将信号全部变为正的电压信号,送入AD芯片的信号采样引脚,将采集到的模拟量转换为数字量。AD芯片通过IIC总线将采集的数字量传输给单片机,单片机将采集的数字量与设定的上限、下限阈值进行比较,当数字量大于上限阈值或小于下限阈值时,判断有人员经过。
此外,室内人体反射的微波经过微波传感器后输出微小的电信号,经过R20和C7组成的器滤除杂波,再经过放大电路对微弱的电信号进行放大,最后经过阈值比较电路处理后转换为标准的高、低电平信号,送入单片机的IO接口,单片机检测到高电平时认为室内有人员存在。
单片机芯片的主要任务是:通过AD采样的红外信号判断是否有人员经过;通过检测IO接口输入电平的高低判断室内是否有人员存在;当采集的红外信号检测到有人员经过且IO接口输入电平为高电平时,方可判定室内有人员存在,否则判定室内没有人员存在;当计时时间(如30分钟)发现一直没有人员活动信号,则视为房间内没有人员存在,则发出信号给空调的控制系统,关闭空调。为防止晚上房间内人员睡觉时,没有人员活动而误关空调,可以在空调的控制系统中进行设置,选择开启或者关闭本发明所涉及的系统。
热释电传感器是根据自然界中,一切温度高于零度的物体都会向其周围空间发出红外辐射,其辐射波长同温度相关,人体温度一般在36~37℃,其发出辐射波长约为9~13μm,来探测房间中是否有人员存在。热释电传感器是一种利用自发极化效应探测变化温度的温度传感器,非常适合用于人体红外温度信号的测量。人体信号分别经两路菲涅尔透镜聚焦后,传递到两个热释电传感器上,产生两路大小不同的电信号,其信号强度由人体红外信号强度决定。该毫伏量级的弱电信号从热释电传感器输出后,进入信号处理电路,进行滤波、差分放大、直流偏置等预处理,增强差分信号强度,过滤环境和系统噪声,然后将差分信号送入A/D芯片变,再换成数字信号送入处理器。在处理器中进行运算和判断,识别是否有人员经过。
滤光镜用于屏蔽其他波长的辐射,它只允许9~13μm的辐射通过,也就是只允许人体温度的辐射通过,过滤掉其他无用的环境辐射噪声。
菲涅尔透镜是一种特殊的光学器件,它不仅能够聚焦红外信号,增强其信号强度,同时也可以在热释电传感器的前端区域内形成一组“盲区”和“灵敏区”不断交替的探测区域,且两种区域间隔变化。当人体处于盲区时,信号较弱;当人体进入“灵敏区”时,信号变强。通过菲涅尔透镜的聚焦和变换,人体发出的红外线就不断地交替在“盲区”和“灵敏区”切换,这样就接收到强弱不断变化的红外信号,易于探测人员的活动。
微波雷达传感器是利用多普勒原理设计的微波移动物体探测器,当雷达发射固定频率的脉冲波时,如果遇到活动目标,回波的频率与发射波的频率出现频率差和相位差,根据频移或相移获得待测目标的相关活动信息。由于其原理为通过检测物体反射的微波来探测物体的运动状况,因此检测对象将并不会局限于人体,还有很多其他的事物,因此和热释电传感器搭配使用,来检测室内是否有人员存在。具有检测精度高、探测范围大、反应快、抗干扰能力强的优点。
本实用新型的优越性:基于热释电传感器和微波雷达传感器,既克服了热释电传感器只对运动人体感应灵敏,不能检测静止人体的缺陷,又解决了微波雷达传感器不只局限于人体的问题,根据两种检测电路的反馈信号,综合判断室内是否有人员存在,大大提高了判断的正确率,解决了当人员外出未关闭空调的情况,能够节约能源,同时提高空调使用寿命。
【附图说明】
图1为本实用新型所涉一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置的整体结构框图。
图2为本实用新型所涉一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置中热释电传感器检测模块的安装位置示意图。
图3为本实用新型所涉一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置中微波雷达检测模块的安装位置示意图。
图4为本实用新型所涉一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置的电路结构示意图。
【具体实施方式】
实施例:一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其系统结构框图如图1所示,其特征在于它包括热释电传感器检测电路、微波雷达检测电路、处理器和空调控制系统;其中,所述热释电传感器检测电路用于室内人员进出统计,其输入端接收人体辐射的红外线信号,其输出端输出电压信号与处理器连接;所述微波雷达检测电路用于感知室内人员是否存在,其输入端接收雷达回波信号,其输出端输出高低电平信号与处理器连接;所述处理器用于判断室内是否有人员存在并控制空调控制系统,其输入端分别与热释电传感器检测电路和微波雷达检测电路连接,所述处理器端输出端与空调控制系统连接;所述空调控制系统用于空调关机控制,其输入端与处理器连接,输出端与空调内部控制电路连接。
所述热释电传感器检测电路是由热释电传感器模块A、热释电传感器模块B及信号处理电路模块构成,如图1所示;所述热释电传感器模块A和热释电传感器模块B用于检测并接收人体辐射的红外线信号,其输出端经信号处理电路模块与处理器连接。
所述热释电传感器模块A和热释电传感器模块B均由滤光镜、菲涅尔透镜和热释电传感器构成,如图1所示,并且热释电传感器模块A和热释电传感器模块B按顺序依次安装在门框顶部中央位置,如图2所示;所述信号处理电路模块是由两个滤波电路、一个运算放大电路、一个直流偏置电路和一个AD转换器构成;所述热释电传感器模块A中的滤光镜和热释电传感器模块B中的滤光镜分别用于接收人体辐射的红外线信号,然后分别穿过各自的菲涅尔透镜聚焦在热释电传感器上,并输出电流信号;所述两个滤波电路的输入端分别接收来自两组热释电传感器输出的电流信号,其输出端输出电压信号分别与运算放大电路的2个输入端连接;所述运算放大电路的输出端连接直流偏置电路的输入端,将接收到的信号转变为正的电压信号,并送入AD转换器,进一步将信号转变为数字量信号,并由AD转换器将该信号发送给处理器进行分析和计算。
所述滤波电路是由电阻R1、电容C1、电阻R3和电容C2构成的第一组滤波电路和电阻R2、电容C3、电阻R4和电容C4构成的第二组滤波电路组成,如图4所示,其中所述第一组滤波电路的输入端与热释电传感器模块A连接,所述第二组滤波电路的输入端与热释电传感器模块B连接;所述电阻R1和电容C1呈并联连接关系,一端与电阻R3连接,同时与热释电传感器模块A中的热释电传感器P1的信号输出端连接,其另一端与热释电传感器P1的地端子连接并同时接地;所述电容C2的一端接+5V电源端,另一端接地;所述电阻R3的另一端与运算放大电路连接;所述电阻R2和电容C3呈并联连接关系,一端与电阻R4连接,同时与热释电传感器模块B中的热释电传感器P2的信号输出端连接,其另一端与热释电传感器P2的地端子连接并同时接地;所述电容C4的一端接+5V电源端,另一端接地;所述电阻R4的另一端与运算放大电路连接。
所述运算放大电路是由差分运算放大电路模块和运算放大电路模块构成的两级运算放大电路结构,如图4所示;其中差分运算放大电路模块是由运算放大器U1、电阻R5、电阻R6和电阻R7构成;所述运算放大电路模块是由运算放大器U2、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11构成;所述运算放大器U1A的第3引脚与第一组滤波电路的输出端连接,所述运算放大器U1A的第2引脚与电阻R5的一端连接,同时连接电阻R7的一端,所述电阻R5的另外一端连接运算放大器U1A的第1引脚,并与运算放大电路输入端连接;所述运算放大器U1B的第5引脚与第二组滤波电路的输出端连接,所述运算放大器U1B的第6引脚与电阻R6的一端连接,同时连接电阻R7的另外一端,所述电阻R6的另外一端连接运算放大器U1B的第7引脚,并与运算放大电路模块的另一输入端连接;所述运算放大器U2A的第2引脚与电阻R10连接,同时通过电阻R8与差分运算放大电路模块的输出端连接,所述电阻R10另外一端与运算放大器U2A的第1引脚连接,同时连接于直流偏置电路的输入端;所述运算放大器U2A的第3引脚与电阻R11连接,同时通过电阻R9与差分运算放大电路模块的另一输出端连接,所述电阻R11另外一端与地连接。
所述直流偏置电路是由运算放大器U2B、电阻R14、电阻R15、电阻R12和电阻R13构成构成,如图4所示;所述运算放大器U2B的第6引脚与电阻R15连接,同时通过电阻R14与地连接,电阻R15另外一端与U2B的第7引脚连接,并与AD转换器的输入端连接;所述运算放大器U2B的第5引脚与电阻R13连接,同时通过电阻R12与地连接,电阻R13另外一端与+5V电源端连接。
所述AD转换器是由AD芯片U3、电阻R16、电阻R17构成,如图4所示;所述AD芯片U3的第1引脚与直流偏置电路的输出端连接,其第6引脚与第2引脚连接并接地,其第5引脚与+5V电源端连接,其第3引脚接于处理器的IO输入端,并通过电阻R16与+5V电源端连接,其第4引脚接于处理器的IO输入端,并通过电阻R17与+5V电源端连接。
所述微波雷达检测电路是由微波雷达传感器P3和信号处理电路构成,如图1所示,安装于屋顶中央,如图3所示;其中,所述信号处理电路是由滤波器、放大电路和阀值比较电路构成;所述微波雷达传感器接收人体反射的微波信号,输出端输出电信号给滤波器;所述放大电路的输入端与滤波器的输出端连接,其输出端连接阀值比较电路的输入端;所述阀值比较电路的输出端与处理器连接。
所述滤波器是由电阻R20、电容C7、电容C6构成,如图4所示;所述电阻R20的一端与微波雷达传感器P3的信号输出端连接,其另一端通过电容C7与地连接,并与放大电路的输入端连接;所述电容C6的一端接+5V电源端,另一端接地。
所述放大电路是由运算放大器U5A、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C8、电容C9和电容C10构成,如图4所示;所述运算放大器U5A的正向输入端与滤波器输出端连接;所述电阻R22和电容C9呈串联关系,串联后的一端与运算放大器U5A的负向输入端连接,其另一端接地;所述电阻R21和电容C8呈并联关系,并联后的一端连接运算放大器U5A的负向输入端,另一端连接运算放大器U5A的输出端;所述运算放大器U5A的输出端通过电阻R23与阈值比较电路的输入端连接,同时通过电容C10接地。
所述阀值比较电路是由运算放大器U5B、电阻R24、电阻R25和电阻R26构成,如图4所示;所述运算放大器U5B的负向输入端与放大电路的输出端连接,所述运算放大器U5B的正向输入端通过R25与+5V电源端连接,并通过R24与地连接;所述运算放大器U5B的输出端与处理器的IO接口连接,并通过电阻R26与+5V电源端连接。
所述处理器模块是由单片机芯片U4和控制输出模块构成;所述单片机芯片U4的第5引脚与微波雷达检测电路输出端连接,所述单片机芯片U4的第7引脚和第8引脚与热释电传感器检测电路的输出端连接,所述U4的第6引脚与空调控制电路连接;所述的控制输出模块包括电阻R18、电阻R19、三极管Q1、二极管D1、继电器K1;所述电阻R18的一端与处理器的IO接口连接,另一端与三极管Q1的基极连接,并通过电阻R19与三极管Q1的发射极连接;所述二极管D1与继电器K1线圈呈并联关系,一端与三极管Q1的集电极连接,一端与+5V电源端连接。
在空调的控制系统以及门框和屋顶安装本发明所涉及的装置,其中两个热释电传感器按顺序依次安装在门框顶部中央位置,用于确定是否有人员经过;微波雷达传感器安装于屋顶中央位置,检测范围覆盖室内主要区域,通过微动感知是否有人员存在。检测系统的输出信号接入空调的控制系统,系统工作过程为:
1.开机后,空调的控制系统正常工作,同时打开本发明所涉及的检测装置。
2.本检测系统采用定时方式工作,在定时时间到达时(10ms),触发一次检测过程。
3.首先两个热释电传感器分别收集经菲涅尔透镜传递来的人体辐射信号。该辐射信号经热释电传感器转换为电信号,由于安装位置的差异,两路传感器输出电信号大小不同,经过滤波、两级运算放大以及直流偏执电路后送入A/D芯片。经过A/D变换后,模拟信号电信号变成数字信号,进入处理器中。处理器根据设定的阈值进行分析和判断,评估是否有人员经过。
4.同时,微波雷达传感器检测人体反射的微波并将其转换为电信号,经过滤波、放大、比较电路后,输出标准的高、低电平信号,送入处理器的IO接口,处理器根据电平信号的高低,评估室内是否有人员存在。
5.处理器将两种检测结果进行综合评估,当热释电传感器检测到人员经过且延时几秒后微波雷达传感器检测室内人员时,判定室内有人员存在,否则认为室内没有人员存在,开始进行无人计时,一次检测完成。
6.下一次定时时间到达时,同样进行第3步到第5步过程。
7.如果检测到无人的时间大于设定阈值(30分钟),则视为室内无人,给控制系统发出信号,关闭空调。
8.如果检测到有人,则把无人计时清零,等待下一次检测。
9.人睡眠时,为防止空调误检测后导致关机,可以预先关闭自动检测功能。
Claims (10)
1.一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于它包括热释电传感器检测电路、微波雷达检测电路、处理器和空调控制系统;其中,所述热释电传感器检测电路的输入端接收人体辐射的红外线信号,其输出端输出电压信号与处理器连接;所述微波雷达检测电路的输入端接收雷达回波信号,其输出端输出高低电平信号与处理器连接;所述处理器的输入端分别与热释电传感器检测电路和微波雷达检测电路连接,所述处理器端输出端与空调控制系统连接;所述空调控制系统的输入端与处理器连接,输出端与空调内部控制电路连接。
2.根据权利要求1所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述热释电传感器检测电路是由热释电传感器模块A、热释电传感器模块B及信号处理电路模块构成;所述热释电传感器模块A和热释电传感器模块B用于检测并接收人体辐射的红外线信号,其输出端经信号处理电路模块与处理器连接。
3.根据权利要求2所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述热释电传感器模块A和热释电传感器模块B均由滤光镜、菲涅尔透镜和热释电传感器构成,并且热释电传感器模块A和热释电传感器模块B按顺序依次安装在门框顶部中央位置;所述信号处理电路模块是由2个滤波电路、1个运算放大电路、1个直流偏置电路和1个AD转换器构成;所述热释电传感器模块A中的滤光镜和热释电传感器模块B中的滤光镜分别用于接收人体辐射的红外线信号,然后分别穿过各自的菲涅尔透镜聚焦在热释电传感器上,并输出电流信号;所述两个滤波电路的输入端分别接收来自两组热释电传感器输出的电流信号,其输出端输出电压信号分别与运算放大电路的2个输入端连接;所述运算放大电路的输出端连接直流偏置电路的输入端,将接收到的信号转变为正的电压信号,并送入AD转换器,进一步将信号转变为数字量信号后发送给处理器。
4.根据权利要求3所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述滤波电路是由电阻R1、电容C1、电阻R3和电容C2构成的第一组滤波电路和电阻R2、电容C3、电阻R4和电容C4构成的第二组滤波电路组成,其中所述第一组滤波电路的输入端与热释电传感器模块A连接,所述第二组滤波电路的输入端与热释电传感器模块B连接;所述电阻R1和电容C1呈并联连接关系,一端与电阻R3连接,同时与热释电传感器模块A中的热释电传感器P1的信号输出端连接,其另一端与热释电传感器P1的地端子连接并同时接地;所述电容C2的一端接+5V电源端,另一端接地;所述电阻R3的另一端与运算放大电路连接;所述电阻R2和电容C3呈并联连接关系,一端与电阻R4连接,同时与热释电传感器模块B中的热释电传感器P2的信号输出端连接,其另一端与热释电传感器P2的地端子连接并同时接地;所述电容C4的一端接+5V电源端,另一端接地;所述电阻R4的另一端与运算放大电路连接。
5.根据权利要求4所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述运算放大电路是由差分运算放大电路模块和运算放大电路模块构成的两级运算放大电路结构;其中差分运算放大电路模块是由运算放大器U1、电阻R5、电阻R6和电阻R7构成;所述运算放大电路模块是由运算放大器U2、电阻R8、电阻R9、电阻R10和电阻R11构成;所述运算放大器U1A的第3引脚与第一组滤波电路的输出端连接,所述运算放大器U1A的第2引脚与电阻R5的一端连接,同时连接电阻R7的一端,所述电阻R5的另外一端连接运算放大器U1A的第1引脚,并与运算放大电路输入端连接;所述运算放大器U1B的第5引脚与第二组滤波电路的输出端连接,所述运算放大器U1B的第6引脚与电阻R6的一端连接,同时连接电阻R7的另外一端,所述电阻R6的另外一端连接运算放大器U1B的第7引脚,并与运算放大电路模块的另一输入端连接;所述运算放大器U2A的第2引脚与电阻R10连接,同时通过电阻R8与差分运算放大电路模块的输出端连接,所述电阻R10另外一端与运算放大器U2A的第1引脚连接,同时连接于直流偏置电路的输入端;所述运算放大器U2A的第3引脚与电阻R11连接,同时通过电阻R9与差分运算放大电路模块的另一输出端连接,所述电阻R11另外一端与地连接。
6.根据权利要求5所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述直流偏置电路是由运算放大器U2B、电阻R14、电阻R15、电阻R12和电阻R13构成构成;所述运算放大器U2B的第6引脚与电阻R15连接,同时通过电阻R14与地连接,电阻R15另外一端与U2B的第7引脚连接,并与AD转换器的输入端连接;所述运算放大器U2B的第5引脚与电阻R13连接,同时通过电阻R12与地连接,电阻R13另外一端与+5V电源端连接;
所述AD转换器是由AD芯片U3、电阻R16、电阻R17构成;所述AD芯片U3的第1引脚与直流偏置电路的输出端连接,其第6引脚与第2引脚连接并接地,其第5引脚与+5V电源端连接,其第3引脚接于处理器的IO输入端,并通过电阻R16与+5V电源端连接,其第4引脚接于处理器的IO输入端,并通过电阻R17与+5V电源端连接。
7.根据权利要求1所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述微波雷达检测电路是由微波雷达传感器P3和信号处理电路构成,安装于屋顶中央;其中,所述信号处理电路是由滤波器、放大电路和阀值比较电路构成;所述微波雷达传感器接收人体反射的微波信号,输出端输出电信号给滤波器;所述放大电路的输入端与滤波器的输出端连接,其输出端连接阀值比较电路的输入端;所述阀值比较电路的输出端与处理器连接。
8.根据权利要求7所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述滤波器是由电阻R20、电容C7、电容C6构成;所述电阻R20的一端与微波雷达传感器P3的信号输出端连接,其另一端通过电容C7与地连接,并与放大电路的输入端连接;所述电容C6的一端接+5V电源端,另一端接地;
所述放大电路是由运算放大器U5A、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电容C8、电容C9和电容C10构成;所述运算放大器U5A的正向输入端与滤波器输出端连接;所述电阻R22和电容C9呈串联关系,串联后的一端与运算放大器U5A的负向输入端连接,其另一端接地;所述电阻R21和电容C8呈并联关系,并联后的一端连接运算放大器U5A的负向输入端,另一端连接运算放大器U5A的输出端;所述运算放大器U5A的输出端通过电阻R23与阈值比较电路的输入端连接,同时通过电容C10接地。
9.根据权利要求8所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述阀值比较电路是由运算放大器U5B、电阻R24、电阻R25和电阻R26构成;所述运算放大器U5B的负向输入端与放大电路的输出端连接,所述运算放大器U5B的正向输入端通过R25与+5V电源端连接,并通过R24与地连接;所述运算放大器U5B的输出端与处理器的IO接口连接,并通过电阻R26与+5V电源端连接。
10.根据权利要求1所述一种用于空调的基于室内无人时自动关机节能装置,其特征在于所述处理器是由单片机芯片U4和控制输出模块构成;所述单片机芯片U4的第5引脚与微波雷达检测电路输出端连接,所述单片机芯片U4的第7引脚和第8引脚与热释电传感器检测电路的输出端连接,所述U4的第6引脚与空调控制电路连接;所述的控制输出模块包括电阻R18、电阻R19、三极管Q1、二极管D1、继电器K1;所述电阻R18的一端与处理器的IO接口连接,另一端与三极管Q1的基极连接,并通过电阻R19与三极管Q1的发射极连接;所述二极管D1与继电器K1线圈呈并联关系,一端与三极管Q1的集电极连接,一端与+5V电源端连接。
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