基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇的制作方法
【專利摘要】一種基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，包括電扇本體，所述電扇本體包括電扇頭和直流電動機(jī)，所述直流電動機(jī)的動力輸出端與所述電扇頭連接，所述智能電扇還包括用以采集室內(nèi)二氧化碳濃度的二氧化碳濃度采集模塊、用以接收二氧化碳濃度數(shù)據(jù)信息并執(zhí)行指令的控制中心模塊和用以控制電扇頭轉(zhuǎn)速的風(fēng)速控制模塊；所述二氧化碳濃度采集模塊與所述控制中心模塊連接，所述控制中心模塊與所述風(fēng)速控制模塊連接，所述風(fēng)速控制模塊與所述直流電動機(jī)連接。本實用新型提供一種可根據(jù)室內(nèi)的二氧化碳濃度進(jìn)行自動啟閉的基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇。
【專利說明】
基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種日常生活用品，尤其是一種基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電Ho
技術(shù)背景
[0002]目前，電風(fēng)扇仍然是人們在日常生活中常用來清涼解暑和流通空氣的主要家用電器之一，隨著生活水平的提高，空調(diào)的使用逐步增加，由于諸多原因始終無法取代電扇，其一電扇吹出的是自然風(fēng)，更不易使人鼻塞頭痛使人不適。其二電扇價格低廉而且更加節(jié)能。其三在開窗的情況下通風(fēng)換氣，能顯著提高室內(nèi)空氣流通率，減少細(xì)菌的滋生。
[0003]無論是處于室內(nèi)臥室還是有木質(zhì)家具的封閉辦公室，早上室內(nèi)都會由于長時間空氣得不到流通而氣味難聞，室內(nèi)早上二氧化碳濃度最高，用戶忘記通風(fēng)的情況下，室內(nèi)幾個小時的發(fā)酵便會惡臭難聞，容易造成惡心、胸悶的癥狀，并且用戶長時間處于室內(nèi)時常常難以察覺室內(nèi)氣味的變質(zhì)，氣味變質(zhì)多是由于二氧化碳引起，然而室內(nèi)空氣不會總是新鮮，所以如何設(shè)計一種針對氣味能做出智能判斷的電扇變得尤為重要。
[0004]此外，有許多智能電扇產(chǎn)品及相關(guān)研究，多為監(jiān)測溫度控制電扇開啟、工業(yè)大功率帶燈電扇、紅外監(jiān)測位置精確送風(fēng)、監(jiān)測室內(nèi)有無人在電扇關(guān)閉等，然而電扇最重要的功能便是通風(fēng)換氣，如何能在室內(nèi)空氣質(zhì)量差的情況下電扇自動開啟，是智能電扇研究方面的一不足。尤其近年來隨著人們生活水平的提高，具有單一功能的電風(fēng)扇難以適應(yīng)人們的生活需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有智能電扇存在不能檢測二氧化碳濃度、不能適應(yīng)性智能啟閉的不足，本實用新型提供一種可根據(jù)室內(nèi)的二氧化碳濃度進(jìn)行自動啟閉的基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，包括電扇本體，所述電扇本體包括電扇頭和直流電動機(jī)，所述直流電動機(jī)的動力輸出端與所述電扇頭連接，所述智能電扇還包括用以采集室內(nèi)二氧化碳濃度的二氧化碳濃度采集模塊、用以接收二氧化碳濃度數(shù)據(jù)信息并執(zhí)行指令的控制中心模塊和用以控制電扇頭轉(zhuǎn)速的風(fēng)速控制模塊；
[0008]所述二氧化碳濃度采集模塊與所述控制中心模塊連接，所述控制中心模塊與所述風(fēng)速控制模塊連接，所述風(fēng)速控制模塊與所述直流電動機(jī)連接。
[0009]進(jìn)一步，所述二氧化碳濃度采集模塊為用以采集二氧化碳濃度的二氧化碳傳感器，所述控制中心模塊為DSP處理器，所述風(fēng)速控制模塊為H橋式驅(qū)動板。
[0010]再進(jìn)一步，所述二氧化碳傳感器設(shè)置有兩個，兩個二氧化碳傳感器分別與所述DSP處理器的DO引腳、Dl引腳連接。
[0011]再進(jìn)一步，所述DSP處理器的D2腳、D3腳分別與所述H橋式驅(qū)動板的ini引腳、in2引腳連接。
[0012]再進(jìn)一步，所述DSP處理器的型號為TMS320VC5402。
[0013]更進(jìn)一步，所述H橋式驅(qū)動板的型號為L298N。
[0014]本實用新型中的功能模塊，均由硬件電路實現(xiàn)。
[0015]本實用新型的有益效果主要體現(xiàn)在:在不同室內(nèi)環(huán)境、不同時間段都能給人以清新、舒適的居住環(huán)境，最大程度上達(dá)到節(jié)電、智能的目的。
【附圖說明】
:
[0016]圖1是本實用新型的原理框圖。
[0017]圖2是DSP處理器的引腳圖。
[0018]圖3是本實用新型的電路圖。
[0019]圖4是二氧化碳傳感器與DSP處理器引腳連接的示意圖。
[0020]圖5是DSP處理器引腳與H橋式驅(qū)動板連接的示意圖。
[0021 ]圖6是本實用新型的工作指令流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0023]參照圖1?圖6，一種基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，包括電扇本體，所述電扇本體包括電扇頭和直流電動機(jī)，所述直流電動機(jī)的動力輸出端與所述電扇頭連接，所述智能電扇還包括用以采集室內(nèi)二氧化碳濃度的二氧化碳濃度采集模塊、用以接收二氧化碳濃度數(shù)據(jù)信息并執(zhí)行指令的控制中心模塊和用以控制電扇頭轉(zhuǎn)速的風(fēng)速控制模塊；
[0024]所述二氧化碳濃度采集模塊與所述控制中心模塊連接，所述控制中心模塊與所述風(fēng)速控制模塊連接，所述風(fēng)速控制模塊與所述直流電動機(jī)連接。
[0025]進(jìn)一步，所述二氧化碳濃度采集模塊為用以采集二氧化碳濃度的二氧化碳傳感器，所述控制中心模塊為DSP處理器，所述風(fēng)速控制模塊為H橋式驅(qū)動板。
[0026]再進(jìn)一步，所述二氧化碳傳感器設(shè)置有兩個，兩個二氧化碳傳感器分別與所述DSP處理器的DO引腳、Dl引腳連接。
[0027]再進(jìn)一步，所述DSP處理器的D2腳、D3腳分別與所述H橋式驅(qū)動板的ini引腳、in2引腳連接。
[0028]再進(jìn)一步，所述DSP處理器的型號為TMS320VC5402。
[0029]更進(jìn)一步，所述H橋式驅(qū)動板的型號為L298N。
[0030]本實用新型中的功能模塊，均由硬件電路實現(xiàn)。
[0031]本實施例中，DSP處理器為數(shù)字信號處理器，二氧化碳傳感器在監(jiān)測二氧化碳濃度數(shù)據(jù)時，為考慮用戶生活作息，每天測量時間為7:30—18:00，運用連用監(jiān)測的方式，每五分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，并將二氧化碳濃度數(shù)據(jù)傳輸至控制中心模塊;智能電扇采用分檔位電扇，其中二氧化碳傳感器作為敏感元件安裝在電扇外部，然后對二氧化碳傳感器進(jìn)行處理，使二氧化碳傳感器的監(jiān)測范圍較為廣，為監(jiān)測數(shù)據(jù)更加精確，二氧化碳傳感器可在拐口、墻壁等位置布置。
[0032]如圖1所示，二氧化碳濃度采集模塊，用于監(jiān)測室內(nèi)二氧化碳濃度信息;控制中心模塊，接收二氧化碳濃度采集模塊的二氧化碳濃度信息，并根據(jù)二氧化碳濃度預(yù)設(shè)值是否超標(biāo)以及超標(biāo)程度做出指令;風(fēng)速控制模塊，根據(jù)控制中心模塊的指令，更換電扇的風(fēng)速檔位。
[0033]如圖3、圖4、圖5所示，DSP處理器中的PffMl與PWM2分別為D3、D2引腳;二氧化碳濃度采集模塊包括兩個二氧化碳傳感器，兩個二氧化碳傳感器分別與DSP處理器的GP1l S卩DO引腳和GP102S卩Dl腳引腳相連；風(fēng)速控制模塊H橋式驅(qū)動板，型號為L298N，其中的in1、in2、GND、VCC引腳分別與DSP處理器的P麗1、P麗2、GND、VCC引腳相連；同時H橋式驅(qū)動板的Vin、GND引腳與電源變換器AC/DC相連，直流電動機(jī)M又與H橋式驅(qū)動板的M+與M-引腳相連;其中，H橋式驅(qū)動板的M+與M-引腳與直流電動機(jī)M之間還連接有開關(guān)KM。
[0034]工作電路中，電源變換器外接220V交流電，將220交流電轉(zhuǎn)變?yōu)?5V直流電，為H橋式驅(qū)動板提供基礎(chǔ)供電，同時H橋式驅(qū)動板將15V直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?V直流電，為DSP處理器提供基礎(chǔ)供電。
[0035]如圖6所示，敏感元件二氧化碳濃度采集模塊能對室內(nèi)二氧化碳濃度進(jìn)行監(jiān)測，同時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳至控制中心模塊，控制中心模塊會與用戶預(yù)始設(shè)定的二氧化碳濃度值進(jìn)行對比，室內(nèi)二氧化碳濃度一般正常為380PPM，同時做出指令，若監(jiān)測濃度值高于預(yù)設(shè)濃度值時，則控制中心模塊指令開啟電扇，并啟動風(fēng)速控制模塊，風(fēng)速控制模塊控制直流電動機(jī)驅(qū)動電扇頭轉(zhuǎn)動;若低于預(yù)設(shè)濃度值，則進(jìn)入睡眠狀態(tài)，風(fēng)速控制模塊會根據(jù)濃度超標(biāo)程度向H橋式驅(qū)動板發(fā)出PffM調(diào)速信號，達(dá)到更換風(fēng)速檔位的效果。
[0036]05?處理器為了]\^32(^5000系列，主要包括了]\^32(^54乂、了]\^32(^54乂乂、了]\^32(^55父，本實施例中使用TMS320C54XX系列的TMS320VC5402; 二氧化碳傳感器為VC1008T系列，采用非散射紅外采樣技術(shù)，反應(yīng)時間:〈=Imin，靈敏度:0-2000ppm，電壓輸出:O-1OVDCo
[0037]本實用新型的工作原理為:二氧化碳濃度采集模塊，即兩個二氧化碳傳感器，主要監(jiān)測室內(nèi)二氧化碳濃度，每一個二氧化碳傳感器都以兩個數(shù)字信號為標(biāo)志，兩個二氧化碳傳感器的標(biāo)志為dl、d2，這些標(biāo)志已存入DSP處理器；
[0038]標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)二氧化碳的預(yù)設(shè)值為380PPM，高度二氧化碳超標(biāo)為1000PPM，在DSP處理器中標(biāo)志為模擬電壓量，標(biāo)準(zhǔn)二氧化碳預(yù)設(shè)值標(biāo)志為“Cl”，高度二氧化碳預(yù)設(shè)值標(biāo)志為“C2”，同時也存入DSP處理器；
[0039]假設(shè)GP1l(DO)或GP102(D1)傳輸監(jiān)測濃度數(shù)據(jù)，二氧化碳傳感器將輸出不同電壓(3.3V與2.7V之間)，這一電壓輸入到DSP處理器的GP1l (DO)與GP102(D1)引腳，數(shù)字信號處理器將電壓轉(zhuǎn)化為模擬電壓量；
[0040]DSP處理器實時將模擬電壓量“C”與“Cl”、“C2”進(jìn)行比較，若“C” > “Cl”且“C” >“〇2”，則將“(:”轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號“1”#101(00) = 1#102(01)=0，代表當(dāng)前室內(nèi)二氧化碳濃度為高度超標(biāo)；
[0041 ] 控制中心模塊將使DSP處理器PWMl (D3)引腳上輸出的Pmi調(diào)速信號(脈沖寬度調(diào)制)，PWM2(D2)信號保持OV，PffM信號將傳至H橋式驅(qū)動板，達(dá)到改變風(fēng)速檔位的效果，同時H橋式驅(qū)動板將這一PWM信號轉(zhuǎn)換為可以驅(qū)動直流電動機(jī)的功率信號，由_喬式驅(qū)動板的M+與M-引腳輸出，使直流電動機(jī)快速旋轉(zhuǎn)。
[0042]本實用新型在室內(nèi)空氣污濁的情況下電扇將智能化的自動開啟，同時依據(jù)二氧化碳濃度超標(biāo)量，電扇所開啟風(fēng)速也不同，這極大程度上減少了開關(guān)電扇的頻率，提高了電扇的送風(fēng)效率，一定程度上節(jié)約了電能。適用于室內(nèi)客廳、公共寢室、以及容易滋生惡性氣體的各種環(huán)境的使用。
[0043]以上所述【具體實施方式】對本實用新型的技術(shù)方案和有益效果做了詳盡說明，此上案例應(yīng)理解為僅最優(yōu)選實案例，并不限制本實用新型的用途，凡在本實用新型理論原則基礎(chǔ)上所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，皆應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，包括電扇本體，所述電扇本體包括電扇頭和直流電動機(jī)，所述直流電動機(jī)的動力輸出端與所述電扇頭連接，其特征在于:所述智能電扇還包括用以采集室內(nèi)二氧化碳濃度的二氧化碳濃度采集模塊、用以接收二氧化碳濃度數(shù)據(jù)信息并執(zhí)行指令的控制中心模塊和用以控制電扇頭轉(zhuǎn)速的風(fēng)速控制模塊； 所述二氧化碳濃度采集模塊與所述控制中心模塊連接，所述控制中心模塊與所述風(fēng)速控制模塊連接，所述風(fēng)速控制模塊與所述直流電動機(jī)連接。2.如權(quán)利要求1所述的基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，其特征在于:所述二氧化碳濃度采集模塊為用以采集二氧化碳濃度的二氧化碳傳感器，所述控制中心模塊為DSP處理器，所述風(fēng)速控制模塊為H橋式驅(qū)動板。3.如權(quán)利要求2所述的基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，其特征在于:所述二氧化碳傳感器設(shè)置有兩個，兩個二氧化碳傳感器分別與所述DSP處理器的DO引腳、Dl引腳連接。4.如權(quán)利要求2所述的基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，其特征在于:所述DSP處理器的D2腳、D3腳分別與所述H橋式驅(qū)動板的ini引腳、in2引腳連接。5.如權(quán)利要求2?4任意一項所述的基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，其特征在于:所述DSP處理器的型號為TMS320VC5402。6.如權(quán)利要求2?4任意一項所述的基于監(jiān)測二氧化碳濃度的智能電扇，其特征在于:所述H橋式驅(qū)動板的型號為L298N。
【文檔編號】F04D27/00GK205578316SQ201620362138
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】洪順利, 李云飛, 王林波
【申請人】浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院