基于主動式人體熱釋電紅外感應(yīng)的空調(diào)節(jié)能裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子檢測和控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于主動式人體熱釋電紅外感應(yīng)的空調(diào)節(jié)能裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的空調(diào)節(jié)能設(shè)備和技術(shù)主要是從空調(diào)運行時的能耗比去考慮的，而忽略了用戶使用習(xí)慣造成的大量電能浪費。從空調(diào)運行效率本身去采取措施節(jié)能，耗費了很大的投入，但是其節(jié)能效果卻并不明顯。
[0003]現(xiàn)有的熱釋電紅外傳感器由于其結(jié)構(gòu)和工作原理的原因，只能檢測到移動的人體紅外輻射，為了能夠檢測靜止人體紅外輻射，需要在此基礎(chǔ)上使用電機(jī)作為動力源，采用直流電機(jī)調(diào)制，但這種調(diào)制方式均存在轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)角不易準(zhǔn)確控制的缺點，使它們在實際生產(chǎn)生活中不便應(yīng)用。目前市場上存在的人體熱釋電紅外傳感器不適用于圖書館、宿舍、教室、會議室、辦公室等人體相對靜止的場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了基于主動式人體熱釋電紅外感應(yīng)的空調(diào)節(jié)能裝置及方法，根據(jù)現(xiàn)有熱釋電紅外傳感器的不足，本發(fā)明提供一種使用體積小、響應(yīng)快、成本低、維護(hù)方便、工作穩(wěn)定可靠、使用靈活、能夠檢測動靜態(tài)人體的主動式熱釋電紅外傳感器。本發(fā)明的最終目的是提供一種基于主動式熱釋電紅外人體感應(yīng)的空調(diào)節(jié)能方法及其裝置，這種節(jié)能方法及其控制裝置主要是針對有些用戶不良的使用習(xí)慣所造成的電能浪費而設(shè)計的，并不是對傳統(tǒng)空調(diào)運行原理做改進(jìn)，而其節(jié)能效果卻是十分顯著的。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0006]基于主動式人體熱釋電紅外感應(yīng)的空調(diào)節(jié)能裝置，包括主動式人體熱釋電紅外人體傳感器，主動式人體熱釋電紅外人體傳感器的人體探測模塊和人的相對運動信息傳送至微處理器，電流檢測器將檢測的空調(diào)電流信號傳送至微控制器，微處理器根據(jù)接收的人體探測模塊和人的相對運動信息及空調(diào)電流信號通過MOS管開關(guān)電路控制交流接觸器動作，繼而控制空調(diào)的電源動作。
[0007]所述主動式人體熱釋電紅外人體傳感器包括人體熱釋電紅外探測模塊HC-SR501、微型步進(jìn)電機(jī)及其信號檢測及電機(jī)驅(qū)動模塊，人體熱釋電紅外探測模塊HC-SR501通過連接桿與軸相連，軸安裝在微型步進(jìn)電機(jī)上。
[0008]所述人體熱釋電紅外探測模塊HC-SR501包括PIR晶片、菲涅爾透鏡及塑料外殼，菲涅爾透鏡及塑料外殼構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)將PIR晶片包含其中，所述PIR晶片通過信號屏蔽線與信號檢測及電機(jī)驅(qū)動模塊相連。
[0009]所述信號檢測及電機(jī)驅(qū)動模塊采用達(dá)林頓管集成電路ULN2008。
[0010]所述人體熱釋電紅外探測模塊HC-SR501的輸出端與微控制器的外部中斷引腳相連，用于檢測室內(nèi)是否有人。
[0011]所述微處理器通過電源電路與AC電源相連，AC電源用于給空調(diào)供電，微處理器對空調(diào)的AC電源控制的優(yōu)先級高于空調(diào)內(nèi)部自身控制器對AC電源的控制。
[0012]所述主動式人體熱釋電紅外傳感器，微控制器，電流檢測器，MOS管開關(guān)電路，交流接觸器，電源電路組成測控裝置，所述測控裝置應(yīng)用于空調(diào)的控制系統(tǒng)中。
[0013]所述空調(diào)的AC電源在線路斷開點處斷開，將空調(diào)的AC電源送入測控裝置，空調(diào)除了受空調(diào)機(jī)內(nèi)部自身的控制系統(tǒng)控制外，還優(yōu)先接受外部的測控裝置的控制，如果測控裝置將空調(diào)機(jī)的電源斷開，空調(diào)則停止工作。
[0014]基于主動式人體熱釋電紅外感應(yīng)的空調(diào)節(jié)能方法，包括以下步驟:
[0015]步驟一:通過電流檢測器檢測空調(diào)主線路的電流值判斷空調(diào)是否工作，如果是，則開啟微處理器的外部中斷，否則，繼續(xù)檢測；
[0016]步驟二:微處理器的外部中斷開啟后，微處理器判斷是否有人體紅外熱釋電信號輸入引發(fā)中斷，如果是，則微處理器繼續(xù)檢測，否則，等待設(shè)置時間；
[0017]步驟三:到達(dá)等待時間后，微型步進(jìn)電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度，微處理器再次判斷是否人體紅外熱釋電信號輸入引發(fā)中斷，如果是，則微型步進(jìn)電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)設(shè)定角度，微處理器繼續(xù)檢測，否則進(jìn)行步驟四；
[0018]步驟四:微型步進(jìn)電機(jī)逆時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)回原位置，微處理器通過MOS管開關(guān)電路斷開交流接觸器使空調(diào)斷電設(shè)定時間；
[0019]步驟五:空調(diào)停止工作，關(guān)閉微處理器的外部中斷。
[0020]所述微型步進(jìn)電機(jī)帶動人體熱釋電紅外探測模塊每次旋轉(zhuǎn)的角度α < 360°，并且順時針方向和逆時針方向交替進(jìn)行，從而使人體熱釋電紅外探測模塊和人體能形成相對運動。
[0021]本發(fā)明的有益效果:
[0022]本發(fā)明在室內(nèi)10多分鐘內(nèi)沒有人時，使用給空調(diào)機(jī)自動短暫斷電的方法來強(qiáng)制空調(diào)機(jī)停止工作，讓空調(diào)機(jī)不會在無人的條件下運行而白白浪費電能，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0023]與傳統(tǒng)空調(diào)節(jié)能方法相比，本發(fā)明的突出優(yōu)點是不需要改變現(xiàn)有空調(diào)的產(chǎn)品構(gòu)造而從使用環(huán)境的角度考慮實現(xiàn)空調(diào)的節(jié)能，可以對各種品牌、各種型號的空調(diào)實施節(jié)能措施，控制簡單、效果明顯。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的工作原理方框圖；
[0025]圖2是本發(fā)明的工作流程圖；
[0026]圖3是主動式人體熱釋電紅外人體傳感器安裝示意圖；；
[0027]圖中，1、測控裝置，2、空調(diào)電源，3、線路斷開點，4、空調(diào)機(jī)，5、主動式人體熱釋電紅外人體傳感器，6、微控制器，7、電流檢測器，8、MOS管開關(guān)電路，9、交流接觸器，10、電源電路。11、人體熱釋電紅外探測模塊，11-1、信號屏蔽線，11-2、塑料外殼，11-3、菲涅爾透鏡，11-4,PIR晶體，12、微型步進(jìn)電機(jī)，13、信號檢測及電機(jī)驅(qū)動電路，14、軸、15、連接桿。
【具體實施方式】
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[0028]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0029]如圖1-3所示，本發(fā)明的技術(shù)方案由兩部分組成:一、主動式熱釋電紅外人體傳感器5，包括人體熱釋電紅外探測模塊11HC-SR501、微型步進(jìn)電機(jī)12及其信號檢測及電機(jī)驅(qū)動電路13。人體熱釋電紅外探測模塊11HC-SR501能夠檢測出運動的人體釋放出的紅外信號，但不能檢測相對靜止的人體。當(dāng)有靜止的人存在時，利用微型步進(jìn)電機(jī)12帶動人體熱釋電紅外探測模塊11做圓環(huán)旋轉(zhuǎn)運動，從而人體熱釋電紅外探測模塊11和靜止的人構(gòu)成相對運動，使人體熱釋電紅外探測模塊11檢測到人體信號。為保障主動式人體熱釋電紅外傳感器5的穩(wěn)定性，微型步進(jìn)電機(jī)12帶動主動式熱釋電紅外人體傳感器5每次旋轉(zhuǎn)的角度α < 360°，并且順時針方向和逆時針方向交替進(jìn)行，這樣可以防止信號線在微型步進(jìn)電機(jī)12旋轉(zhuǎn)時被扭斷。
[0030]二、控制部分:包括微控制器6、電流檢測器7、MOS管開關(guān)電路8、交流接觸器9。通過用電流檢測器7檢測空調(diào)主電路電流的大小，來判斷空調(diào)機(jī)4是否工作。只有空調(diào)機(jī)4工作時，才讓設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，以減小設(shè)備自身的功耗。并在檢測室內(nèi)是否有人的方法上進(jìn)行優(yōu)化，在硬件上將人體熱釋電紅外探測模塊11HC-SR501的輸出端與微控制器6的外部中斷引腳相連，當(dāng)空調(diào)工作時，開啟微控制器6外部中斷，只要有身體活動的人在室內(nèi)，微控制器6就一直能檢測到人的存在。當(dāng)人相對不動或身體活動量較小時，人體熱釋電紅外探測模塊11檢測不到人體信號，這時定時器開始計時，如果10多分鐘內(nèi)沒有檢測到人體信號，則讓微型步進(jìn)電機(jī)12旋轉(zhuǎn)角度α (α < 360° )，若有室內(nèi)有人，則人體熱釋電紅外探測模塊11會有信號輸出，此時讓微型步進(jìn)電機(jī)12反方向轉(zhuǎn)回原位置，并進(jìn)入下一下檢測。若有室內(nèi)無人，則人體熱釋電紅外探測模塊11沒有信號輸出，就讓微型步進(jìn)電機(jī)12反方向轉(zhuǎn)回原位置，并讓