電吹風(fēng)機(jī)控制板開發(fā)設(shè)計(jì)

過去的時(shí)間里，因?yàn)榇碉L(fēng)機(jī)使用不當(dāng)而引起的火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重?fù)p害了集體和個(gè)人的生命財(cái)產(chǎn)，各級(jí)部門和學(xué)校都對(duì)學(xué)生宿舍使用吹風(fēng)機(jī)高度重視，大部分學(xué)校禁止學(xué)生在宿舍使用吹風(fēng)機(jī)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，由吹風(fēng)機(jī)導(dǎo)致的火災(zāi)主要是使用者離開時(shí)并未及時(shí)關(guān)掉吹風(fēng)機(jī)。

一、吹風(fēng)機(jī)的整體方案設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的吹風(fēng)機(jī)包括人體感應(yīng)模塊、信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊、執(zhí)行模塊、主電路、開關(guān)、外殼和電源線等；人體感應(yīng)模塊和信號(hào)采集模塊通過檢測(cè)電阻相連，信號(hào)采集模塊的輸出端和信號(hào)處理模塊的輸入端相連，信號(hào)處理模塊的輸出端和執(zhí)行模塊的電源端相連，執(zhí)行模塊的觸頭串接于吹風(fēng)機(jī)主電路，主電路由電動(dòng)機(jī)、熱電阻絲，開關(guān)等元件組成。

二、電吹風(fēng)機(jī)感應(yīng)模塊的設(shè)計(jì)

人體感應(yīng)模塊由高阻值電阻、檢測(cè)電阻、金屬體、人體、熔斷器、信號(hào)線路和大地組成；其中高阻值電阻、檢測(cè)電阻、熔斷器、信號(hào)線路幾部分內(nèi)置于吹風(fēng)機(jī)，高阻值電阻、檢測(cè)電阻、熔斷器通過信號(hào)線路串聯(lián)后一端接電源線，另一端接金屬體；金屬體為導(dǎo)電性良好的金屬薄片，并鑲嵌在出風(fēng)機(jī)手柄上的凹槽中，凹槽的深度要和金屬體厚度一致；使用者手握吹風(fēng)機(jī)時(shí)，掌心與金屬體就會(huì)良好接觸，使人體和大地成為感應(yīng)電路的一部分；如果將電源線接入電源，電流就會(huì)流過電源線、高阻值電阻、檢測(cè)電阻、金屬體、人體、熔斷器流入大地，形成回路，由于高阻值電阻的電阻值非常高（一般為2到3兆歐），所以即便形成導(dǎo)通回路，但線路阻值極高而使電流非常微弱，對(duì)人體影響極小，回路中的電流雖然微弱，但可以輸出電信號(hào)，信號(hào)采集模塊可以采集微弱的電信號(hào)，表明吹風(fēng)機(jī)在使用者手中；為了防止電阻老化而阻止降低，在感應(yīng)電路中增加了熔斷器，其熔斷值非常小，一旦電流超過設(shè)定值，熔斷器立刻熔斷，切斷電路進(jìn)而保護(hù)使用者。

三、電吹風(fēng)機(jī)信號(hào)采集模塊的設(shè)計(jì)

信號(hào)采集模塊內(nèi)置于吹風(fēng)機(jī)，由檢測(cè)電阻和采樣電路組成；檢測(cè)電阻是采集模塊和人體感應(yīng)模塊的共有部分，其作用是把人體感應(yīng)模塊中的電流信號(hào)變成電壓信號(hào)；采樣電路是把采集的電壓信號(hào)變成大小合適的電壓信號(hào)送給STM32處理器；如果人體感應(yīng)電路有電流流過，電流會(huì)在檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生電壓差（雖然電流非常微弱，但根據(jù)歐姆定律，增加電阻值可以提高電壓值），檢測(cè)電壓經(jīng)過采樣電路的放大、穩(wěn)壓后輸送給STM32，此時(shí),STM32收到一個(gè)開通的電信號(hào)。

四、電吹風(fēng)機(jī)信號(hào)處理模塊的設(shè)計(jì)

信號(hào)處理模塊由STM處理器和整流濾波電路組成，兩部分內(nèi)置于吹風(fēng)機(jī)手柄內(nèi)，整流濾波電路的作用是向STM32提供電源，整流濾波電路為一塊電路板，電路板上可以嵌入STM32處理器，這就使得信號(hào)處理模塊體積很小，可以置于吹風(fēng)機(jī)窄長的手柄內(nèi)；當(dāng)信號(hào)采集電路向STM32輸送一個(gè)信號(hào)電壓時(shí)，STM32就會(huì)控制繼電器通電。

五、電吹風(fēng)機(jī)執(zhí)行模塊的設(shè)計(jì)

執(zhí)行模塊為一個(gè)小型繼電器，繼電器有四個(gè)引腳，兩個(gè)引腳為繼電器電源端口，電源端口一端連接STM32引腳，一端連接零線，受STM32控制通電或掉電，另外兩個(gè)引腳為繼電器觸頭，繼電器觸頭串接于吹風(fēng)機(jī)主電路；當(dāng)繼電器得電，其觸頭閉合，此時(shí)按下開關(guān)，吹風(fēng)機(jī)才能工作，當(dāng)繼電器掉電，其觸頭斷開，吹風(fēng)機(jī)停止工作，如果繼電器不得電，其觸頭處于斷開狀態(tài)，不論怎么樣控制開關(guān)，吹風(fēng)機(jī)都將無法工作。

六、電吹風(fēng)機(jī)主電路設(shè)計(jì)

吹風(fēng)機(jī)主電路由電動(dòng)機(jī)、熱電阻絲、熔斷器、開關(guān)和線路構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)和熱電阻絲并聯(lián)，每條支路設(shè)有開關(guān)，不同的開關(guān)狀態(tài)組合就可以實(shí)現(xiàn)各種工作狀態(tài)，主電路的干路上串聯(lián)了繼電器觸頭，實(shí)現(xiàn)了繼電器可以直接使線路斷電，設(shè)置的熔斷器可以防止主電路老化或其他原因引起的故障，一旦電流過大，熔斷器立即斷開。

七、吹風(fēng)機(jī)工作流程

當(dāng)使用者使用吹風(fēng)機(jī)時(shí)，掌心就會(huì)與金屬體接觸，此時(shí)會(huì)有電流流經(jīng)人體導(dǎo)入大地，當(dāng)電流流過電阻時(shí)會(huì)在電阻兩端產(chǎn)生電壓，信號(hào)采集模塊可以接收到電阻兩端的電壓信號(hào)，如果沒有使用者或者使用者沒有接觸金屬體時(shí)，由于沒有電流流過，電阻兩端就不會(huì)檢測(cè)到有電壓產(chǎn)生；信號(hào)采集模塊將電壓信號(hào)采集后經(jīng)過放大、穩(wěn)壓最終輸出合適的電壓信號(hào)，電壓信號(hào)被送給信號(hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊就向執(zhí)行模塊發(fā)送信號(hào)，繼電器動(dòng)作，串接在主電路中的繼電器觸頭閉合，達(dá)到吹風(fēng)機(jī)工作的前提條件，在滿足這個(gè)條件的基礎(chǔ)上按下開關(guān)，吹風(fēng)機(jī)就可以工作了。當(dāng)使用者不接觸金屬體時(shí)，信號(hào)采集器接收不到電壓信號(hào)，就會(huì)停止向STM32輸送信號(hào)，STM32立即向繼電器發(fā)出斷開信號(hào)，實(shí)現(xiàn)斷電。

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