基于单片机的温控智能红外遥控风扇文献综述

 2021-09-25 01:09

全文总字数:2649字

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近些年来,随着空调行业的迅速发展,空调价格的大幅度跳水,使得购买使用空调的人变得越来越多,电风扇行业被普遍认为是夕阳产业没有太大的发展空间。其实实际情况却并非如此,根据相关市场人士分析称,家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场,近两年反而出现了市场销售复苏的态势。究其主要原因:一是电风扇和空调相比其降温效果不同;(空调有强大的制冷功能,可以快速而有效地降低环境温度,但电风扇的风却是更加温和,更加适合老年人、儿童和体质较为虚弱的人使用,这样能避免他们因抵抗力差而受凉感冒。)二是电风扇在价格方面相对空调来说具有一定的优势,价格便宜而且相对省电,安装以及使用方面都非常简单,便于操作。

传统的电风扇多采用机械方式进行控制,功能较少,且噪音大,各档的风速变化也大。随着科技日新月异的发展和人们生活水平的日益提高,家用电器产品趋向于自动化、智能化、环保化和人性化,这就使得由微机控制的智能电风扇得以出现并服务于大众。

在日常的生活中,我们经常会使用一些与温度有关的设备。比如,现在虽然不少城市里的家庭用上了空调,但在占中国大部分人口的农村地区却依旧使用电风扇作为降温防暑设备,春夏(夏秋)季节交替之际,白天的温度依旧很高,相应的电风扇应保持高转速、大风量,让使用者感到清凉;而到了晚上,气温降低,当人们入睡之后,应该逐步降低转速,减小风量,以免使用者因受凉而感冒。虽然传统的电风扇都有调节不同档位的功能,但必须要使用者去手动换档,这样在睡着了之后就变得无能为力了,而普遍采用的定时器关闭的做法也存在一定的弊端,一方面是定时时间的长短有限制,一般是一到两个小时;另一方面可能在一两个小时后气温依旧没有降低很多,而风扇就关闭了,让使用者在睡梦中被热醒而不得不起床重新打开风扇,增加定时器时间,十分的麻烦降低了睡眠质量影响了用户体验,而且极有可能在多次定时后最后一次定时时间太长,在环境温度降低以后电风扇依旧继续吹风,使人感冒生病;第三方面是在定时期间只有简单的到了定时时间就自动关闭风扇电源的单一功能,这并不能满足不同环境气温下对电风扇风速大小的具体要求。又比如在较大功率的电子产品如电脑的散热方面,现在绝大多数都采用了风冷系统,就是利用风扇引起空气流动,从而带走热量,降低电子产品的温度,使电子产品不至于因温度过高影响使用或者烧坏。要使电子产品保持较低的温度,就必须使用大功率、高转速、大风量的风扇,而风扇的噪音与其功率成正比。如果要低噪音,则要减小风扇转速,降低风速,这样又会引起电子设备的温度上升,不能两全其美。为解决上述的一系列问题,我准备设计一套温控自动风扇系统。本系统采用高精度集成温度传感器,用单片机控制,能显示实时温度,并根据使用者设定的温度自动在相应温度时作出小风、大风、停机动作,精确度高,动作准确。

一般温控风扇的设计方案:

1.温度传感器的选用:选用热敏电阻作为感测温度的核心元件,通过运算放大器放大由于温度变化引起热敏电阻电阻的变化、进而导至的输出电压变化的微弱电压变化信号,再用AD转换芯片ADC0809将模拟信号转化为数字信号输入单片机处理。采用热敏电阻有价格便宜、元件易购的优点,但热敏电阻对温度的细微变化不敏感,在信号采集、放大、转换过程中还会产生失真和误差,并且由于热敏电阻的R-T关系的非线性,其本身电阻对温度的变化存在较大误差,虽然可以通过一定电路予以纠正,但不仅将使电路复杂稳定性降低,而且在人体所处温度环境温度变化中难以检测到小的温度变化。

2.显示电路:采用液晶显示屏LCD显示温度,液晶体显示屏具有显示字符优美,不但能显示数字还能显示字符甚至图形的优点,这是LED数码管无法比拟的。但是液晶显示模块价格昂贵,驱动程序复杂,不简便。

3.控制执行部件:采用数模转换芯片AD0832控制,由单片机根据当前温度值送出相应数字量到AD0832,由AD0832产生模拟信号控制晶闸管的导通角,从而配合无级调速电路实现温控时的自动无级风力调节。该方案能够实现在风扇处于温控状态时也能无级调速,但是D/A转换芯片价格较高,与其温控状态下无级调速功能相比性价比不高。

4.调速方式:采用变压器调节方式,运用电磁感应原理将220V电压通过线圈降压到不同的电压,控制风扇电机接到不同电压值的线圈上可控制电机的转速,从而控制风扇风力大小。由于采用变压器改变电压调节,有风速级别限制,不能适应人性化要求。且在变压过程中会有损耗发热,效率不高,发热有不安全因素。

本人的设计方案是采用数字式集成温度传感器DS18B20作为感测温度的核心元件采用五位共阳数码管显示温度,通过动态扫描显示方式采用晶闸管构成无级调速电路。

控制核心采用单片机。以软件编程的方法进行温度判断,并在端口输出控制信号。

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