淺述一種空調室內機導風擺頁控制器

樂懿 許靖尚 錢懿

摘 要 隨著互聯網以及人工智能的蓬勃發展，智能化的應用逐漸深入進各個行業。而本文意在設計一種基于51單片機的空調室內機導風擺頁控制器，該控制器可以通過人體紅外傳感器感應人體位置所在方向，再通過舵機與驅動器實現擺頁的360度運轉，并且還同時具備感知溫濕度的功能。

關鍵詞 智能化;空調;單片機;傳感器;檢測

導論

（1）課題研究的目的和意義

空調是家電行業不可或缺的一項產品，但是現有空調產品所具備的功能已無法滿足人們日益增長的需求，若是空調控制器能夠通過人體紅外來自動感應人體的位置，并且通過人體位置的變化來自動控制空調擺頁的旋轉角度，那么不僅是空調的送風范圍更具有針對性，人體也更有舒適感。

（2）空調出風裝置的現有控制技術

主要考慮到了我國人民的消費水平，國內在空調的出風口的控制上手段以直流電機為主。但是直流電機驅動模塊不具備閉環控制，只是通過微動行程開關或是定時來控制空調擺頁的運動與調控。

（3）論文的主要研究內容

本文是一種基于51單片機的控制器，用于控制空調導風擺頁的移動運轉，該控制器通過人體紅外感應監測人體位置，利用舵機與驅動器形成驅動模塊完成擺頁的自由旋轉，從而達到智能化調整導風擺頁角度的功能，增強人體的舒適度[1]。

1人體位置檢測方法

1.1 人體目標定位檢測法

根據對編程軟件的信號輸入，人體運動檢測模塊因受到水平方向的信息干擾，可以通過改變空調擺頁的方向來實現人體位置跟蹤。還可以通過采用微分控制方法，從而快速、精準的識別人體位置方向。

1.2 目標區域編碼法

人體檢查模塊可以準確檢測人體在8米到其他位置時的距離。并且可以在人體和傳感器之間的距離超過10米的情況下充分滿足室內風扇的人體位置跟蹤功能[2]。

2系統整體硬件結構

2.1 系統整圖

系統下圖1，該設計的系統總圖是由復位電路、晶振電路以及AT89C52組成，并添加三個人體紅外感應。舵機與L298芯片構成驅動模塊，用來控制擺頁旋轉角度。溫濕度顯示模塊與LCD1602組成空調運行狀態顯示模塊，用于清晰展現空調的運行狀態，并探測室溫環境變化情況。

圖1 系統整圖

2.2 控制信號輸入部分

控制信號輸入部分由串口下載電路構成，通過串口下載模塊將程序燒入單片機，并可以實現由串口下載電路進行5V供電[3]。

2.3 人體位置檢測部分

本文通過3個熱釋電紅外傳感器來一并組成一個完整的人體紅外檢測模塊，可以完成水平方位中擺頁的自由移動。當有人體經過時可以通過實現電頻變化來完成信號的輸入。

2.4 導風擺頁驅動部分

本文中選用了L298型號的驅動芯片和舵機作為步進電機的驅動部分，最大旋轉360度，具有控制擺頁角度的功能，是一款高耐壓驅動器。

2.5 輔助檢測信號部分

輔助監測信號部分由溫濕度傳感器來組成。溫濕度傳感器的型號為DHT11，輸出的信號為數字信號，用于檢測當前空氣中的溫度以及濕度。

2.6 運行狀態顯示部分

運行狀態顯示部分由一塊LCD1602顯示模塊組成。顯示電路的主要功能為傳達信息給用戶，包括空調的設定溫度、運行狀態、室內溫度與濕度的高低等[4]。

3系統軟件設計

3.1 系統開發軟硬件環境

該設計的最小系統處理器選用的是AT89C52單片機，89C52在硬件、軟件的開發及兼容問題上都具有顯著的優勢，發動機控制部分采用的是舵機MG90S和電機驅動模塊L298系統完成。

3.2 擺頁電機控制部分

根據人體位置檢測子程序獲得人體的具體位置，獲取人體運動的不同方位，通過對1、2電機的子程序調用，來控制電機1、2進行正反轉，從而實現對擺頁方向的把控[5]。

3.3 溫度值讀取部分

溫濕度處理器選用的是DHT11，最開始我們先進行初始化，繼而實現對存儲器和數據操縱，最終在液晶顯示屏上顯示空調狀態與室溫變化。

參考文獻

[1] 房玉明，杭柏林.基于單片機的步進電機開環控制系統[J].電機與控制應用，2006，33（4）：64.

[2] 孫笑輝，韓曾晉.減少感應電動機直接轉矩控制系統轉矩脈動的方法[J].電氣傳動，2001，（1）：8-11.

[3] 江一，朱凌，申仲濤.異步電動機直接轉矩控制仿真研究[J].華北電力大學學報，2003，（1）：10-13.

[4] Isao Takahashi，Toshihiko Noguchi.A new responese and high-efficiency control strategy of an motor[J].IEEE Trans on Ind Appl，1986，22（5）：820-827.

[5] Depenbrock M.Direct self-control（DSC）of inverterfed machine[J].IEEE Trans on P E，1998，3（4）：420-429.