空气净化器传感器应用方案

随着消费者对大气污染关注度的不断提高,空气净化产品逐渐成为市场上的焦点,很多人家里都安装了空气净化器。而各种传感技术的发展和应用,使空气净化器的性能和功能全面提高,进一步实现了舒适、安全、节能。当前市面上的空气净化器一般都装有三种传感器——温湿度传感器、PM2.5粉尘传感器和异味传感器。通过本文匠鸿科技小编和大家一起了解一下空气净化器常见的传感器应用解决方案有哪些?

湿度传感器是几十年来的传统元器件,目前产品越来越小型化,并通过精确的计算,赋予了新的应用生命力。对于空气净化器而言,温湿度传感器是必须的,其作用是检测室内湿度(干燥状态),净化器根据该数据控制加湿量,即可保证室内环境在一定的湿度范围内,以保持舒适的湿度。

PM2.5传感器(又称粉尘传感器)和异味传感器是新时代催生的产物,其作用是检测室内PM2.5污染和VOC污染情况,净化器根据该数据进行控制空气净化功能,确保室内环境中空气的持久清新。

因此,对于一款合格的空气净化器产品来说,温湿度传感器、粉尘传感器和异味传感器是必须具备的。

空气净化器设计方案:

本设计将采用Silicon Labs EFM32TG840作为主控MCU,结合数字温湿度传感器:SHT3xPM2.5传感器:JH303激光粉尘传感器和空气质量TVOC传感器:JH-SMD-VOC101等传感器对环境数据采集并进行空气质量分析,并控制加湿装置、空气净化装置来进行空气净化。该空气净化器方案能够对室内空气质量状况进行实时监测、反应灵敏并且具有相应的处理措施;能够感应人体活动有并作出判断给出相应处理措施能够吸附各种有害物质还具有杀菌功能;具有友好的人机交互界面;具有自动开关机、定时操作、多种工作模式选择和多种操作方式。

系统框图如下:

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主控MCU  

EFM32是由Silicon labs公司采用ARM Cortex-M0+\M3\M4内核设计而来的高性能低功耗32位微控制器。该设计采用M3内核的EFM32TG840F32单片机,其封装为QFP64,flash和RAM资源为32KB和4KB;

数字温湿度传感器:SHT3x介绍

Sensirion 的 SHT3x 数字湿度传感器系列是 SHT2x 的后续产品,它将传感器技术提升至一个全新的水平,必将成为湿度检测的下一代行业标准。 SHT3x 湿度传感器系列包括采用 SHT30 湿度传感器的低成本版本和采用 SHT31 湿度传感器的标准版本。 SHT3x 湿度传感器系列结合了多个功能和各种接口(I2C,模拟电压输出),具有用户友好的超宽工作电压范围(2.4 V 至 5.5 V)。 SHT3x 湿度传感器大、小规模均供货。
SHT3x 构建在经优化的全新 CMOSens® 芯片基础之上,能够实现更高的可靠性和更高的精度规范要求。 SHT3x 提供多项新特性,如更强的信号处理能力,可供用户选择的两个独特 I2C 地址,具有可编程湿度和温度限值的报警模式,通信速度高达 1 MHz。非常适合空气净化器应用。

空气质量TVOC传感器:JH-SMD-VOC101

空气质量TVOC传感器

JH-SMD-VOC101基本参数:

量程:0~100ppm(酒精)

回路电压VC:3.3V DC

加热电压:3.3V DC

功耗:<35mW

响应时间T90:<30S

预热时间:<5min

寿命:>3年

PM2.5传感器:JH303激光粉尘传感器

PM2.5传感器

 

PM2.5传感器:JH303激光粉尘传感器基本参数

 

颗粒物检测范围:0.3~1um 1.0~2.5um 2.5~10um

量程:0~500ug/m3

精度:±10%(@100~500ug/m3

±10ug/m3(@0~100ug/m3

供电电压:5V DC

温度范围:-10~60℃

工作电流:<85mA

输出接口类型:PWM、UART、IIC、TTL@3.3V

电源模块

空气净化器为市电供电,带电压转换电路,可根据MCU、传感器、EEPROM等来选择转换电压。

空气净化装置

采用双波长光氢等离子空气净化器,能够吸附并电解空气中的细小颗粒,对空气中的细菌、病毒及有机污染物进行杀灭、降解,使得室内的空气得以净化,从而提高室内空气品质。

加湿装置

采用超声波加湿装置,超声波加湿器已被广泛应用在各种领域。超声波加湿器采用每秒200万次的超声波高频震荡,将水雾化为1微米到5微米的超微粒子和负氧离子,负氧离子,达到均匀加湿,能清新空气,增进健康,一改冬季暖气的燥热,营造舒适的生活环境。

显示模块

采用段式LCD进行显示,显示数据包括当前净化器状态、空气温湿度、控制质量、灰尘颗粒浓度等,由于主控MCU EFM32TG840F32积成了LCD驱动,外部可以省去一个LCD驱动芯片。

按键控制

按键主要为人工设置、信息查看等提供人机交互接口,本设计采用普通机械按键。

EEPROM

用于存储相关参数,数据量并不大,可采用8K或者16K即可。

红外遥控

红外遥控采用一体化红外遥控接收头,它将红外接收管(光电二极管)、放大器、滤波器及解调器集成在个硅片上,不仅尺寸小、无需外部元件,并且具有抗光电干扰性能好(无需外加磁屏蔽及滤光片)、并有接收角度宽等特点。

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