基于51单片机智能红外温控风扇设计

1、设计需求及目标

本产品采用单片机+最小系统+数码管显示模块+数码管驱动模块+温度采集模块+人体感应模块+风扇模块+按键模块等构成;

功能描述:

(1)采用DS18B20温度传感器测温,人体感应模块检测是否有人。

(2)共3个按键:1键切换/设置、2键加、3键减。

(3)本设计共三种模式:自动模式、手动模式和自然风模式。

(4)自动模式,按一下1键可以设置温度上限,再按下设置温度下限,均可以按键加减调整。数码管第一位不显示,后三位显示温度值。人体感应模块检测有人时,温度小于下限风扇不转,温度在上下限之间50%转动,大于上限时,风扇全速转动。人离开后,延迟几秒风扇停止转动,起到节能环保的作用。

(5)手动模式,数码管第一位显示风扇档位,后三位显示温度,按2键/3键加减风扇的档位(1、2、3档)。

(6)自然风模式,数码管第一位显示“b”,后三位显示温度,此模式下风扇转动与温度无关,只要人体感应模块检测到有人,就会模拟自然风转动风扇,时快时慢,吹着更舒适;人离开后延迟几秒,风扇停止转动。

2、设计思路及方案

(1)控制芯片选择

以单片机作为控制器,通过编写程序不但能将传感器感测到的温度通过显示电路显示出来,而且用户能通过键盘接口,自由设置上下限动作温度值,满足全方位的需求。并且通过程序判断温度具有极高的精准度,能精确把握环境温度的微小变化。

(2)温度传感器的选择

数字式集成温度传感器DS18B20高度集成化,大大降低了外接放大转换等电路的误差因素,温度误差很小,并且由于其感测温度的原理与上述两种方案的原理有着本质的不同,使得其温度分辨力极高。温度值在器件内部转换成数字量直接输出,简化了系统程序设计,又由于该传感器采用先进的单总线技术(1-WRIE),与单片机的接口变的非常简洁,抗干扰能力强。

(3)显示电路选择

采用五位共阳数码管显示温度,动态扫描显示方式,显示温度明确醒目,在夜间也能看见,功耗极低,显示驱动程序的编写也相对简单,这种显示方式得到广泛应用。

(4)调速方式

采用晶闸管构成无级调速电路。以电位器控制晶闸管的导通角大小,可实现由最大风速到关闭的无级别调速,可将风力调节在关闭无风到最大风之间的任意风力,实现“自由风”。

(5)控制方式

采用继电器,继电器的接有控制晶闸管导通角的电阻的接入电路与否由单片机控制,根据当前温度值在相应管脚送出高/低电平,决定某个继电器的导通角控制电阻是否接入电路。

3、硬件电路

 

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