电子设计竞赛论文(智能排气扇)

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1、序号：_______第三届电子设计竞赛设计报告参赛题目智能排气扇设计队伍名称追胜队2010年5月17日20摘要：本智能排气扇以STC12C5A08S2为核心控制单元，通过远红外传感器探测热水器加热火焰来判定热水的开停。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，实现无级调速。系统通过1602液晶把温度、湿度，转速等实时信息反馈给使用者。使用者也可通过键盘实现排气扇的本地控制。本设计通过霍尔传感器进行转速的采集，进而实现排气扇卡死等故障的自我检测。关键词：智能排气扇远红外传感器霍尔传感器Abstract:TheIntelligentexhaustfani

2、sbaseonSTC12C5A08S2microcontrolunit.Withthehelpoffarinfraredheatsensors,itcandetecttheopeningoftheflameanddeterminetheactionofwaterheater.Byusingtheanti-interferenceability,highaccuracydigitaltemperaturesensorDS18b20andcombinedwithSCRBT136,thisintelligentexhaustfancancontrolspeedwhichisbaseontempera

3、ture.Userscangettheinformationoftemperature,humidityandspeedthrough1602screen.Userscanalsocontroltheexhaustfanthroughkeyboard.Thisdesigncandetectivethespeedoftheexhaustfanbyhallelement,sothatitcanwarntheuserwhenthefanworkabnormally.Keywords:IntelligentexhaustfaninfraredsensorHallsensor20目录1前言42.1总体系

4、统设计52.2微控制器方案62.3故障检测方案62.4热水开停检测方案73单元模块设计83.1单片机最小系统设计83.2DS18B20测温电路103.3MQ-2烟雾传感器113.4DHT11湿度传感器123.53144E开关型霍尔传感器测速133.6BT136无级调速电路143.7总体电路布线153.8模块连接图163.9程序主要流程图174调试与仿真185系统功能及参数196设计总结20201前言随着经济的发展，智能化渐渐步入普通百姓的家。现在市场上的各类智能化产品可谓层出不穷，最常见的有智能电饭煲，智能电冰箱和智能洗衣机等。所谓的智能化，其目的在于增加人与机器的互动，降低功耗，提升效率，尽

5、量达到以人为本的目的。而本小组的作品—“智能排气扇”，就是遵循上述目的设计的。对于装有热水器的家庭来说，排气扇可谓必不可少的家电，然而它又却常常被人们所忽略而缺少维护。一把积满灰尘，随时都有可能罢工的排气扇，成了浴室的隐患。有鉴于此，本小组设计了智能排气扇，它能够对扇叶转速实时监控，异常报警，对热水开停检测，自动运行和关闭。它的转速根据浴室温度而定，当有有害气体产生时，它能自动强制排气。有了它，你在浴室里再也没有后顾之忧。202总体方案设计及选择2.1总体系统设计点火检测湿度测量温度测量烟雾检测电机驱动LCD显示键盘输入稳压电源转速测量微控制器本排气扇总体系统设计如上图所示，由微控制器为核心，

6、通过检测传感器来判断排气扇的工作状态和获取必要数据，进而控制电机的工作。稳压电源为整个系统提供稳定的低压直流电。排气扇的人机交互由键盘和LCD来完成。通过键盘，用户能执行基本的控制，而LCD能把温度，湿度，转速等基本信息反馈给用户。202.2微控制器方案方案一：高性能单片机ATmega16方案二：增强型51单片机STC12C5A08S2性能要求：（1）较强的抗干扰能力（2）低功耗（3）硬件集成AD及PWM(4)较高处理速度（5）成本合理。方案比较：两款单片机均能较好地实行上述要求（详细电气参数请参见附录）但采用51内核的STC12C5A08S2具有比ATmega16更稳定的市场来源，更低的成本

7、（前者的约为后者二分之一）。最终决定采用STC12C5A08S2。2.3故障检测方案方案一：在排气扇干路传联互感线圈，把次级线圈输出信号通过整流滤波后经由运放放大，再通过AD口检测。方案二：再排气扇扇叶上固定小磁体，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进而检测异常。20排气扇故障一般由灰尘堵塞扇叶或内部电子线路造成，其表现通常为扇叶转速异常且流过排气扇电流