CN110208153A - 用于油烟机的传感器电路及其油烟机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于油烟机的传感器电路，包括红外接收模块，一端与电源连接，另一端与差分放大模块连接；DA转换模块，一端与处理器连接，另一端与差分放大模块连接；差分放大模块的输入端分别与红外接收模块、DA转换模块连接，起到自动调零的作用；处理器，与DA转换模块连接；还公开了一种油烟机。本发明通过输出DA转换模块的DA信号实时调节调零电路；当红外接收模块受环境光或温度影响时，能够通过输出DA信号调节零点，使电路的输出信号偏差不大，使之更好的反应检测浓度。
Description
技术领域
本发明属于油烟机控制技术领域，具体涉及一种用于油烟机的传感器电路及其油烟机。
背景技术
传统的调零电路通常是固定调零，这对受环境光和环境温度影响的红外接收管是不够的，不同的环境光和环境温度会影响红外接收管输出不同的电流，从而使固定调零的方法失去意义；当红外接收管受环境光和环境温度的影响时，会缩小红外接收管对油烟浓度的检测量程，使之达不到应有的检测范围，从而影响检测效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供用于油烟机的传感器电路及其油烟机。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种用于油烟机的传感器电路，包括红外接收模块、DA转换模块、差分放大模块、处理器；
所述红外接收模块，一端与电源连接，另一端与差分放大模块连接，用于采集电阻的电压并且发送到差分放大模块，还用于检测当前环境的环境光或环境温度是否发生变化并且发送到处理器；
所述DA转换模块，一端与处理器连接，另一端与差分放大模块连接，用于红外接收模块检测到当前环境的环境光或环境温度发生变化时，输出DA信号至差分放大模块；
所述差分放大模块的输入端分别与红外接收模块、DA转换模块连接，用于分别接收采集电阻的电压和DA信号，将采集电阻的电压放大后输出，根据所述DA信号生成调零信号并且输出所述调零信号；
所述处理器，与DA转换模块连接，用于红外接收模块检测到当前环境的环境光或环境温度发生变化时，向DA转换模块发送控制信号。
上述方案中，所述红外接收模块包括红外接收管J1、第一电阻R1、热敏电阻RZ、第十电阻R10，所述红外接收管J1的一端接入电源，另一端经过第一电阻R1接地；所述热敏电阻RZ一端连接电源，另一端经过第十电阻R10与第一电阻R1接地，所述热敏电阻RZ与第十电阻R10之间连接处理器。
上述方案中，还包括预留电阻R3，所述预留电阻R3一端接地，一端接于红外接收模块、差分放大模块之间。
上述方案中，所述差分放大模块包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4与DA转换模块连接，第一正输入端经第二电阻R2与红外接收模块连接，第一输出端经过第五电阻R5接于第四电阻R4和第一负输入端之间；所述二级差分放大电路的第二负输入端经第七电阻R7接于第二输出端，第一正输入端经第六电阻R6接于第五电阻与第一输出端之间，所述第八电阻R8一端接于第二输出端与第七电阻R7之间，另一端接于处理器，所述第九电阻R9一端接于第二负输入端与第七电阻R7之间，另一端接地。
上述方案中，所述差分放大模块包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、电压跟随器U4A；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4与DA转换模块连接，第一正输入端经第二电阻R2、电压跟随器U4A与红外接收模块连接，第一输出端经过第五电阻R5接于第四电阻R4和第一负输入端之间；所述二级差分放大电路的第二负输入端经第七电阻R7接于第二输出端，第一正输入端经第六电阻R6接于第五电阻与第一输出端之间，所述第八电阻R8一端接于第二输出端与第七电阻R7之间，另一端接于处理器，所述第九电阻R9一端接于第二负输入端与第七电阻R7之间，另一端接地。
上述方案中，所述差分放大模块包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、栅极电阻RG、电压跟随器U4A；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4、栅极电阻RG与第二负输入端连接，第一正输入端经第二电阻R2与红外接收模块连接，第一输出端经过第三电阻R3接于第一负输入端和栅极电阻RG之间；所述二级差分放大电路的第一正输入端经第十电阻R10于处理器，第二输出端经第五电阻R5接于栅极电阻RG与第二负输入端之间，所述第四电阻R4一端接于第一输出端与第三电阻R3之间，另一端接于电压跟随器U4A的第一正输入端，所述第六电阻R6一端接于第二输出端与第五电阻R5之间，另一端接于电压跟随器U4A的第一负输入端，所述电压跟随器U4A的输出端一路接处理器，另一路经第七电阻R7接于第六电阻R6与电压跟随器U4A的第一负输入端之间。
本发明实施例还提供一种油烟机，包括油烟机本体、涡轮和如上述方案中任意一项所述的传感器电路，所述油烟机本体上设置涡轮，所述涡轮的边缘进风处设置所述传感器电路。
与现有技术相比，本发明通过输出DA转换模块的DA信号实时调节调零电路；当红外接收模块受环境光或温度影响时，能够通过输出DA信号调节零点，使电路的输出信号偏差不大，使之更好的反应检测浓度。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种用于油烟机的传感器电路的连接框图；
图2为本发明实施例1提供一种用于油烟机的传感器电路的电路图；
图3为本发明实施例2提供一种用于油烟机的传感器电路的电路图；
图4为本发明实施例3提供一种用于油烟机的传感器电路的电路图；
图5为本发明实施例提供一种油烟机的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种用于油烟机的传感器电路，如图1所示，包括红外接收模块1、DA转换模块2、差分放大模块3、处理器4；
所述红外接收模块1,一端与处理器4连接，另一端与差分放大模块3连接，用于采集电阻的电压并且发送到差分放大模块3，还用于检测当前环境的环境光或环境温度是否发生变化并且发送到处理器4；
所述DA转换模块2，一端与处理器4连接，另一端与差分放大模块3连接，用于红外接收模块1检测到当前环境的环境光或环境温度发生变化时，输出DA信号至差分放大模块3；
所述差分放大模块3的输入端分别与红外接收模块1、DA转换模块2连接，用于分别接收采集电阻的电压和DA信号，将采集电阻的电压放大后输出，根据所述DA信号生成调零信号并且输出所述调零信号；
所述处理器4，与DA转换模块2连接，用于红外接收模块1检测到当前环境的环境光或环境温度发生变化时，向DA转换模块2发送控制信号。
本发明通过输出DA转换模块2的DA信号实时调节调零电路；当红外接收模块1受环境光或温度影响时，能够通过输出DA信号调节零点，使电路的输出信号偏差不大，使之更好的反应检测浓度。
实施例1
本发明实施例1提供一种用于油烟机的传感器电路，如图2所示，包括红外接收模块1、DA转换模块2、差分放大模块3、处理器4；
所述红外接收模块1包括红外接收管J1、第一电阻R1、热敏电阻RZ、第十电阻R10，所述红外接收管J1的一端接入电源，另一端经过第一电阻R1接地；所述热敏电阻RZ一端连接电源，另一端经过第十电阻R10与第一电阻R1接地，所述热敏电阻RZ与第十电阻R10之间连接处理器4。
所述DA转换模块包括DA芯片，所述DA可以采用的型号为AD5320。
进一步地，还包括预留电阻R3，所述预留电阻R3一端接地，一端接于红外接收模块1、差分放大模块3之间，便于检测接地电阻。
所述差分放大模块3包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4与DA转换模块2连接，第一正输入端经第二电阻R2与红外接收模块1连接，第一输出端经过第五电阻R5接于第四电阻R4和第一负输入端之间；所述二级差分放大电路的第二负输入端经第七电阻R7接于第二输出端，第一正输入端经第六电阻R6接于第五电阻与第一输出端之间，所述第八电阻R8一端接于第二输出端与第七电阻R7之间，另一端接于处理器4，所述第九电阻R9一端接于第二负输入端与第七电阻R7之间，另一端接地。
所述红外接收管J1的输出信号是通过采集取样电阻的电压得到的，该取样电阻电压经过差分放大电路放大，最后输出到AD芯片；
自动调零功能是通过DA转换模块2的DA信号调零，当环境光或温度使红外接收管的初始电压变化时，则通过处理器4控制DA芯片输出一个相应电压给差分放大电路，使电路输出信号恢复到目标值，以达到调零的目的；
通过热敏电阻RZ分压来得出红外接收管J1的环境温度。
所述差分放大电路采用两级放大，第一级为差分放大，第二级为常规电压放大，如果设计要求允许，采用一级放大也可以；自动调零功能是依据差分放大电路实现的，差分放大电路公式：
无预留电阻R3
有预留电阻R3
其中，U0为输出电压、U1为检测红外管信号电压、U2为调零红外管调零电压；无预留电阻公式适用于不能忽略预留电阻的分流，有预留电阻公式适用于可忽略预留电阻的分流。环境光或环境温度发生变化时，红外管的电压U1变大或变小，单片机读取到的U0也会变大或变小，此时通过单片机控制调节U2的电压使初始值在0附近，最终使U0初值偏差不大，以达到自动调零的目的。
实施例2
本发明实施例2提供一种用于油烟机的传感器电路，如图3所示，包括红外接收模块1、DA转换模块2、差分放大模块3、处理器4；
所述红外接收模块1包括红外接收管J1、第一电阻R1、热敏电阻RZ、第十电阻R10，所述红外接收管J1的一端接入电源，另一端经过第一电阻R1接地；所述热敏电阻RZ一端连接电源，另一端经过第十电阻R10与第一电阻R1接地，所述热敏电阻RZ与第十电阻R10之间连接处理器4。
所述DA转换模块包括DA芯片，所述DA可以采用的型号为AD5320。
进一步地，还包括预留电阻R3，所述预留电阻R3一端接地，一端接于红外接收模块1、差分放大模块3之间，便于检测接地电阻。
所述差分放大模块3包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、电压跟随器U4A；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4与DA转换模块2连接，第一正输入端经第二电阻R2、电压跟随器U4A与红外接收模块1连接，第一输出端经过第五电阻R5接于第四电阻R4和第一负输入端之间；所述二级差分放大电路的第二负输入端经第七电阻R7接于第二输出端，第一正输入端经第六电阻R6接于第五电阻与第一输出端之间，所述第八电阻R8一端接于第二输出端与第七电阻R7之间，另一端接于处理器4，所述第九电阻R9一端接于第二负输入端与第七电阻R7之间，另一端接地。
所述红外接收管J1的输出信号是通过采集取样电阻的电压得到的，该取样电阻电压经过差分放大电路放大，最后输出到AD芯片；
自动调零功能是通过DA转换模块2的DA信号调零，当环境光或温度使红外接收管的初始电压变化时，则通过处理器4控制DA芯片输出一个相应电压给差分放大电路，使电路输出信号恢复到目标值，以达到调零的目的；
通过热敏电阻RZ分压来得出红外接收管J1的环境温度。
所述差分放大电路采用两级放大，第一级为差分放大，第二级为常规电压放大，如果设计要求允许，采用一级放大也可以；自动调零功能是依据差分放大电路实现的，差分放大电路公式：
其中，U0为输出电压、U1为检测红外管信号电压、U2为调零红外管调零电压；环境光或环境温度发生变化时，红外管的电压U1会变大或变小，单片机读取到的U0也会变大或变小，此时通过单片机控制调节U2的电压使初始值在0附近，最终使U0初值在0附近，以达到自动调零的目的。
实施例3
本发明实施例3提供一种用于油烟机的传感器电路，如图4所示，包括红外接收模块1、DA转换模块2、差分放大模块3、处理器4；
所述红外接收模块1包括红外接收管J1、第一电阻R1、热敏电阻RZ、第十电阻R10，所述红外接收管J1的一端接入电源，另一端经过第一电阻R1接地；所述热敏电阻RZ一端连接电源，另一端经过第十电阻R10与第一电阻R1接地，所述热敏电阻RZ与第十电阻R10之间连接处理器4。
所述DA转换模块包括DA芯片，所述DA可以采用的型号为AD5320。
进一步地，还包括预留电阻R3，所述预留电阻R3一端接地，一端接于红外接收模块1、差分放大模块3之间，便于检测接地电阻。
所述差分放大模块3包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、栅极电阻RG、电压跟随器U4A；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4、栅极电阻RG与第二负输入端连接，第一正输入端经第二电阻R2与红外接收模块1连接，第一输出端经过第三电阻R3接于第一负输入端和栅极电阻RG之间；所述二级差分放大电路的第一正输入端经第十电阻R10于处理器4，第二输出端经第五电阻R5接于栅极电阻RG与第二负输入端之间，所述第四电阻R4一端接于第一输出端与第三电阻R3之间，另一端接于电压跟随器U4A的第一正输入端，所述第六电阻R6一端接于第二输出端与第五电阻R5之间，另一端接于电压跟随器U4A的第一负输入端，所述电压跟随器U4A的输出端一路接处理器4，另一路经第七电阻R7接于第六电阻R6与电压跟随器U4A的第一负输入端之间。
所述红外接收管J1的输出信号是通过采集取样电阻的电压得到的，该取样电阻电压经过差分放大电路放大，最后输出到AD芯片；
自动调零功能是通过DA转换模块2的DA信号调零，当环境光或温度使红外接收管的初始电压变化时，则通过处理器4控制DA芯片输出一个相应电压给差分放大电路，使电路输出信号恢复到目标值，以达到调零的目的；
通过热敏电阻RZ分压来得出红外接收管J1的环境温度。
所述差分放大电路采用两级放大，第一级为差分放大，第二级为常规电压放大，如果设计要求允许，采用一级放大也可以；自动调零功能是依据差分放大电路实现的，差分放大电路公式：
其中，U0为输出电压、U1为检测红外管信号电压、U2为调零红外管调零电压；环境光和环境温度发生变化时，红外管的U1会变大或变小，单片机读取到的U0也会变大或变小，此时通过单片机控制调节U2的电压使(U1-U2)初始值在0附近，最终使U0初值在0附近，以达到自动调零的目的。
所述实施例1-3中，处理器4不限于瑞萨单片机，也可以是STM32、PIC、AVR、飞思卡尔等，可以实现本要求的单片机即可。
所述DA转换模块输出放大的取样电阻的电压以及调零信号到AD芯片，所述AD芯片可以集成在处理器4中，也可以采用独立模块，如果AD芯片采用独立模块，还需要通过通讯协议将信号发送给处理器4。
本发明实施例还提供一种油烟机，如图5所示，包括油烟机本体5、涡轮6和实施例1-3中任意一项所述的传感器电路，所述油烟机本体5上设置涡轮6，所述涡轮6的边缘进风处设置所述传感器电路。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于油烟机的传感器电路，其特征在于，包括红外接收模块(1)、DA转换模块(2)、差分放大模块(3)、处理器(4)；
所述红外接收模块(1),一端与电源连接，另一端与差分放大模块(3)连接，用于采集电阻的电压并且发送到差分放大模块(3)，还用于检测当前环境的环境光或环境温度是否发生变化并且发送到处理器(4)；
所述DA转换模块(2)，一端与处理器(4)连接，另一端与差分放大模块(3)连接，用于红外接收模块(1)检测到当前环境的环境光或环境温度发生变化时，输出DA信号至差分放大模块(3)；
所述差分放大模块(3)的输入端分别与红外接收模块(1)、DA转换模块(2)连接，用于分别接收采集电阻的电压和DA信号，将采集电阻的电压放大后输出，根据所述DA信号生成调零信号并且输出所述调零信号；
所述处理器(4)，与DA转换模块(2)连接，用于红外接收模块(1)检测到当前环境的环境光或环境温度发生变化时，向DA转换模块(2)发送控制信号。
2.根据权利要求1所述的用于油烟机的传感器电路，其特征在于，所述红外接收模块(1)包括红外接收管J1、第一电阻R1、热敏电阻RZ、第十电阻R10，所述红外接收管J1的一端接入电源，另一端经过第一电阻R1接地；所述热敏电阻RZ一端连接电源，另一端经过第十电阻R10与第一电阻R1接地，所述热敏电阻RZ与第十电阻R10之间连接处理器(4)。
3.根据权利要求1或2所述的用于油烟机的传感器电路，其特征在于，还包括预留电阻R3，所述预留电阻R3一端接地，一端接于红外接收模块(1)、差分放大模块(3)之间。
4.根据权利要求3所述的用于油烟机的传感器电路，其特征在于，所述差分放大模块(3)包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4与DA转换模块(2)连接，第一正输入端经第二电阻R2与红外接收模块(1)连接，第一输出端经过第五电阻R5接于第四电阻R4和第一负输入端之间；所述二级差分放大电路的第二负输入端经第七电阻R7接于第二输出端，第一正输入端经第六电阻R6接于第五电阻与第一输出端之间，所述第八电阻R8一端接于第二输出端与第七电阻R7之间，另一端接于处理器(4)，所述第九电阻R9一端接于第二负输入端与第七电阻R7之间，另一端接地。
5.根据权利要求3所述的用于油烟机的传感器电路，其特征在于，所述差分放大模块(3)包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、电压跟随器U4A；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4与DA转换模块(2)连接，第一正输入端经第二电阻R2、电压跟随器U4A与红外接收模块(1)连接，第一输出端经过第五电阻R5接于第四电阻R4和第一负输入端之间；所述二级差分放大电路的第二负输入端经第七电阻R7接于第二输出端，第一正输入端经第六电阻R6接于第五电阻与第一输出端之间，所述第八电阻R8一端接于第二输出端与第七电阻R7之间，另一端接于处理器(4)，所述第九电阻R9一端接于第二负输入端与第七电阻R7之间，另一端接地。
6.根据权利要求3所述的用于油烟机的传感器电路，其特征在于，所述差分放大模块(3)包括二级差分放大电路、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、栅极电阻RG、电压跟随器U4A；所述二级差分放大电路的第一负输入端经第四电阻R4、栅极电阻RG与第二负输入端连接，第一正输入端经第二电阻R2与红外接收模块(1)连接，第一输出端经过第三电阻R3接于第一负输入端和栅极电阻RG之间；所述二级差分放大电路的第一正输入端经第十电阻R10于处理器(4)，第二输出端经第五电阻R5接于栅极电阻RG与第二负输入端之间，所述第四电阻R4一端接于第一输出端与第三电阻R3之间，另一端接于电压跟随器U4A的第一正输入端，所述第六电阻R6一端接于第二输出端与第五电阻R5之间，另一端接于电压跟随器U4A的第一负输入端，所述电压跟随器U4A的输出端一路接处理器(4)，另一路经第七电阻R7接于第六电阻R6与电压跟随器U4A的第一负输入端之间。
7.一种油烟机，其特征在于，包括油烟机本体(5)、涡轮(6)和如权利要求1-6所述的传感器电路，所述油烟机本体(5)上设置涡轮(6)，所述涡轮(8)的边缘进风处设置所述传感器电路。
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