空气净化器设计总思想.docx

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空气净化器控制系统总体设计

我们研究的控制系统是工作在单项额定电压220V家用空气净化器，净化器主要功能是对室内气体进行检测，然后对甲醛等有毒气体进行净化，下面将对空气净化器的功能进行概述，并对整个控制系统进行整体设计。

主要实现功能

课题所研究的空气净化器的功能实现的实现过程如图所示。

室内空气经过微风扇引风进入空气净化系统中，由触感器进行空气质量数据采集，并结合按键控制模块调节净化工作态，通过液晶显示器显示器状态信息，随后空气经过负离子净化部分，在自动/手动设定的工作状态下，使用负离子进行空气净化，得到新鲜空气。

主要设计模块

具体的设计的内容包括：

负离子净化器控制系统的总体结构设计，将系统分为了电源控制模块、传感器采集模块、电机控制模块、负离子发生模块、液晶显示模块与其他辅助电路模块。

1、系统电源模块；空气净化器输入的220v的交流电经过变压其输出12v，在经过桥式整流、滤波后得到9v直流电，给HC-SR501红外传感器电路供电，而同时有三端稳压芯片L7805降压到5v给单片机、MQ138传感器及其它器件供电；

2、传感器数据采集模块:

对甲醛气体传感器工作原理、结构与特新分析，并选择场效应管导通控制的加热方式，设计MQ138传感器的数据采集电路，并使用Atmega16单片机对其输出信号进行程序处理，转换到调整电机工作状态的输出信号；海曼LHi878加热型红外传感器的结构分析以及菲涅尔透镜的使用方法，设计出HC-SR501红外传感器的数据采集电路，包括对于采集信号的放大、滤波的处理，同样通过Atmega16单片机接口处理传感器的最终输出信号，完成控制程序的编写；

3、电机控制模块：

本项目研究中，根据风扇的特点与工作需求采用了交流单相异步电机，其控制模块的设计是围绕点击的特性，采用Atmega6单片机通过可控硅驱动光耦MOC3023驱动电机，控制其导通与转速的变化，单片机程序将根据传感器提供的信号、手动按键信号对电机的工作状态进行自动和手动的调整，似的空气净化器在不同的工作模式下运转的时候，电机处于对应的档次转速；

4负离子的产生：

将输入的直流或交流电经EMI处理电路及雷击保护电路处理后，通过脉冲式电路（特殊振荡频率，频率过高/过低将起不到杀菌/氧气的作用）；过压限流；空间辐射处理;高低压隔离;变压器升为交流高压,通过特殊等级电子材料整流滤波后得到纯净无辐射的直流负高压，在真空；高

温下用特殊型号等级的环氧树脂将其密封后烤干，成品负离子发生器利用碳钎维线对空气高速放电子（e-），而电子并无法长久存在于空气中（存在的电子寿命只有nS级）,立刻会被空气中的氧份子（O2）捕捉,电离空气生成带负电荷的氧离子。

5、液晶显示器的模块：

主要是采用了SMG12864液晶显示器来显示空气净化器工作时的信息，包括了工作模式、房间大小、定时设定、以及空气质量指标等信息，

6、其他的辅助电路模块：

包括电路中功能案件的设置，红外遥控装置，单片机程序烧写端口ISP的电路设计等一些辅助功能与保护电路，完成整套的空气净化控制系统的设计。

系统的主要执行功能如下：

净化器分为四种工作模式：

自动模式，高速模式，省电模式，睡眠模式；

工作的室内空间可分为：

large，medium,small;

当前空气质量状况：

good（poor，共五个档次显示空气质量好坏；

在相应的室内空间模式下，当室内空气质量比较差时，或者有人体走动时系统工作在高速模式下，当空气状况一般时进入省电模式，当空气比较好使进入睡眠模式。