智能排气扇设计方案 2(十五组)

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1、智能排气扇摘要：本智能排气扇以51单片机为控制单元，通过温度传感器来测量控制热水器的开关。采用DTH11湿度传感器来检测浴室室内的湿度，采用抗干扰能力强，精度高的数字温度传感器DS18B20感知温度，结合晶闸管BT136，实现交流排气扇的无级调速。系统通过1602液晶把温度、湿度、速度等实时信息反馈给使用者。使用者也可以通过键盘实现排气扇的控制。本设计采用红外发射和接收来实现排气扇的故障检测。关键词：传感器；排气扇；交流电机；警报；一总体方案设计本智能排气扇采用8位的51单片机为主控制器，通过温度、湿度传感器采集室内的温度、湿度等数据，并

2、将显示在1602液晶显示器。由不同型号的温度传感器来检测热水开停，从而控制排气扇的运转。同时采用烟雾传感器检测室内是否出现有害气体，在出现有害气体时报警提示并强制排气。可以通过红外遥控器控制排气扇运转，具备故障自我检测功能。系统框图如下：二方案比较与论证2.1控制系统---单片机最小系统方案一，采用AT89C51单片机，片内含2kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机数据存储器（RAM），传统的51单片机具有价格低廉，使用简单等特点。方案二：C8051F020。C8051F020是完全集成的混合信号片

3、上系统MCU，其控制器内核与MCS-51指令完全兼容。C8051F020采用流水线结构，最高处理速度可达25MIPS特别适合用于对实时性要求极高的控制系统。针对本次设计，51单片机足以胜任本次的控制任务，而C8051F020价格比较高，根据实际资源能力，本设计采用方案一。2.2电源模块的选择方案一：采用已有电源，使用方便、稳定、简捷、安全且精准。方案二：采用自制电源，通过220V交流市电来制作5V电源。鉴于自制电源经济实惠，且可以很好的锻炼动手能力，我们选择方案二。2.3电机驱动模块方案一：单片机通过对继电器的控制实现对电机的控制，端口的

4、不同状态可以实现电机的正转、反转、调速等功能。由于继电器是机械式开关，响应时间慢，可能会使排气扇灵敏度降低，限制了单片机的PWM波控制功能。方案二：利用直流电机驱动H桥来控制，而电机选择直流电机。方案三：采用交流排气扇，通过搭建简便的排气扇外围电路，来和单片机相连，利用单片机输出PWM信号来控制风扇的转动。方案一中继电器的应用使得此方案不够完好，而方案二中直流电机驱动H桥不符合实际家庭中的电力要求，方案三，符合实际，且外围电路简单，容易满足要求，因此，选择方案三。2.4烟雾检测方案一：采用施密特触发器处理，利用555接成施密特触发器，将负

5、载端的电压信号接到施密特触发器的信号输入端。但这种处理方式的缺点是触发的阀值调整比较困难。方案二：采用电压比较器处理，电压比较器可以在大范围里设定比较的阀值，有利于调整CO传感器的灵敏度。方案二精准度高，比较器也比较简单实用，电路简单易调控，故选择方案二。2.5显示模块方案一采用数码管显示，体积比较大，外围电路复杂，而且比较单一。方案二采用1602液晶显示1602内部集成有显示芯片，可以识别英文字母、阿拉伯数字和日语，价格比较便宜，可以对温度、湿度等很好的进行显示，显示更加人性化。比较后，我们选择方案二。2.6电机故障检测方案一：红外对管

6、检测电路，检测风扇是否转动。红外线通讯是一种廉价、近距离、无连线、低功耗和保密性较强的通讯方案，在PC机中主要应用在无线数据传输方面。方案二：在排气扇上固定小磁体，通过霍尔传感器检测磁体单位时间内通过固定位置的次数得到转速，与目标转速进行比较而检测异常。此方案外围电路比较复杂，加大了控制器的任务，因此，选择方案一。2.7键盘模块外部自动控制模块:方案一:用遥控器控制，利用无线传输，价格比较高。方案二:用独立键盘控制,由于本设计所需键盘控制较少，只要两个键就可以达到控制作用，键1来控制电源通断，键2控制风扇的开停。2.8热水器开关。方案一：

7、利用温度传感器（DS18B20）检测水的温度，当高于设定温度时，利用单片机控制电磁阀，使断电，停止加热。方案二：火焰传感器，火焰传感器使用JNHB1004传感器，可以用来探测火源或其它一些波长在700nm～1000nm范围内的热源。当检测到火焰时，传感器模组输出高电平，经过三极管放大电路处理后，该模块电路能检测到70cm以内的火焰，灵敏度比较高。但是，现代家庭生活中，都是通过热水器加热浴室热水，很少使用明火加热，因此，考虑到实际应用，我们选择方案一三系统各模块电路设计：3.1控制器51单片机。器件采用ATMEL公司的MCS-51指令系统，

8、片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。可以很好的控制温度、湿度的监测和控制显示和语音报警。同时达到控制排气扇的开关的要求。其丰富的管脚足以满足本次智能排气扇的要求。本设计中外围电路进行