Zhao Yumin, ouvert nouvelle chanson, Qin Kuaibin
(Hangzhou nouvel Institut de technologie électronique, Université d'applications de dispositif électronique, Hangzhou 310018, Chine)
Conception de système de commande de filtre à air de la maison pour une stérilisation à l'appareil de liaison de la poussière électrostatique de tension réglable lampe UV. Le système utilise un microprocesseur de faible puissance 32 bits STM32F103RCT6 que la puce maître, en utilisant la température DHT11 et des capteurs d'humidité, de poussière GP2Y1010AU0F TGS2600 et capteur de qualité de l'air intérieur pour la détection d'un gaz, les données recueillies au microcontrôleur, et affiché sur l'écran LCD TFTLCD sur. MCU en fonction des données reçues en utilisant Bluetooth ou touches pour régler la vitesse du moteur, et un commutateur de tension de la lampe ultraviolet ou analogue, le purificateur d'air dans un état de marche optimal. Après la mise en service du système, un fonctionnement stable, l'effet est évident.
microcontrôleur STM32; capteur; UV, Bluetooth, poussière électrostatiques des moyens de collecte
TP23 Code du document: ADOI: 10,19358 / j.issn.16747720.2016.23.007
. Zhao Yumin, ouvrir une nouvelle chanson, basée sur le contrôle Qinkuai Bin STM32 système de purificateur d'air [J] SES APPLICATIONS, 2016,35 (23): 24-27.
0 introduction
La technologie de purification d'air est une technologie en pleine évolution pour le développement industriel moderne. Actuellement purificateurs d'air sur le marché sont les catégories suivantes: filtre HEPA, adsorption sur charbon actif, un anion, un photocatalyseur, l'ozone, la filtration biologique, la lumière UV, précipitateur électrostatique [1]. Selon l'analyse statistique, en utilisant simplement une technologie ou d'un matériau et ne peut pas résoudre le problème de la poussière et les bactéries et les virus dans l'air efficace. Précipitation électrostatique d'ionisation électrostatique de gaz à haute pression, chargeant ainsi les particules de poussière, adsorbé sur la plaque d'électrode à différentes forces de Coulomb. la lumière UV est irradiée avec des rayons ultraviolets peuvent être utilisés, pénétrer dans la membrane cellulaire des micro-organismes, la destruction des diverses structures de l'ADN des micro-organismes tels que des bactéries, des virus, des molécules d'acides nucléiques qui détruisent des obligations, des bactéries, des virus tués immédiatement ou non se reproduire, de sorte que la désinfection. Ce système de contrôle intelligent est basé sur le microcontrôleur STM32, à travers l'entrée de touche ou Bluetooth, en conjonction avec les données de capteur recueillies par le précipitateur électrostatique en liaison avec l'utilisation de la lumière UV, à la fois d'améliorer l'indice de qualité de l'air peut réduire la stérilisation à la poussière. En même temps, le microcontrôleur est réglable alimentation à haute tension peut être réalisée conformément à la tension de commande du potentiomètre numérique d'une manière à rétroaction du dispositif d'enlèvement de poussière électrostatique, afin de réduire l'humidité de l'air sur les propriétés conductrices, pour empêcher des étincelles environnement humide, de réduire les risques pour la sécurité, la recherche sur la technologie de purification de l'air intérieur ayant importante.
A propos de SCM 1STM32
Le système utilise un noyau STM32F1103RCT6 ARM CortexM3 microprocesseur à 32 bits que la puce maître, la fréquence de fonctionnement maximale du processeur STM32 de 72 MHz, comprenant 48 KB SRAM, 256 KB Flash, 2 minuteries de base universelle 4 minuterie, deux minuteries ont progressé, polyvalent IO orifice 51, 5 ports série, deux contrôleurs DMA, le SPI 3, deux I2C, USB 1 e, 1 e CAN, 312 ADC, 112- bit DAC, 1 à deux interfaces SDIO [2].
La conception du filtre à air 2
2.1 Conception du filtre à air global
Le système de commande pour commander l'ensemble de la tension de fonctionnement nominale du filtre à air domestique 220 V, principalement par la commande et d'entraînement des deux parties. La section de commande 32 sur la base de ARM microprocesseur CortexM3 STM32F10x noyau de microcontrôleur comme le noyau, la mise en place de l'interface homme-machine, est détecté par le capteur et le nombre de la température intérieure et de l'humidité, de la poussière tels que des données en temps réel, les détecte microcontrôleur par l'intermédiaire du processus par une clé ou une entrée série Bluetooth ajuster le filtre à air de l'environnement dans l'état de fonctionnement, alors que les données du capteur de mesure est affichée sur l'écran LCD. Par système de traitement micro-contrôleur, un signal de commande est envoyé à la partie de circuit de commande, commandé directement par le circuit d'entraînement de moteur pas à pas pour régler l'état de fonctionnement de la vitesse du vent, et une tension de la lampe ultraviolette.
système 2.2 contrôle la conception détaillée
2.2.1 module d'alimentation du système
Le système de commande entier à travers le module de circuit d'alimentation, le module de circuit d'entrée du transformateur d'alimentation du filtre à air 110 V tension alternative de 24 V et 5 V. 5 tension d'alimentation V est utilisé en tant que capteurs de température et d'humidité, des capteurs de poussière, les modules à cristal liquide par puce AMS11173.35 tension d'alimentation V est converti en 3,3 V, la tension fournie au microcontrôleur de la puce de commande. Pour la tension d'alimentation du ventilateur 24 V [3].
2.2.2 Module capteur de mesure
Compte tenu de l'influence de l'humidité de l'air sur la haute tension électrostatique, la conception actuelle utilise Guangzhou Aosong Co DHT11 température numérique et le capteur d'humidité, qui comprend un élément de détection résistif et une température humide élément NTC, un circuit simple peut être relié par SCM acquisition en temps réel locale de la température et l'humidité, peut être réalisée uniquement avec une seule ligne de transfert de bus entre l'humidité du microcontrôleur plage de mesure 20 ~ 90% HR, une résolution de 1% d'humidité relative, l'humidité dans les exigences du système. Précision et de données à faible consommation d'énergie [3].
Utilisation de capteur de poussière GP2Y1010AUF, au milieu d'un trou rond qui permet à l'air de passer à travers l'intérieur du capteur émet des rayons infrarouges ont atteint l'ouverture de la poussière, si les blocs de poussière de la lumière à travers le photo-détecteur détecte la lumière est inférieure à la sortie de basse tension, le étoiles d'analyse des données de contenu d'amplification de la poussière de circuit tel que la poussière dans l'air après la cigarette relié au microcontrôleur. TGS2600 utilisant le capteur de gaz Figaro, sa petite taille, faible consommation d'énergie, le circuit d'application est simple et avec une sensibilité élevée, seul un circuit simple, sera en mesure de convertir la variation de conductivité du gaz à fournir en sortie un signal correspondant à la concentration. Capteur et le circuit de connexion STM321 représenté sur la figure.
2.2.3 lampe ultraviolette et un module de commande de moteur
Fonction air moteur propre est pas élevé le niveau de la demande, et commande le moteur 2 circuit de lampe UV représenté sur la figure.
Pour minimiser l'impact sur le moteur et le microcontrôleur de circuit à haute tension, à travers le photocoupleur TLP521 interaction vitesse du moteur de SRD, dans lequel, le dispositif de photocoupleur TLP521 qui peut être commandé, et à la fois l'isolement du signal de transmission interférer les uns avec les autres afin d'améliorer la fiabilité, de simplifier le circuit conception de [4]. STM32 MCU broches PB5 au signal d'entraînement du moteur, une diode émettant de la lumière à l'arséniure de gallium est mis en marche lorsque la broche est affirmée basse, le phototransistor reçoit la sortie de signal optique au signal de pression Q4 par l'intermédiaire des résistances tuyau R35 et R36 min il est mis en marche, le moteur démarre, la broche est réglée sur haute ventilateur parce qu'il n'y a aucun signal d'entrée.
Le même moteur, l'optocoupleur est connecté au module de lampe UV, la diode d'émission de lumière est activée par un microcontrôleur bas de broche, couplé au phototransistor, le signal optique est converti en un signal électrique, un diviseur à résistances, le conducteur orifice lampe UV est allumée.
Module d'affichage 2.2.4LCD
Cette conception utilise un affichage à cristaux liquides universel 2,8 pouces de TFTLCD, 320 × 240 résolution de 16 bits vrai écran couleur, affichage couleur supports 65K, de haute qualité d'image, 16 bits d'interface parallèle 80, est livré avec un écran tactile, utilisé comme une entrée de commande. Test de l'état d'affichage à cristaux liquides comme illustré sur la figure. Panneau, les écrans LCD en temps réel, la température, l'humidité, le mode de valeur de la poussière, la vitesse du vent et le moment de l'état d'affichage dans l'état. Dans lequel le mode automatique, manuel, et à grande vitesse quatre types de sommeil; Vent 1,2,3,4 quatre grades, le temps a 0,5 h, 1 h et 2 h troisième engrenage.
2.2.5 module de tension réglable
Le système utilise un collecteur de poussières de type électrostatique, le filtre à air nécessite une tension plus élevée, et le moyen d'espacement est une fois ensemble ne changera pas. La haute tension peut être des molécules de gaz ionisées pour devenir des ions provoquent des changements de performance de l'isolation, ce qui provoque l'allumage. Au cours des purificateurs de temps produiront des dommages, affecter les utilisateurs. LM2596 gestion de puissance abaisseur de tension en utilisant un circuit intégré monolithique conjointement avec le bus I2C X9241 potentiomètre numérique, la conception en temps réel d'un circuit de régulateur de tension pour réguler la tension de sortie à l'aide de la MCU reçoit des données d'humidité recueillies par le capteur. 4, y compris une interface I2C X9241 interne et quatre potentiomètre numérique, qui est connecté en série, le SDA et SCL et SDA et SCL connecté au microcontrôleur, le microcontrôleur est relié à un bus, le micro-contrôleur ajustant le PWM par commande de rapport. Le LM2596 comme une tension d'entrée des copeaux régulateurs buck, la tension de sortie réglable [5].
2.2.6 Autres modules
mode de programmation des touches de balayage de touche, puis appuyez sur le bouton doit être libéré afin de déclencher une seconde fois, pour empêcher le déclenchement de la presse à plusieurs reprises, en même temps, il y a la priorité d'analyse des clés. Sélection d'un module Bluetooth maître haute performance d'un module série Bluetooth ATKHC05, peut être jumelé avec une variété de Bluetooth de terminal intelligent, il prend en charge une large gamme de vitesses de transmission: 4800 ~ 1.382.400, et est compatible avec 5 V ou 3.3 système V SCM.
Ce module est très compact, relié par six pas de 2,54 mm et le microcontrôleur STM32 broches. système Android fournit une interface API Bluetooth pour les applications d'écriture pour obtenir le fonctionnement de base des appareils Bluetooth. Après la conception de l'interface client est terminée comme indiqué sur la figure.
2.3 conception du module matériel
Les principaux modules matériels de sa conception matérielle est circuit fonctionnel, un circuit principal comprenant un système de circuit d'alimentation en énergie, le circuit de commande de moteur, le circuit de commande de la lampe à UV, un circuit d'affichage à cristaux liquides, un potentiomètre numérique et un circuit de commande, un circuit de capteur, un circuit de port série Bluetooth, bouton, reset circuit et circuits à microprocesseur et JTAG circuit de téléchargement d'émulation [6].
6, le circuit d'affichage à cristaux liquides, un potentiomètre numérique et un circuit de commande, un circuit de capteur, le circuit de réception de port série Bluetooth, un bouton, un circuit de remise à zéro, le circuit d'émulation JTAG et circuits microcontrôleur appartenant téléchargement circuit de commande principale MCU; un circuit d'alimentation en énergie, le circuit de commande de moteur le circuit de commande d'UV appartenant au circuit de commande d'entraînement. Monophasé moteur à induction à courant alternatif, sous la commande du micro-contrôleur pour démarrer le ventilateur, de sorte que l'air intérieur pollué passe à travers le filtre, l'air ne soit pas filtré par le filtre électrostatique et l'unité de la lampe ultraviolette, dans les poumons éliminer efficacement les particules (de P2,5), tuer les bactéries pathogènes, les virus [7].
2.4 Logiciel de conception de module
un logiciel de système de contrôle par le programme d'initialisation du système, un programme d'affichage à cristaux liquides, un programme de traitement de clé, le programme de traitement Bluetooth, l'acquisition des données et le programme de traitement, le programme d'interface de bus APB, la minuterie d'interruption gestionnaire, le programme de commande de mode, une commande de moteur, le module de commande de la lampe UV, client fin au programme de traitement, des conseils d'économie d'énergie et des alertes ainsi que de routine constituent ensemble le programme principal. Après que le micro-contrôleur principal sous-programmes de traitement arithmétique, le système de purification [6]. La conception modulaire rend le logiciel plus flexible et facile à appeler, la greffe, vous pouvez identifier rapidement le problème en cas d'erreur, d'améliorer grandement l'efficacité opérationnelle et la fiabilité. processus de conception du logiciel illustré à la figure 7.
L'accès à la puissance, le système de travail, le microcontrôleur initialise capteur de détection détecte les conditions de l'air intérieur et transmis au microcontrôleur pour affichage sur l'écran à cristaux liquides, ou s'il n'y a aucune entrée de touche est un signal Bluetooth entre le mode automatique, l'ensemble du programme interne microcontrôleur à l'avance conformément aux bonnes réglage de la vitesse du vent, si le signal d'entrée à partir du signal d'entrée pour l'opération correspondante.
3 Test du système
Chaque module est relié à l'état multi-ligne, la carte de circuit de commande est terminé comme représenté à la Fig. Test de la conception du système est commandé par une clé ou d'un système de purification Bluetooth, pour observer son changement d'état, la valeur d'état du système peuvent être affichées sur l'écran LCD et l'oscilloscope de forme d'onde, qui affiche la valeur donnée dans ce qui précède, la vitesse du vent est 9 sont niveau 1, de niveau 2, de niveau 3, le niveau 4 correspondant au cycle de service PWM la plus petite plus la vitesse du moteur est élevée, plus la vitesse le plus élevé du cycle de service.
4 Conclusion
Cet article décrit la conception d'une partie de la commande du filtre à air de type liaison électrostatique des UV. Conception de l'acquisition des données de capteur et le module de transmission, pour collecter des informations de l'air intérieur, et transmis au panneau à cristaux liquides pour compléter le filtre à air avec l'environnement extérieur et de l'état de la tension de réglage de la vitesse du vent automatiquement ou manuellement. La fonction de base de ce système de contrôle a été mis en place et est stable, a besoin de tests supplémentaires et de l'application.
références
. [1] Classification et comparaison Shi efficacité Liwei d'un filtre à air [J] santé environnementale chinoise, 2007, 7 (2): 102-104.
[2] Wang Yonghong, Xu Wei, Hao Liping .STM32 série ARM CortexM3 Microcontrôleurs et principes de pratique [M] Pékin: Université de Beijing Aerospace Press, 2008.
[3] Une section de commande Qi microcontrôleur filtre à air secondaire AVR système basé [J] Manufacturing Automation, 2011 (17): 109-111.
[4] Ji promouvoir basé circuit de commande de puissance MOSFET optiquement isolé de l'optocoupleur HCPL0601 [J] la technologie numérique et d'application, 2014 (10): 81.
[5]. Liulian Hao, Liu Yao, Wang Yang, et d'autre potentiomètre numérique non volatile X9241 et son interface avec la 89C2051 [J] Hunan Industrie Polytechnique Journal, 2002, 2 (4): 20-23.
. [6] Li purificateur d'air à base Guo ATmega128 MCU contrôle de conception du système et de la recherche [D] Hefei: University of Technology, 2010.
. [7] Ren conception Junlong et la mise en uvre de [D] système de contrôle basé sur le matériel du microcontrôleur purificateur d'air AVR Hefei: University of Technology, 2010.
