電吹風機控制板開發(fā)設計

過去的時間里，因為吹風機使用不當而引起的火災時有發(fā)生，嚴重損害了集體和個人的生命財產(chǎn)，各級部門和學校都對學生宿舍使用吹風機高度重視，大部分學校禁止學生在宿舍使用吹風機。據(jù)相關統(tǒng)計，由吹風機導致的火災主要是使用者離開時并未及時關掉吹風機。

一、吹風機的整體方案設計

本文設計的吹風機包括人體感應模塊、信號采集模塊、信號處理模塊、執(zhí)行模塊、主電路、開關、外殼和電源線等；人體感應模塊和信號采集模塊通過檢測電阻相連，信號采集模塊的輸出端和信號處理模塊的輸入端相連，信號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機主電路，主電路由電動機、熱電阻絲，開關等元件組成。

圖1 電吹風機的整體設計

二、電吹風機感應模塊的設計

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

三、電吹風機信號采集模塊的設計

信號采集模塊內(nèi)置于吹風機，由檢測電阻和采樣電路組成；檢測電阻是采集模塊和人體感應模塊的共有部分，其作用是把人體感應模塊中的電流信號變成電壓信號；采樣電路是把采集的電壓信號變成大小合適的電壓信號送給STM32處理器；如果人體感應電路有電流流過，電流會在檢測電阻兩端產(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），檢測電壓經(jīng)過采樣電路的放大、穩(wěn)壓后輸送給STM32，此時,STM32收到一個開通的電信號。

四、電吹風機信號處理模塊的設計

信號處理模塊由STM處理器和整流濾波電路組成，兩部分內(nèi)置于吹風機手柄內(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，這就使得信號處理模塊體積很小，可以置于吹風機窄長的手柄內(nèi)；當信號采集電路向STM32輸送一個信號電壓時，STM32就會控制繼電器通電。

五、電吹風機執(zhí)行模塊的設計

執(zhí)行模塊為一個小型繼電器，繼電器有四個引腳，兩個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，另外兩個引腳為繼電器觸頭，繼電器觸頭串接于吹風機主電路；當繼電器得電，其觸頭閉合，此時按下開關，吹風機才能工作，當繼電器掉電，其觸頭斷開，吹風機停止工作，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，吹風機都將無法工作。

六、電吹風機主電路設計

吹風機主電路由電動機、熱電阻絲、熔斷器、開關和線路構成，電動機和熱電阻絲并聯(lián)，每條支路設有開關，不同的開關狀態(tài)組合就可以實現(xiàn)各種工作狀態(tài)，主電路的干路上串聯(lián)了繼電器觸頭，實現(xiàn)了繼電器可以直接使線路斷電，設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、吹風機工作流程

當使用者使用吹風機時，掌心就會與金屬體接觸，此時會有電流流經(jīng)人體導入大地，當電流流過電阻時會在電阻兩端產(chǎn)生電壓，信號采集模塊可以接收到電阻兩端的電壓信號，如果沒有使用者或者使用者沒有接觸金屬體時，由于沒有電流流過，電阻兩端就不會檢測到有電壓產(chǎn)生；信號采集模塊將電壓信號采集后經(jīng)過放大、穩(wěn)壓最終輸出合適的電壓信號，電壓信號被送給信號處理模塊，信號處理模塊就向執(zhí)行模塊發(fā)送信號，繼電器動作，串接在主電路中的繼電器觸頭閉合，達到吹風機工作的前提條件，在滿足這個條件的基礎上按下開關，吹風機就可以工作了。當使用者不接觸金屬體時，信號采集器接收不到電壓信號，就會停止向STM32輸送信號，STM32立即向繼電器發(fā)出斷開信號，實現(xiàn)斷電。

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