一種可檢測霧霾的電動窗戶驅動裝置的製作方法
2024-04-11 17:44:05
本實用新型涉及信號接口電路，尤其涉及傳感器檢測和信號處理接口電路，屬於檢測控制技術領域。
背景技術：
當前生活中，霧霾是特定氣候條件與人類活動相互作用的結果，高密度人口的經濟及社會活動會排放大量細顆粒物（PM 2.5），一旦排放超過大氣循環能力和承載度，細顆粒物濃度將持續積聚，極易出現大範圍的霧霾。
目前，由於經濟發展過快，工業排放、燃煤、汽車尾氣、大規模砍伐等，帶來很多環境負面影響，霧霾已經逐漸成為我國常發性氣候問題。應對霧霾汙染、改善空氣品質的首要任務是控制PM2.5，從壓減燃煤、減少工業排放，嚴格控車、調整產業、強化管理、依法治理等方面採取措施；同時，有效的預防霧霾危害的方式是當霧霾天氣發生時，要儘量減少戶外活動並及時關閉房屋門窗，但是對於一般百姓家庭，通過天氣預報的方式來了解霧霾汙染信息，然而預報的地理範圍廣，實時性較差；人們通過開窗換氣的方式來改善室內的生活環境，由於很難得到實時準確的霧霾汙染的數據，對於打開和關窗的時機就很難把握。
因此，在中度霾天氣條件下,應減少不必要的戶外活動，能見度低劣時更要注意室內空氣品質，儘量少地大幅度打開窗戶，為了更好的解決上述室內門窗的實時控制的問題，設計出一種可檢測霧霾的電動窗戶驅動裝置，有效的解決因突然遇到霧霾天氣，或其他原因不能及時關閉窗戶而造成霧霾大量侵入室內的情況發生，同時也解決在霧霾消散後，不能及時給房屋通風換氣的矛盾問題，降低了疾病發生的概率，減少身體傷害。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於克服現有技術的缺點和不足，提出一種可檢測霧霾的電動窗戶驅動裝置，遇到霧霾自動關閉窗戶的裝置，採用檢測傳感器信號和自動控制電路相結合驅動控制電機，通過PM2.5傳感器實時監測當前環境的PM2.5濃度，當檢測到PM2.5傳感器信號，並根據設定值做出判斷控制器驅動電機和檢測電機的電流確定驅動電動窗打開或者關閉，或者通過手動模式，操作主控制器上的按鈕，人工打開或者關閉窗戶，且同時提供室內PM2.5濃度實時準確的參考數據。
本實用新型的目的通過以下技術解決方案來實現：
本技術方案提出一種可檢測霧霾的電動窗戶驅動裝置，包括有主控制器、液晶顯示單元、電源模塊單元、PM2.5傳感器、按鍵、電流檢測電路、電機驅動電路、電機，所述的PM2.5傳感器與所述的主控制器通過串行通訊口連接，所述的電源模塊單元接入主控制器供電，所述的主控制器實時採集PM2.5傳感器的數據，以及處理電機運轉的控制信號，所述的電機與所述的主控制器外部的電機驅動電路功率輸出端連接；電流檢測電路用於採集電機運轉時的實時電流，液晶顯示模塊作為人機接口的界面，讀取PM2.5的數值和控制的狀態顯示，所述的按鍵用以設置主控制器的參數和系統復位。
本實用新型的有益效果主要體現在：
①本技術方案採用高精度PM2.5傳感器，準確實時監控PM2.5濃度數據，量化霧霾的汙染程度，給是否需要關閉窗戶提供有效實時準確的參考數據。
②具有當PM2.5濃度過高時，自動關閉窗戶阻止汙染空氣侵入室內的功能；具有當PM2.5濃度正常後，自動打開窗戶給房屋通風透氣的功能；有效的解決因突然遇到霧霾天氣，不能及時關閉窗戶而造成霧霾對室內的侵入，霧霾消散後不能及時給房屋通風換氣的問題，減小霧霾對人體的危害。
附圖說明
下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明：
圖1：本實用新型的整體技術方案系統示意圖；
圖中各標記的含義是：
1～主控制器、2～液晶顯示單元、3～電源模塊單元、4～PM2.5傳感器、5～按鍵、6～電流檢測電路、7～電機驅動電路、8～電機。
具體實施方式：
如圖1所示，一種可檢測霧霾的電動窗戶驅動裝置，包括有主控制器、液晶顯示單元、電源模塊單元、PM2.5傳感器、按鍵、電流檢測電路、電機驅動電路、電機，所述的PM2.5傳感器與所述的主控制器通過串行通訊口連接，所述的電源模塊單元接入主控制器供電，所述的主控制器實時採集PM2.5傳感器的數據，以及處理電機運轉的控制信號，所述的電機與所述的主控制器外部的電機驅動電路功率輸出端連接；電流檢測電路用於採集電機運轉時的實時電流，液晶顯示模塊作為人機接口的界面，讀取PM2.5的數值和控制的狀態顯示，所述的按鍵用以設置主控制器的參數和系統復位。
進一步地，如圖1所示，所述的PM2.5傳感器通過電纜與所述的主控制器相連，所述的主控制器在接通電源模塊以後開始工作，所述的PM2.5傳感器將採集到的PM2.5數值傳遞給主控制器；測量的PM2.5數值與設定的PM2.5數值進行比較，當所述主控制器檢測到的PM2.5數值達到或者超過設定的數值後，主控制器控制電機驅動電路動作，電機驅動電路驅動電機和機械傳動裝置，同時，所述的電流傳感器開始檢測電機工作電流，當檢測電流數值達到或者超過堵轉電流時，主控制器收到電流傳感器的反饋信號，控制電機驅動電路停止動作，完成關窗動作；當外界檢測到的PM2.5數值低於設定的數值後，主控制器控制電機驅動電路動作，驅動電機和機械傳動裝置打開窗戶。
進一步地，所述的主控制器為可編程微型控制器，所述的液晶顯示屏顯示PM2.5濃度的設定值和電機過流保護的設定值，液晶屏還顯示當前的溫度，溼度，所述的按鍵用以調整PM2.5濃度值和電機過流保護的電流閥值。
更進一步地，所述的主控制器根據環境的變化可設定三種工作模式，主控制器復位上電以後，進入手動工作模式選擇模式，通過長按ok鍵5秒，可以切換工作模式，所述的三種工作模式分別為H表示手動工作模式、A表示自動工作、S表示參數設定模式，通過液晶顯示屏的左上角顯示字母可以區分系統當前工作在哪種模式下。
第一種手動工作模式：所述的液晶顯示屏的左上角顯示H，中間位置顯示測量的電機電流值，下部位置顯示電機電流保護的設定值，右上角顯示當前的PM2.5的測量值；此時，如果需要打開窗戶按left鍵，主控制器控制電機驅動電路左轉打開窗戶，如果需要關閉窗戶按下up鍵，電機驅動電路驅動電機右轉關閉窗戶；當窗戶打開或者關閉到位後，電機發生堵轉，電機驅動電流超過設定值，主控制器控制電機驅動電路停止工作。
第二種自動工作模式：所述的液晶顯示屏的右上角顯示A，中間位置顯示測量的電機電流值，下部位置顯示電機電流保護的設定值，右上角顯示當前的PM2.5測量值，右下角顯示設定的PM2.5的設定值；系統通過PM2.5傳感器每5秒鐘會採樣一次當前空氣的PM2.5濃度數值，並與PM2.5的設定值做比較，當採樣值超過設定值時，主控制器控制電機驅動電路驅動電機左轉打開窗戶，窗戶關閉到位時，電機發生堵轉，電機驅動電流超過設定值，電機驅動電路停止工作；當採樣值低於設定值時，主控制器控制電機驅動電路驅動電機右轉打開窗戶，窗戶打開到位時，電機發生堵轉，電機驅動電流超過設定值，電機驅動電路停止工作。
第三種參數設定工作模式：所述的液晶顯示屏的右上角顯示S，下部位置顯示電機電流保護的設定值，右下角顯示設定的PM2.5的設定值，按鍵此時具有修改數據功能；通過left鍵選擇改變的數字的位置，選擇位以顏色加深顯示，通過up鍵可以改變數值的大小，每按一次數值加一，數值在0-9循環變化，當模式發生變化時，數據保存。
當然，以上僅是本實用新型的具體應用範例，對本技術方案的保護範圍不構成任何限制；凡採用等同變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本實用新型權利保護範圍之內。