一種家用pm2.5檢測與控制空氣凈化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，包括粉塵檢測模塊、臭氧濃度檢測模塊、單片機模塊、驅(qū)動電路模塊、空氣凈化裝置和報警裝置，所述粉塵檢測模塊和臭氧濃度檢測模塊的輸出端與單片機模塊的輸入端連接；所述單片機模塊的輸出端通過驅(qū)動電路模塊分別與空氣凈化裝置和報警裝置的輸入端連接。本實用新型將粉塵檢測模塊與空氣凈化裝置相結合，實現(xiàn)檢測、濾除、凈化 及自動化多功能合一，結構簡單，具有很好的應用推廣前景。
【專利說明】一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于空氣凈化領域，涉及一種空氣凈化裝置，尤其涉及一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置。
【背景技術】
[0002]在污染嚴重的今天，空氣質(zhì)量越來越成為人們的關注重點，空氣中微小顆粒給人們的身體健康帶來了很大的危害。現(xiàn)有的家用PM2.5檢測器大多以便攜式居多，且僅是對空氣中的PM2.5進行檢測，并沒有對室內(nèi)環(huán)境空氣中直徑小于等于2.5微米的顆粒物進行濾除、凈化的功能。現(xiàn)有的負離子空氣凈化器可以對空氣中的顆粒物進行濾除、凈化，但是沒有對室內(nèi)PM2.5的濃度值進行檢測、以及負離子空氣凈化器運行時產(chǎn)生的臭氧進行檢測，從而實現(xiàn)負離子空氣凈化器的自動控制的功能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種將PM2.5檢測器與負離子空氣凈化器相結合，實現(xiàn)檢測、濾除、凈化多功能合一的家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置。
[0004]本實用新型采用如下技術方案:
[0005]一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，包括粉塵檢測模塊、臭氧濃度檢測模塊、單片機模塊、驅(qū)動電路模塊、空氣凈化裝置和報警裝置，所述粉塵檢測模塊和臭氧濃度檢測模塊的輸出端與單片機模塊的輸入端連接；所述單片機模塊的輸出端通過驅(qū)動電路模塊分別與空氣凈化裝置和報警裝置的輸入端連接。
[0006]進一步地，本實用新型還包括與單片機模塊的復位腳連接的復位電路；所述復位電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl和第一開關SI ;所述第一電阻Rl的一端和第一電容Cl的一端相連接地，第一電阻Rl的另一端與第一開關SI的一端連接，第一開關SI的另一端與第一電容Cl的另一端連接后與單片機模塊的復位腳連接，且第一開關SI的另一端還通過電阻R2接地。
[0007]進一步地，本實用新型還包括與單片機模塊的時鐘引腳連接的時鐘產(chǎn)生電路，所述時鐘產(chǎn)生電路包括第二電容C2、第三電容C3和石英晶體Xl ;第二電容C2的一端和第三電容C3的一端接地；石英晶體Xl的兩端分別與第二電容C2的另一端和第三電容C3的另一端連接，用于與單片機模塊的時鐘引腳連接。
[0008]進一步地，所述驅(qū)動電路模塊包括第一驅(qū)動電路和第二驅(qū)動電路，所述第一驅(qū)動電路包括第四電阻R4、第一 NPN三極管Ql、第一二極管Dl和第一繼電器KMl ;第一三極管Ql的基極通過第四電阻R4與單片機模塊的輸出端連接，其集電極連接直流電源，其發(fā)射級分別與第一二極管Dl的負極和第一繼電器KMl的線圈輸入端的一端連接，第一二極管Dl的正極和第一繼電器KMl線圈輸入端的另一端均接地，第一繼電器KMl的開關輸出端與空氣凈化裝置的輸入端連接；所述第二驅(qū)動電路包括第三電阻R3、第二 NPN三極管Q2、第二二極管D2和第二繼電器KM2 ;第二三極管Q2的基極通過第三電阻R3與單片機模塊的輸出端連接，其集電極連接直流電源，其發(fā)射級分別與第二二極管D2的負極和第二繼電器KM2的線圈輸入端的一端連接，第二二極管D2的正極和第二繼電器KM2線圈輸入端的另一端均接地，第二繼電器KM2的開關輸出端與報警裝置的輸入端連接。
[0009]進一步地，所述粉塵檢測模塊為GP2Y1050AU0F PM2.5檢測傳感器；所述臭氧濃度檢測模塊為MS2610臭氧氣體檢測傳感器。
[0010]進一步地，所述空氣凈化裝置是負離子空氣凈化器。
[0011]本實用新型的有益效果:
[0012]本實用新型通過將粉塵檢測模塊與空氣凈化裝置相結合，利用粉塵檢測模塊來控制空氣凈化裝置的通斷，并增加了臭氧檢測模塊和報警裝置，當空氣凈化裝置釋放出來的臭氧使得空氣中的臭氧濃度超標時，發(fā)出報警信號，提醒人們進行開窗換氣，實現(xiàn)了檢測、濾除、凈化多功能，大大降低了 PM2.5含量過高給人們帶來的呼吸道疾病的風險，且使用安全性高。
[0013]進一步地，本實用新型通過其復位電路進行裝置中單片機模塊的手動復位，用于當單片機模塊在工作過程中受到外界的干擾，造成一些寄存器中數(shù)據(jù)混亂，不能正常執(zhí)行程序或產(chǎn)生的結果不正確時，以使程序重新開始運行。
[0014]進一步地，本實用新型通過時鐘產(chǎn)生電路產(chǎn)生時鐘脈沖，為單片機提供運行時鐘，如果運行時鐘為O，單片機將不工作，若超出單片機的工作頻率的時鐘也會導致單片機不工作，本實用新型中在單片機的XTALl引腳和XTAL2引腳兩端跨接石英晶體Xl及兩個補償電容構成穩(wěn)定的自激多諧振蕩器，從而為單片機提供工作頻率。
[0015]進一步地，本實用新型中的驅(qū)動電路模塊采用弱電控制強電的方法，利用單片機模塊輸出高、低電平來控制第一三極管Q1、第二三極管Q2的導通與截止，從而控制第一繼電器KMl和第二繼電器KM2的輸出來控制外部設備的啟動與停止。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型一種實施例的原理示意圖；
[0017]圖2是本實用新型一種實施例的電路圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0019]如圖1-2所示，本實用新型的一種實施例的家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，包括粉塵檢測模塊1、臭氧濃度檢測模塊2、單片機模塊3、驅(qū)動電路模塊4、空氣凈化裝置5和報警裝置6，所述粉塵檢測模塊I和臭氧濃度檢測模塊2的輸出端與單片機模塊3的輸入端連接；所述單片機模塊3的輸出端通過驅(qū)動電路模塊4分別與空氣凈化裝置5和報警裝置6的輸入端連接。本實施例中單片機模塊3采用的是STC12C2052AD單片機，該單片機具有高速、高可靠、低功耗、強抗靜電、強抗干擾、可直接進行模數(shù)轉換，是整個電路的核心，對采集的數(shù)據(jù)進行處理并控制外部設備。本實施例中，粉塵檢測模塊I為GP2Y1050AU0FPM2.5檢測傳感器，臭氧濃度檢測模塊2為MS2610臭氧氣體檢測傳感器，空氣凈化裝置5是負離子空氣凈化器。本實施例中的MS2610臭氧氣體檢測傳感器及GP2Y1050AU0FPM2.5檢測傳感器均為模擬量輸出，Vcc接5V電源，AO為模擬量輸出，GND接地，MS2610臭氧氣體檢測傳感器的AO模擬量輸出接單片機模塊3的PL 3/ADC3管腳進行數(shù)據(jù)采集，GP2Y1050AU0F PM2.5檢測傳感器的AO模擬量輸出接單片機模塊3的PL 4/ADC4管腳進行數(shù)據(jù)采集，再通過單片機模塊3將各傳感器AO輸出的模擬量轉換成數(shù)字量與設定值進行比較，從而控制后續(xù)電路。
[0020]本實施例中，還包括與單片機模塊3的復位腳連接的復位電路；所述復位電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl和第一開關SI ;所述第一電阻Rl的一端和第一電容Cl的一端相連接地，第一電阻Rl的另一端與第一開關SI的一端連接，第一開關SI的另一端與第一電容Cl的另一端連接后與單片機模塊的復位腳連接，且第一開關SI的另一端還通過電阻R2接地；當單片機模塊3在工作過程中受到外界的干擾，造成一些寄存器中數(shù)據(jù)混亂不能正常執(zhí)行程序或產(chǎn)生的結果不正確時，通過復位電路手動進行復位，以使程序重新開始運行。
[0021]進一步地，本實施例中還包括與單片機模塊3的時鐘引腳連接的時鐘產(chǎn)生電路，時鐘產(chǎn)生電路包括第二電容C2、第三電容C3和石英晶體Xl ;第二電容C2的一端和第三電容C3的一端接地；石英晶體Xl的兩端分別與第二電容C2的另一端和第三電容C3的另一端連接，用于與單片機模塊3的內(nèi)部時鐘電路的輸入端連接，本實施例中石英晶體Xl的兩端分別與單片機模塊3的XTALl和XTAL2引腳連接，構成穩(wěn)定的自激多諧振蕩器，從而為單片機模塊3提供工作頻率；時鐘產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生時鐘脈沖，為單片機提供運行時鐘，如果運行時鐘為O，單片機將不工作，若超出單片機的工作頻率的時鐘也會導致單片機不工作。XTALl為內(nèi)部時鐘電路反相放大器輸入端，接外部晶振的一個引腳。當使用外部時鐘源時，此腳為外部時鐘源的輸入端。XTAL2為內(nèi)部時鐘電路反相放大器輸出端，接外部晶振的另一個引腳(當使用外部時鐘源時，此腳可浮空)。
[0022]本實施例中的驅(qū)動電路模塊4包括第一驅(qū)動電路和第二驅(qū)動電路，所述第一驅(qū)動電路包括第四電阻R4、第一 NPN三極管Ql、第一二極管Dl和第一繼電器KMl ;第一三極管Ql的基極通過第四電阻R4與單片機模塊3的輸出端連接，其集電極連接直流電源，其發(fā)射級分別與第一二極管Dl的負極和第一繼電器KMl的線圈輸入端的一端連接，第一二極管Dl的正極和第一繼電器KMl線圈輸入端的另一端均接地，第一繼電器KMl的開關輸出端與空氣凈化裝置5的輸入端連接；所述第二驅(qū)動電路包括第三電阻R3、第二 NPN三極管Q2、第二二極管D2和第二繼電器KM2 ;第二三極管Q2的基極通過第三電阻R3與單片機模塊3的輸出端連接，其集電極連接直流電源，其發(fā)射級分別與第二二極管D2的負極和第二繼電器KM2的線圈輸入端的一端連接，第二二極管D2的正極和第二繼電器KM2線圈輸入端的另一端均接地，第二繼電器KM2的開關輸出端與報警裝置6的輸入端連接。當單片機模塊3的管腳輸出高電平控制三極管的基極導通，當三極管導通時電流經(jīng)三極管的集電極、發(fā)射極流過繼電器線圈，從而控制電子繼電器KM的輸出來控制各裝置的啟動與停止。將PM2.5濃度采樣值Psam與設定閾值2.5um進行比較。當Psam>=2.5um，系統(tǒng)將自動開啟負離子空氣凈化器進行過濾、凈化；iPsam〈2.5um，系統(tǒng)將關閉負離子凈化器。臭氧濃度采樣值Osam與設定閾值0.02ppm進行比較。當0sam>=0.02ppm，系統(tǒng)將關閉負離子發(fā)生器并自動開啟報警裝置6發(fā)出報警信號提醒室內(nèi)人員臭氧濃度過高需要開窗換氣；當0sam〈0.02ppm，系統(tǒng)正常工作。
[0023]綜上所述，本實用新型的工作原理是:利用GP2Y1050AU0F PM2.5檢測傳感器檢測室內(nèi)空氣中的PM2.5的濃度值，當超出設定的閾值范圍后，單片機模塊輸出控制信號，通過驅(qū)動電路模塊開啟負離子空氣凈化器；由于負離子空氣凈化器在運行過程中會產(chǎn)生臭氧，MS2610臭氧氣體檢測傳感器檢測空氣中的臭氧濃度值，當臭氧濃度超過設定的閾值范圍后，單片機模塊輸出控制信號，通過驅(qū)動電路模塊開啟報警裝置，發(fā)出報警信號，提醒人們開窗透氣，大大增加了使用的安全性。
[0024]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界。
【權利要求】
1.一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，其特征是:包括粉塵檢測模塊(1)、臭氧濃度檢測模塊(2)、單片機模塊(3)、驅(qū)動電路模塊(4)、空氣凈化裝置(5)和報警裝置(6);所述粉塵檢測模塊(I)和臭氧濃度檢測模塊(2 )的輸出端與單片機模塊(3 )的輸入端連接；所述單片機模塊(3)的輸出端通過驅(qū)動電路模塊(4)分別與空氣凈化裝置(5)和報警裝置(6)的輸入端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，其特征是:還包括與單片機模塊(3)的復位腳連接的復位電路；所述復位電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容Cl和第一開關SI ;所述第一電阻Rl的一端和第一電容Cl的一端相連接地，第一電阻Rl的另一端與第一開關SI的一端連接，第一開關SI的另一端與第一電容Cl的另一端連接后與單片機模塊(3)的復位腳連接，且第一開關SI的另一端還通過電阻R2接地。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，其特征是:還包括與單片機模塊(3)的時鐘引腳連接的時鐘產(chǎn)生電路，所述時鐘產(chǎn)生電路包括第二電容C2、第三電容C3和石英晶體Xl ;第二電容C2的一端和第三電容C3的一端接地；石英晶體Xl的兩端分別與第二電容C2的另一端和第三電容C3的另一端連接，用于與單片機模塊(3)的時鐘引腳連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，其特征是:所述驅(qū)動電路模塊(4)包括第一驅(qū)動電路和第二驅(qū)動電路，所述第一驅(qū)動電路包括第四電阻R4、第一 NPN三極管Q1、第一二極管Dl和第一繼電器KMl ;第一三極管Ql的基極通過第四電阻R4與單片機模塊(3)的輸出端連接，其集電極連接直流電源，其發(fā)射級分別與第一二極管Dl的負極和第一繼電器KMl的線圈輸入端的一端連接，第一二極管Dl的正極和第一繼電器KMl線圈輸入端的另一端均接地，第一繼電器KMl的開關輸出端與空氣凈化裝置的輸入端連接；所述第二驅(qū)動電路包括第三電阻R3、第二 NPN三極管Q2、第二二極管D2和第二繼電器KM2 ;第二三極管Q2的基極通過第三電阻R3與單片機模塊(3)的輸出端連接，其集電極連接直流電源，其發(fā)射級分別與第二二極管D2的負極和第二繼電器KM2的線圈輸入端的一端連接，第二二極管D2的正極和第二繼電器KM2線圈輸入端的另一端均接地，第二繼電器KM2的開關輸出端與報警裝置(6)的輸入端連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，其特征是:所述粉塵檢測模塊(I)為GP2Y1050AU0F PM2.5檢測傳感器；所述臭氧濃度檢測模塊(2)為MS2610臭氧氣體檢測傳感器。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種家用PM2.5檢測與控制空氣凈化裝置，其特征是:所述空氣凈化裝置(5)是負離子空氣凈化器。
【文檔編號】G05B19/042GK204256422SQ201420683381
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權日:2014年11月17日
【發(fā)明者】陳兆友, 劉旭明 申請人:金陵科技學院