隨著消費(fèi)者對(duì)大氣污染關(guān)注度的不斷提高，空氣凈化產(chǎn)品逐漸成為市場(chǎng)上的焦點(diǎn)，很多人家里都安裝了空氣凈化器。而各種傳感技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，使空氣凈化器的性能和功能全面提高，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了舒適、安全、節(jié)能。當(dāng)前市面上的空氣凈化器一般都裝有三種傳感器——溫濕度傳感器、PM2.5粉塵傳感器和異味傳感器。通過(guò)本文工采網(wǎng)小編和大家一起了解一下空氣凈化器常見(jiàn)的傳感器應(yīng)用解決方案有哪些？
濕度傳感器是幾十年來(lái)的傳統(tǒng)元器件，目前產(chǎn)品越來(lái)越小型化，并通過(guò)精確的計(jì)算，賦予了新的應(yīng)用生命力。對(duì)于空氣凈化器而言，溫濕度傳感器是必須的，其作用是檢測(cè)室內(nèi)濕度（干燥狀態(tài)），凈化器根據(jù)該數(shù)據(jù)控制加濕量，即可保證室內(nèi)環(huán)境在一定的濕度范圍內(nèi)，以保持舒適的濕度。
PM2.5傳感器（又稱粉塵傳感器）和異味傳感器是新時(shí)代催生的產(chǎn)物，其作用是檢測(cè)室內(nèi)PM2.5污染和VOC污染情況，凈化器根據(jù)該數(shù)據(jù)進(jìn)行控制空氣凈化功能，確保室內(nèi)環(huán)境中空氣的持久清新。
因此，對(duì)于一款合格的空氣凈化器產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，溫濕度傳感器、粉塵傳感器和異味傳感器是必須具備的。
空氣凈化器設(shè)計(jì)方案：
本設(shè)計(jì)將采用Silicon Labs?EFM32TG840作為主控MCU，結(jié)合Samyoung數(shù)字溫濕度一體傳感器芯片Humichip II(HCP2D-3v)、PM2.5傳感器GPSM和figaro的空氣質(zhì)量傳感器TGS2600等傳感器對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行空氣質(zhì)量分析，并控制加濕裝置、空氣凈化裝置來(lái)進(jìn)行空氣凈化。該空氣凈化器方案能夠?qū)κ覂?nèi)空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、反應(yīng)靈敏并且具有相應(yīng)的處理措施；能夠感應(yīng)人體活動(dòng)有并作出判斷給出相應(yīng)處理措施能夠吸附各種有害物質(zhì)還具有殺菌功能；具有友好的人機(jī)交互界面；具有自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)、定時(shí)操作、多種工作模式選擇和多種操作方式。
系統(tǒng)框圖如下：
主控MCU ?
EFM32是由Silicon labs公司采用ARM Cortex-M0+\M3\M4內(nèi)核設(shè)計(jì)而來(lái)的高性能低功耗32位微控制器。該設(shè)計(jì)采用M3內(nèi)核的EFM32TG840F32單片機(jī)，其封裝為QFP64，flash和RAM資源為32KB和4KB；
溫濕度傳感器Humichip II(HCP2D-3v)
數(shù)字溫濕度一體傳感器芯片HCP2D-3v（又稱為Humichip II）：它是韓國(guó)Samyoung（三瑩）推出的新一代溫濕度傳感器，是Humichip I的改進(jìn)版本，優(yōu)質(zhì)和具成本效益的濕度和溫度傳感解決方案，適用于幾乎任何類型的應(yīng)用。內(nèi)部開(kāi)發(fā)和制造的電容式聚合物傳感器芯片和帶有EEPROM的CMOS集成電路集成在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中， SMD封裝，單獨(dú)校準(zhǔn)和測(cè)試，HCP2D-3V在20%至80%相對(duì)濕度范圍內(nèi)精度高達(dá)±2％（整個(gè)濕度范圍內(nèi)為±4%），而且操作簡(jiǎn)單，無(wú)需進(jìn)一步校準(zhǔn)或溫度補(bǔ)償即可使用。HCP2D-3V提供線性輸出信號(hào)，符合客戶要求的各種接口-標(biāo)準(zhǔn)I2C接口非常適合空氣凈化器應(yīng)用。
空氣質(zhì)量傳感器TGS2600
空氣質(zhì)量傳感器TGS2600：它是日本figaro推出一款針對(duì)空氣質(zhì)量測(cè)量的半導(dǎo)體傳感器，對(duì)極其微弱的空氣污染氣體具有很高的靈敏度（側(cè)重于香煙煙氣、異味）。像香煙煙霧中存在的氫氣或一氧化碳，此空氣質(zhì)量傳感器可檢測(cè)到幾個(gè)ppm的氫氣。TGS2600由于實(shí)現(xiàn)了小型化，加熱器電流僅需42mA，外殼采用標(biāo)準(zhǔn)的TO-5金屬封裝。?它具有低功耗、對(duì)污染空氣有高靈敏度、 使用壽命長(zhǎng)、成本低、應(yīng)用電路簡(jiǎn)單、 體積小等特點(diǎn)，已廣泛以用于空氣清新機(jī)控制、通風(fēng)控制、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)等場(chǎng)合。
PM2.5傳感器GPSM
PM2.5傳感器GPSM：它是一款凝聚了韓國(guó)Samyoung（三瑩）20年知識(shí)與技術(shù)開(kāi)發(fā)的新一代紅外PM2.5/PM1.0專用傳感器，對(duì)超細(xì)顆粒物的探測(cè)能力有了極大提升，可測(cè)到0.3?~5.0?的顆粒物。這使其能夠比現(xiàn)有傳感器更精確地細(xì)分PM2.5/PM1.0。 相比傳統(tǒng)紅外PM2.5傳感器，GPSM系列精度、靈敏度更高，可為用戶提供可靠信息，檢測(cè)能力可達(dá)到激光的水平，精度也有很大提升，但是價(jià)格比激光便宜很多。很適合應(yīng)用在空氣凈化儀、空調(diào)和空氣質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備等產(chǎn)品上。
電源模塊
空氣凈化器為市電供電，帶電壓轉(zhuǎn)換電路，可根據(jù)MCU、傳感器、EEPROM等來(lái)選擇轉(zhuǎn)換電壓。
空氣凈化裝置
采用雙波長(zhǎng)光氫等離子空氣凈化器，能夠吸附并電解空氣中的細(xì)小顆粒，對(duì)空氣中的細(xì)菌、病毒及有機(jī)污染物進(jìn)行殺滅、降解，使得室內(nèi)的空氣得以凈化，從而提高室內(nèi)空氣品質(zhì)。
加濕裝置
采用超聲波加濕裝置，超聲波加濕器已被廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域。超聲波加濕器采用每秒200萬(wàn)次的超聲波高頻震蕩，將水霧化為1微米到5微米的超微粒子和負(fù)氧離子，負(fù)氧離子，達(dá)到均勻加濕，能清新空氣，增進(jìn)健康，一改冬季暖氣的燥熱，營(yíng)造舒適的生活環(huán)境。
顯示模塊
采用段式LCD進(jìn)行顯示，顯示數(shù)據(jù)包括當(dāng)前凈化器狀態(tài)、空氣溫濕度、控制質(zhì)量、灰塵顆粒濃度等，由于主控MCU EFM32TG840F32積成了LCD驅(qū)動(dòng)，外部可以省去一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)芯片。
按鍵控制
按鍵主要為人工設(shè)置、信息查看等提供人機(jī)交互接口，本設(shè)計(jì)采用普通機(jī)械按鍵。
EEPROM
用于存儲(chǔ)相關(guān)參數(shù)，數(shù)據(jù)量并不大，可采用8K或者16K即可。
紅外遙控
紅外遙控采用一體化紅外遙控接收頭，它將紅外接收管(光電二極管)、放大器、濾波器及解調(diào)器集成在個(gè)硅片上,不僅尺寸小、無(wú)需外部元件,并且具有抗光電干擾性能好(無(wú)需外加磁屏蔽及濾光片)、并有接收角度寬等特點(diǎn)。
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