專利名稱：自動(dòng)定向的電風(fēng)扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)定向的電風(fēng)扇。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在雖然有空調(diào)、冷風(fēng)機(jī)等電器設(shè)備的廣泛運(yùn)用，但每家每戶還是會(huì)使用電風(fēng)扇，電風(fēng)扇有它不可取代的優(yōu)勢(shì)，特別是天氣不是很熱但有些悶的天氣，吹電風(fēng)扇非常舒服，現(xiàn)在電風(fēng)扇可調(diào)風(fēng)速，可送自然風(fēng)，可定時(shí)自動(dòng)定時(shí)關(guān)閉，但沒(méi)有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能，為更完善電風(fēng)扇此常用電器的功能，特在現(xiàn)有電風(fēng)扇的基礎(chǔ)上對(duì)電風(fēng)扇 進(jìn)一步改進(jìn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有電風(fēng)扇自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能問(wèn)題，提出了一種自動(dòng)定向的電風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)了電風(fēng)扇的風(fēng)向的自動(dòng)控制，可以根據(jù)單個(gè)人的位置自動(dòng)控制風(fēng)向，使風(fēng)對(duì)著人吹。此外，它還能實(shí)時(shí)顯示溫度，并且低溫時(shí)自動(dòng)停止送風(fēng)，給夜間睡眠時(shí)使用帶來(lái)了極大的方便。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種自動(dòng)定向的電風(fēng)扇，包括電風(fēng)扇，還包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)電路、處理電路、單片機(jī)系統(tǒng)、液晶顯示器、集成溫度傳感器、控制電路，光學(xué)系統(tǒng)包括聚焦的透鏡系統(tǒng)和濾波片，人體發(fā)出的紅外輻射經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)和濾波片，聚焦于檢測(cè)電路中傳感器上，檢測(cè)電路把光學(xué)系統(tǒng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，電壓信號(hào)輸入處理電路處理后，處理電路輸出信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)接收集成溫度傳感器輸入的溫度信號(hào)，單片機(jī)系統(tǒng)輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)控制電路，控制電路控制電風(fēng)扇的方向和開(kāi)關(guān)，單片機(jī)系統(tǒng)將溫度信號(hào)送液晶顯示器顯示溫度。所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于聚焦的透鏡系統(tǒng)和一個(gè)中心波長(zhǎng)為9. 3um的窄帶濾波片。所述檢測(cè)電路由傳感器和前置放大器構(gòu)成，傳感器可選擇光電倍增管、熱釋電、APD光電傳感器。所述處理電路依次包括放大電路、全波整流電路及穩(wěn)壓電路，處理電路輸出O 5電壓信號(hào)作為單片機(jī)輸入信號(hào)。本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型自動(dòng)定向的電風(fēng)扇，省去了人為控制電扇方向的許多不便之處，并且使能源得到的更有效的利用，能夠避免風(fēng)扇長(zhǎng)時(shí)間對(duì)著沒(méi)人的地方吹，浪費(fèi)電能。而且，此種風(fēng)扇由于加入了單片機(jī)系統(tǒng)，可以控制吹風(fēng)角度范圍，可以增加遙控裝置，可以設(shè)置多種工作模式，可以增加新的工作方式。

圖I為本實(shí)用新型自動(dòng)定向的電風(fēng)扇原理框圖；圖2為本實(shí)用新型自動(dòng)定向的電風(fēng)扇內(nèi)電路結(jié)構(gòu)示意框圖；圖3為本實(shí)用新型自動(dòng)定向的電風(fēng)扇控制流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所自動(dòng)定向的電風(fēng)扇原理框圖和電路結(jié)構(gòu)意框圖,在原有電風(fēng)扇基礎(chǔ)上，增加了光學(xué)系統(tǒng)2、檢測(cè)電路3、處理電路4、單片機(jī)系統(tǒng)5、液晶顯示器6、集成溫度傳感器7，控制電路8。光學(xué)系統(tǒng)用來(lái)收集人體發(fā)出的紅外輻射1，有濾光和聚焦的功能。檢測(cè)電路3主要部分是傳感器(熱釋電器件)及前置放大器，把經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。處理電路4進(jìn)一步放大傳感器輸出的電壓信號(hào)，濾除干擾信號(hào)，并將信號(hào)進(jìn)行全波整流以得到單極性信號(hào)，最后用穩(wěn)壓管將輸出電平控制在O 5V之間。處理電路4輸出信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)5，單片機(jī)系統(tǒng)5能根據(jù)輸入脈沖所包含的信息和集成溫度傳感器7輸入的溫度信號(hào)，輸出控制信號(hào)。控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)控制電路8,控制電風(fēng)扇9的方向和開(kāi)關(guān)，同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)5可將溫度信號(hào)送液晶顯示器6顯示溫度。所述光學(xué)系統(tǒng)2具有以下結(jié)構(gòu)一個(gè)用于聚焦的透鏡系統(tǒng)，光線經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)后，經(jīng)過(guò)一個(gè)中心波長(zhǎng)為9. 3um的窄帶濾波片，最終聚焦于傳感器上。·所述檢測(cè)電路3由傳感器和前置放大器構(gòu)成。傳感器可根據(jù)性能要求選擇光電倍增管、熱釋電、Aro光電傳感器等，這里我們以熱釋電傳感器為例。前置放大器與傳感器相距很近，以提高信噪比。光信號(hào)經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并被初步放大以抑制噪聲。所述處理電路4是由放大電路、全波整流電路及穩(wěn)壓電路組成。使用集成運(yùn)算放大器將前置放大電路的輸出信號(hào)進(jìn)一步放大到適當(dāng)大小，使用全波整流電路將有極性的正、負(fù)電壓脈沖信號(hào)變?yōu)檎妷盒盘?hào)，最后通過(guò)穩(wěn)壓措施使電平保持為O 5V，作為單片機(jī)輸入信號(hào)。米取合理措施抑制噪聲干擾。所述集成溫度傳感器7接上電源后能將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)單片機(jī)串口，被單片機(jī)系統(tǒng)5直接采集。所述單片機(jī)系統(tǒng)5是由復(fù)位電路、電源、時(shí)鐘模塊、單片機(jī)等構(gòu)成。從處理電路4輸出的信號(hào)輸入單片機(jī)后，被單片機(jī)識(shí)別，單片機(jī)能記錄相鄰兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔等其他信息。單片機(jī)程序根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)，輸出控制信號(hào)給控制電路8，控制電風(fēng)扇9的轉(zhuǎn)動(dòng)情況與送風(fēng)情況。所述液晶顯示6受單片機(jī)控制，能將單片機(jī)采集的溫度信號(hào)實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。所述控制電路8依賴于具體的機(jī)理(與電風(fēng)扇的結(jié)合，要考慮實(shí)際電風(fēng)扇的特點(diǎn))，利用單片機(jī)輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇的控制，可以使其轉(zhuǎn)動(dòng)和停轉(zhuǎn)，可以使其送風(fēng)和停止送風(fēng)。熱釋電傳感器與場(chǎng)效應(yīng)管組成的檢測(cè)部分將人體紅外輻射能轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大、整流、穩(wěn)壓處理后，得到O 5V的二值化電壓信號(hào)，用來(lái)標(biāo)識(shí)有沒(méi)有人，高電平表示對(duì)應(yīng)方向上有人，低電平表示無(wú)人。單片機(jī)能檢測(cè)到這種電平變化，并記錄高電平脈沖個(gè)數(shù)和相鄰脈沖的時(shí)間間距。單片機(jī)程序依據(jù)得到的信息，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制電風(fēng)扇的運(yùn)行。下面簡(jiǎn)述一下控制過(guò)程和單片機(jī)程序的思路。自動(dòng)定向的電風(fēng)扇控制流程圖如圖3所示。 一般的電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的軌跡是固定的，穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間也是固定的，啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)速度稍微慢些。本實(shí)用新型電風(fēng)扇在啟動(dòng)后，風(fēng)扇開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，延時(shí)一段時(shí)間以使轉(zhuǎn)動(dòng)速度均勻，延時(shí)結(jié)束后開(kāi)始計(jì)時(shí)。這實(shí)際上是在選擇一個(gè)合理的計(jì)時(shí)起點(diǎn)。設(shè)風(fēng)扇每轉(zhuǎn)一周用時(shí)T，使風(fēng)扇沿轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)3T時(shí)間，單片機(jī)記錄下輸入脈沖個(gè)數(shù)及時(shí)間間距。下面分幾種情況分別討論。[0022](I)當(dāng)檢測(cè)到3個(gè)脈沖并且相鄰脈沖時(shí)間間隔相等(實(shí)際編程時(shí)應(yīng)允許有小的偏差)時(shí)，表不人靜止在某一固定地點(diǎn)，有脈沖輸入的方向就是電風(fēng)扇的定位的目標(biāo)方向，啟動(dòng)定位。在定位過(guò)程中，若人呆在原地，過(guò)一段時(shí)間后，開(kāi)始送自然風(fēng)，并且啟動(dòng)溫度控制功能，即將溫度傳感器探測(cè)到的環(huán)境溫度與設(shè)定值比較，環(huán)境溫度較低時(shí)停止送風(fēng)，而一旦溫度升高大于設(shè)定值時(shí)就開(kāi)始重新啟動(dòng)定位定位過(guò)程；若人離開(kāi)，則開(kāi)始重新啟動(dòng)定位過(guò)程。(2)當(dāng)脈沖個(gè)數(shù)不為3 (但有脈沖輸入)或時(shí)間間距不相等時(shí)，表示有多人或有人走動(dòng)，風(fēng)扇將轉(zhuǎn)動(dòng)送風(fēng)，每轉(zhuǎn)動(dòng)三周都進(jìn)行一次判斷，以實(shí)時(shí)檢測(cè)人的位置信息，判斷是否需要定向。(3)當(dāng)沒(méi)有脈沖輸入時(shí)，表示室內(nèi)無(wú)人，風(fēng)扇將自動(dòng)停止以節(jié)約電能。但若有脈沖輸入(表不有人來(lái)，且人的方向正好對(duì)著方向停止時(shí)的方向)，將開(kāi)始啟動(dòng)定向過(guò)程。若一直無(wú)脈沖輸入，延時(shí)一段時(shí)間后，啟動(dòng)定向過(guò)程(人走進(jìn)房間，但是可能沒(méi)有正對(duì)著靜止的風(fēng)扇)。·
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)定向的電風(fēng)扇，包括電風(fēng)扇，其特征在于，還包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)電路、處理電路、單片機(jī)系統(tǒng)、液晶顯示器、集成溫度傳感器、控制電路，光學(xué)系統(tǒng)包括聚焦的透鏡系統(tǒng)和濾波片，人體發(fā)出的紅外輻射經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)和濾波片，聚焦于檢測(cè)電路中傳感器上，檢測(cè)電路把光學(xué)系統(tǒng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，電壓信號(hào)輸入處理電路處理后，處理電路輸出信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)接收集成溫度傳感器輸入的溫度信號(hào)，單片機(jī)系統(tǒng)輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)控制電路，控制電路控制電風(fēng)扇的方向和開(kāi)關(guān)，單片機(jī)系統(tǒng)將溫度信號(hào)送液晶顯示器顯示溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述 自動(dòng)定向的電風(fēng)扇，其特征在于，所述光學(xué)系統(tǒng)包括用于聚焦的透鏡系統(tǒng)和一個(gè)中心波長(zhǎng)為9. 3um的窄帶濾波片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述自動(dòng)定向的電風(fēng)扇，其特征在于，所述檢測(cè)電路由傳感器和前置放大器構(gòu)成，傳感器可選擇光電倍增管、熱釋電、APD光電傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述自動(dòng)定向的電風(fēng)扇，其特征在于，所述處理電路依次包括放大電路、全波整流電路及穩(wěn)壓電路，處理電路輸出O 5電壓信號(hào)作為單片機(jī)輸入信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)定向的電風(fēng)扇，人體發(fā)出的紅外輻射經(jīng)過(guò)透鏡系統(tǒng)和濾波片，聚焦于檢測(cè)電路中傳感器上，檢測(cè)電路把光學(xué)系統(tǒng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸出，電壓信號(hào)輸入處理電路處理后，處理電路輸出信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)接收集成溫度傳感器輸入的溫度信號(hào)，單片機(jī)系統(tǒng)輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)控制電路，控制電路控制電風(fēng)扇的方向和開(kāi)關(guān)，單片機(jī)系統(tǒng)將溫度信號(hào)送液晶顯示器顯示溫度。省去了人為控制電扇方向的許多不便之處，并且使能源得到的更有效的利用，能夠避免風(fēng)扇長(zhǎng)時(shí)間對(duì)著沒(méi)人的地方吹，浪費(fèi)電能。而且，此種風(fēng)扇由于加入了單片機(jī)系統(tǒng)，可以控制吹風(fēng)角度范圍，可以增加遙控裝置，可以設(shè)置多種工作模式，可以增加新的工作方式。
文檔編號(hào)F04D27/00GK202789641SQ201220456980
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者段昌琪, 楊永才 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)