本科毕业设计智能风扇控制器设计正文.docVIP

智能风扇控制器设计 前言 随着人们生活水平及科技水平的不断提高，现在家用电器在款式、功能等方面日益求精，并朝着健康、安全、多功能、节能等方向发展。过去的电器不断的显露出其不足之处。 电风扇曾一度被认为将是空调产品冲击下的淘汰品，其实并非如此。家用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场，其主要原因：一是风扇和空调的降温效果不同——空调有强大的制冷功能，可以快速有效地降低环境温度，但电风扇的风更温和，更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；二是电风扇有价格优势，价格低廉而且相对省电，安装和使用都非常简单。 尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的。现在大部分电风扇只有手动调速，加上一个定时器，其功能比较单一，最突出的缺点是它不能根据温度的变化适时调节风力大小，对于夜间温差大的地区，人们在夏夜使用电风扇时可能遇到这样的问题：当凌晨降温的时候电风扇依然在工作，可是人们因为熟睡而无法察觉，既浪费电资源又容易引起感冒，传统的机械定时器虽然能够控制电风扇在工作一定后关闭，但定时范围有限，且无法对温度变化灵活处理。如果能使电风扇处于两种不同的工作模式，模式一能对风扇实现手动控制，进行定时设置和档位调节，模式二具有对环境进行检测的功能，根据实时环境温度进行风速自动调节和当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇，使风扇处于待机状态，当有人进入时自动开启并启动定时器控制，这样一来就避免了上述的不足。本次设计就是围绕这些方面对现有电风扇进行改进。 1 方案设计与论证 本设计能对风扇实现手动控制，进行定时设置和档位调节，同时具有对环境进行检测的功能，根据实时环境温度进行风速自动调节和当房间里面没有人时能自动的关闭电风扇，使风扇处于待机状态，当有人进入时自动开启并启动定时器控制。 1.1 遥控设计方案与论证 1.1.1 超声波遥控方案 超声波传感器是运用超声波的特质发明出来的一种传感器。超声波的振动频率高于声波，是通过换能晶片在电压的激励下出现振动 而产生的，其有波长短、频率高、方向性好、绕射现象小、可以成为射线定向传播等特点[4]。 超声波遥控器由超声波发射和接收两个部分组成。超声波发射器电路由一块超声波振荡发射专用模块NYKO和超声波发射换能器BT两部分组成。振荡发射模块发射产生振荡频率为40KHz脉冲，然后通过发射换能器BT将NYKO的输出的40KHz的振荡脉冲转换成40KHz的超声波，向空中发射出去。超声波接收电路则是将接收到的信号经过放大器放大给控制器处理。它的优点是比较耐脏污，可以在较差的环境中使用，缺点是精度较低，且成本较高[4]。超声波遥控原理框图如图1.1.1-1所示。 超声波接收器控制器 超声波接收器 控制器 锁相环检波电路 放大电路 放大电路 超声波发射器 图1.1.1-1 超声波遥控原理框图 1.1.2 红外遥控方案 红外线遥控就是指通过红外线来发出控制信号，完成对控制目标的远距离控制目的。具体的来讲，就是通过发射器产生红外线指令信息，然后通过接收器把信息接收下来并且对信号进行分析处理，最后达到对控目标的各种功能的远距离控制[4]。 红外遥控系统分为发射和接收两部分。接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。红外遥控的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差[4]。红外遥控原理图如图1.1.2-1所示。 图1.1.2-1 红外遥控原理图 1.1.3 无线遥控方案 无线遥控系统由无线发射电路和无线接收电路组成。发射部分主要由按键编址电路、编码电路和发射模块组成。PT2262作为编码器，当按下按键时，设定的地址码和数据码从17引脚串行输出，经无线发射元件IRED发出信号。通过电阻ROSC凋节发射频率，适当提高PT2262工作电压(2.6 V～15 V)，以增大发射距离。其中A0～A12可设置为高电平、低电平、悬空三种状态，因此可以发送531441种编码组合，完全满足设计需求[4]。无线发射原理图如图1.1.3-1所示。 图1.1.3-1 无线发射原理图 接收部分由解码电路和接收模块组成。常用的编码芯片和解码芯片为PT2262和PT2272。发射电路主要由315MHz无线数据发射模块和编码芯片PT2262 组成。无线接收原理图如图1.1.3-2所示。 图1.1.3-2 无线接收原理图 综合以上方案，超声波的优点是比较耐脏污，可以在较差的环境中使用，缺点是精度较低，且成本较高；红外的优点是便宜，易制，安全，缺点是精度低，距离近，方向性差；无线电的优点