本文摘要:這篇智能工程師論文發(fā)表了單片機智能節(jié)能抽油煙機的問題和設(shè)計,隨著科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟的發(fā)展進步,尤其是這幾十年來,中國得到了很快速的發(fā)展,無論是在工業(yè)、教育還是在日常生活方面。因此需要一款新型的抽油煙機來解決這方面的問題,本設(shè)計就是在這樣的背
這篇智能工程師論文發(fā)表了單片機智能節(jié)能抽油煙機的問題和設(shè)計,隨著科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟的發(fā)展進步,尤其是這幾十年來,中國得到了很快速的發(fā)展,無論是在工業(yè)、教育還是在日常生活方面。因此需要一款新型的抽油煙機來解決這方面的問題,本設(shè)計就是在這樣的背景之下產(chǎn)生的。
關(guān)鍵詞:智能工程師論文,單片機;抽油煙機;節(jié)能
僅僅是在20年之前,在農(nóng)村家家拾柴燒火還是非常普遍的事情,但也僅僅是在幾年之后,這種現(xiàn)象就一去不復(fù)返了,都開始使用煤球了。有的地方使用煤氣灶也變得不很稀奇。近幾年來,各種智能家居電器變得普及起來,包括電磁爐、微波爐等,人們的生活也變得方便快捷。目前在城市里邊,大部分家庭里邊都采用天然氣作為能源燒水做飯,不僅省時省力而且還清潔衛(wèi)生。在這些能源以及鍋具都已經(jīng)普遍使用的情況下,各種輔助性的廚具也在進行著發(fā)展革新,甚至智能廚具都開始要進入市場了。
之前的老式的廚房,墻面都會有發(fā)黑或者發(fā)黃的現(xiàn)象,這些都是煙熏留下的痕跡,總是給人留下很不好的印象。現(xiàn)在的廚房雖然很少出現(xiàn)燒柴的情況,但是在做飯時候難免會出現(xiàn)油煙的情況,日積月累,依然會影響到衛(wèi)生狀況。所以,現(xiàn)在幾乎家家戶戶都配備的有抽油煙機,這樣在很大程度上解決了做飯時候出現(xiàn)油煙的問題。但是抽油煙機的功率是很大的,長期的開啟是非常耗電的,并且在很多情況下,做飯出現(xiàn)的油煙并不多,開啟抽油煙機就顯得有些浪費電能了;谶@些情況,現(xiàn)在出現(xiàn)了智能型的抽油煙機,目前市面上出現(xiàn)了一款可以升降的抽油煙機,這就大大提高了抽油煙的效率。但是在另外一方面,這并沒有降低抽油煙機的功率,并沒有解決抽油煙機的耗電問題。因此,設(shè)計一款新型的智能節(jié)能型的抽油煙機就顯得非常有必要的,而本設(shè)計就是在這樣的背景之下產(chǎn)生的。通過長期的觀察,本設(shè)計擬采用這樣的方案來節(jié)省電能:通過檢測油煙的濃度自動的調(diào)整抽油煙機的功率。因此,本設(shè)計需要首先解決以下幾個方面的問題:
1)油煙的濃度檢測問題;
2)抽油煙機的功率自動調(diào)整問題。
1 總體設(shè)計
本設(shè)計要制作的是一款智能型的抽油煙機,可以根據(jù)油煙的濃度自動調(diào)整抽油煙機的功率,該款系統(tǒng)終歸到底是一款自動控制的系統(tǒng),對于自動控制系統(tǒng)的實現(xiàn),目前用的最多的還是單片機控制系統(tǒng)以及PLC控制系統(tǒng),PLC控制系統(tǒng)無論是在體積、功耗還是在成本方面,都是與單片機控制系統(tǒng)無法相比的,因此本設(shè)計采用單片機控制的方法。而對于油煙濃度的檢測問題,一般采用的是煙霧傳感器。對于抽油煙機功率的調(diào)節(jié),實際上是對其內(nèi)部的電機功率的調(diào)節(jié),目前對于電機功率的調(diào)節(jié),用的比較多的就是PWM調(diào)節(jié)。本設(shè)計模型中采用電機驅(qū)動作為電機調(diào)節(jié)的器件。則本設(shè)計中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
本設(shè)計中單片機采用的型號為stc89c51,煙霧傳感器采用的型號為MQ-2,電機驅(qū)動采用的型號為L298N,則本設(shè)計的系統(tǒng)原理圖如圖2所示。
當然本設(shè)計現(xiàn)在要做的是模型驗證,有一些細節(jié)是需要注意的。首先,對于煙霧傳感器所放置的位置,必須在抽油煙機下方,并且不能夠靠近抽氣口,以防止抽氣對油煙濃度的檢測造成影響,同時也不能太靠近灶臺,否則,灶臺產(chǎn)生的高溫會對傳感器造成損壞。另外,單片機所需要的電壓為5V,電機驅(qū)動所需要的電壓至少為12V,因此需要設(shè)置兩個電源,并且電源一定不能夠接錯,否則將會造成電機驅(qū)動無法工作或者單片機的燒毀。
2 硬件設(shè)計
單片機:單片機作為本設(shè)計的控制核心,其作用非常的關(guān)鍵。目前單片機在很多方面都發(fā)揮著極其關(guān)鍵的作用,例如工業(yè)生產(chǎn)、儀器儀表檢測、航空航天以及軍事等方面。單片機在20世紀70年代一經(jīng)問世就產(chǎn)生了很積極的影響,并且隨著時代的發(fā)展,其性能也得到了巨大的提升,對于各種復(fù)雜環(huán)境都有很強的適應(yīng)能力。如今的單片機的種類也有很多,現(xiàn)在的高速單片機已經(jīng)能夠達到300多兆,與最開始的4位單片機已經(jīng)不可同日而語了?紤]到本設(shè)計對各項性能的要求,本設(shè)計采用的單片機的型號為stc89c52。該款單片機是非常基礎(chǔ)也是非常經(jīng)典的一款,但是其各項性能完全能夠達到本設(shè)計的要求。并且該款單片機非常適用于初學(xué)者,對于了解計算機的結(jié)構(gòu)也具有很積極的作用。
煙霧傳感器:煙霧傳感器是將煙霧濃度信息轉(zhuǎn)化為電信息的器件。其利用的原理是當煙霧進入到檢測室時,由于煙粒子的作用,使發(fā)光器件發(fā)射的光產(chǎn)生漫射,這種漫射光被受光器件接收,使受光器件的阻抗發(fā)生變化,產(chǎn)生光電流,從而實現(xiàn)了煙霧信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕墓δ,并且還可以通過電流的強弱判斷煙霧的濃度。本設(shè)計采用的煙霧傳感器的型號為MQ-2煙霧傳感器,其適應(yīng)性強,靈敏度高,使用壽命長,響應(yīng)速度快。
電機驅(qū)動:本設(shè)計采用的電機驅(qū)動的型號為L298N,與單片機相連接,能夠利用程序很方便的控制電機的轉(zhuǎn)向以及轉(zhuǎn)速。對于電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),其采用的原理為PWM脈沖寬度調(diào)制,具體過程為對逆變電路開關(guān)進行控制,使得其輸出一系列幅值相等的脈沖,之后對脈沖的寬度進行調(diào)制,就可以改變輸出電壓的大小。
3 軟件設(shè)計
該設(shè)計要完成的目標是自動的檢測做飯時灶臺產(chǎn)生的油煙的濃度,并且根據(jù)濃度的大小自動的調(diào)節(jié)抽油煙機的功率,使得該系統(tǒng)在不影響抽油煙功能效率的情況下,以最大的可能降低抽油煙機的電機轉(zhuǎn)速,達到降低電能損耗的目的。對于電機轉(zhuǎn)速的控制,本設(shè)計采用的是PWM脈寬調(diào)制,通過調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)電壓,進而控制電機的轉(zhuǎn)速。對于占空比的調(diào)節(jié),在程序中采用的是中斷的方法。將轉(zhuǎn)速分為零到九,一共十擋。只需要令控制擋位的變量與煙霧濃度的表示變量用函數(shù)關(guān)系聯(lián)系在一起,就能很好的通過煙霧濃度控制電機的功率。通過測量發(fā)現(xiàn),廚房內(nèi)的煙霧濃度不超過2.0mg/ m3,程序中對于擋位的控制變量為lpwm,煙霧濃度的表示變量為ywnd,則擋位與煙霧濃度的關(guān)系為lpwm=ywnd/0.2。通過這一系列的設(shè)計,得出本設(shè)計的系統(tǒng)流程圖如圖3所示。
4 結(jié)論
本設(shè)計通過檢測系統(tǒng),中央控制系統(tǒng)以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相互配合,完成了在不影響抽油煙功能效率的情況下,以最大的可能降低抽油煙機的電機轉(zhuǎn)速,達到降低電能損耗的目標,無論是在成本還是在功能上面都具有很大的優(yōu)勢。當然本設(shè)計還處在模型階段,對于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)還是有一定的距離的,當時相信這一旦投入使用,一定能夠發(fā)揮很積極的作用。并且本設(shè)計的思想還不僅僅局限于該設(shè)計本身,對于相關(guān)的領(lǐng)域也能發(fā)揮很積極的指導(dǎo)作用。?
參考文獻
[1]郭愛芳.傳感器原理及應(yīng)用[M].西安:電子科技大學(xué)出版社,2015.
[2]張毅剛.單片機原理及應(yīng)用[M].北京:高等教育出版社,2009.
[3]李華.MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2002.
推薦閱讀:《智能建筑與智慧城市》主要涵蓋智能建筑的樓宇自控、綜合布線、系統(tǒng)集成、智能照明、居住小區(qū)智能化、安全防范、火災(zāi)自動報警、數(shù)字控制、機房工程、防雷接地和計算機應(yīng)用以及智慧城市頂層設(shè)計。
轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng):http:///jzlw/18122.html