基於多傳感器的智能溫控風扇調速控制器設計

2021-01-06 電子產品世界

編者按：　　摘要：文中設計了一個基於多傳感器的自動識別溫控調速風扇控制器，解決風扇因晝夜不同、溫度不同時的自動控制問題。文中從系統總體設計、溫控調速的硬體設計、智能溫控的軟體設計等方面闡述了基於多傳感器的單片機智能控制風扇系統。經實驗運行證明，所實現的多模式智能風扇控制器設計合理、節能環保，有較好的應用前景。　　1 智能溫控風扇系統的總體設計　　智能溫控風扇系統採用如圖1所示的結構，該系統綜合應用了人體紅外檢測模塊、STC12C5A60S2處理晶片、光敏傳感器模塊、空氣溫度檢測模塊、LCD1602液晶顯示

　　摘要：文中設計了一個基於多傳感器的自動識別溫控調速風扇控制器，解決風扇因晝夜不同、溫度不同時的自動控制問題。文中從系統總體設計、溫控調速的硬體設計、智能溫控的軟體設計等方面闡述了基於多傳感器的單片機智能控制風扇系統。經實驗運行證明，所實現的多模式智能風扇控制器設計合理、節能環保，有較好的應用前景。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/271647.htm

　　1 智能溫控風扇系統的總體設計

　　智能溫控風扇系統採用如圖1所示的結構，該系統綜合應用了人體紅外檢測模塊、STC12C5A60S2處理晶片、光敏傳感器模塊、空氣溫度檢測模塊、LCD1602液晶顯示模塊和風扇轉速調整模塊六個基本功能模塊。下面介紹幾個主要模塊的設計[1-3]。

　　1.1 人體紅外檢測模塊設計

　　本設計的一個重點是自動感應是否有人在風扇附近，進而決定採用何種工作狀態，因此人體感應是系統核心設計環節，對整個系統影響很大。本文採用了HC-SR501模塊，它可以快速準確的檢測到人體正常溫度釋放的紅外線，並且反應比較快，有較好的可靠度，在控制系統中應用比較廣泛。當有人體進入其感應範圍(前方7m以內，120°椎角空間)後，經過一段時間(0.3秒到18秒)的延時，它就會輸出一個高電平[4]，並將一直保持這個狀態，當檢測範圍內沒有人體時，它的輸出變為低電平。這樣它會給繼電器控制提供控制信號，並進啟動或判斷處理晶片的電源。

　　1.2 溫度檢測模塊設計

　　當智能溫控風扇系統的系統檢測到有人靠近以後還要判斷當前環境溫度，以確定工作狀態，因此還需要檢測環境溫度。在這裡採用了常用的DSl8B20傳感器來檢測環境溫度。該傳感器工作性能比較好，採用單總線傳輸數據，可以節省接口，反應比較快捷，工作範圍廣泛，溫度轉換僅需要750ms，完全能夠滿足系統需求，並且價格比較便宜。它的工作原理如圖2所示[5-6]。圖2中所示的斜率累加器可以用來修正並補償測溫過程中的非線性，它的輸出數據可以用於對計數器1的預置值進行修正。

　　1.3 風扇調速模塊設計

　　智能溫控風扇系統的風扇調速利用了STC12C5A60S2這款單片機處理晶片的PCA模塊，對單片機進行軟體程序編程，控制PCA模塊工作狀態，使其在8位PWM模式下工作[7]。通過改變PWM脈衝的佔空比，可以調節控制電機轉速。由單片機P1.3作為PWM脈衝輸出埠，輸入到L298N的其中一個輸入埠ENA。電機的轉動可以給系統帶來相關幹擾，在設計中在其兩端加合適的電容，這樣可以把幹擾雜波有效地過濾掉。

　　為了去除電機接轉動給系統程序帶來的幹擾，在電機的兩端接上電容濾去雜波。

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