基于 STM32的空气净化器控制系统

基于 STM32的空气净化器控制系统

赵玉敏;宋开新;秦会斌

【摘要】设计了一种电压可调式静电除尘装置结合紫外灯杀菌消毒的家用空气净化器控制系统。系统采用低功耗的32位微处理器STM32F103RCT6作为主控芯片，利用DHT11温湿度传感器、GP2Y1010AU0F灰尘传感器和TGS2600气体传感器检测室内空气质量，将采集到的数据传输给单片机，并显示到TFTLCD液晶屏上。单片机根据接收到的数据采用按键或蓝牙来调整电机风速、电压以及紫外灯的开关等，使空气净化器处于最佳工作状态。该系统经过调试，运行稳定，效果明显。%An home air purifier control system is designed in this paper , which use adjustable voltage electrostatic dust removal device ,com-bined with UV to disinfect .Low-power 32-bit microprocessor as the core , the application of temperature and humidity sensor DHT 11 ,dust sen-sor

GP2Y and air sensor TGS2600 in the detection of indoor environment , the collected data will transfer to the SCM ,and display on TFTLCD. SCM using button or bluetooth to adjust the wind speed and voltage of the air purifier in the best working condition according to the received da -

ta.After commissioning ,we get a stable and significant effect system .【期刊名称】《微型机与应用》

【年(卷),期】2016(035)023

【总页数】4页(P24-27)

【关键词】STM32单片机;传感器;紫外线;蓝牙;静电集尘装置

【作者】赵玉敏;宋开新;秦会斌

【作者单位】杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所，浙江杭州310018;

杭州电子科技大学新型电子器件与应用研究所，浙江杭州310018;杭州电子科技

大学新型电子器件与应用研究所，浙江杭州310018

【正文语种】中文

【中图分类】TP23

空气净化器技术是现代工业发展逐步形成的技术。目前市场上的空气净化器产品有以下几类：HEPA过滤、活性炭吸附、负离子、光触媒、臭氧、生物过滤、紫外灯、静电除尘[1]。据统计分析，单纯用一种技术或材料并不能有效地同时解决空气中

的粉尘和细菌病毒问题。静电除尘技术利用高压静电使气体电离，从而使尘粒带电，在库仑力的作用下吸附到不同的极板上。紫外灯可以利用紫外线的照射，穿透微生物的细胞膜，破坏各种细菌、病毒等微生物的DNA结构，毁坏其核酸分子键，使细菌、病毒当即死亡或不能繁衍后代，从而杀菌消毒。本系统采用基于单片机STM32的智能控制方式，通过按键或蓝牙输入，结合传感器的数据采集，利用静电除尘与紫外灯结合使用，既能改善空气质量、降低灰尘指数又能杀菌消毒。同时单片机可根据数字电位器反馈方式控制静电除尘装置的电压来实现高压电源可调，减少湿度对空气导电性能的影响，防止潮湿环境下打火，减少安全隐患，对室内空气净化技术的研究具有重要意义。

本系统采用基于ARM Cortex-M3内核的32位微处理器STM32F1103RCT6作

为主控芯片，STM32的处理器最高工作频率达到72 MHz，包括48 KB SRAM、256 KB Flash、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、51个通用

IO口、5个串口、2个DMA控制器、3个SPI、2个I2C、1个USB、1个CAN、

3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO接口[2]。

2 空气净化器设计

2.1 空气净化器总体设计

整个控制系统用来控制工作在额定电压为220 V的家用空气净化器，主要由控制

和驱动两部分组成。控制部分以基于ARM Cortex-M3内核的32位微处理器STM32F10X单片机为核心，建立人机接口，通过传感器检测出室内温湿度及灰尘数目等实时数据，经过单片机检测处理，通过按键或蓝牙串口输入调整出适合在该环境下空气净化器的运行状态，同时将传感器所测得的数据显示在液晶屏上。系统通过单片机处理，将控制信号发送给驱动电路部分，通过驱动电路直接控制步进电机，调整风速、电压以及紫外灯的运行状态。

2.2 控制系统详细设计

2.2.1 系统电源模块

整个控制系统通过电源电路模块供电，空气净化器电源电路模块将变压器输入的110 V交流电压转换为24 V和5 V。5 V电压用于为温湿度传感器、灰尘传感器、液晶等模块的供电，通过AMS1117-3.3电源芯片将5 V电压转换为3.3 V，为单片机控制芯片提供电压。24 V电压用于风扇供电[3]。

2.2.2传感器测量模块

考虑到空气湿度对高压静电的影响，本设计采用广州奥松有限公司生产的数字温湿度传感器DHT11，其包括一个电阻式测湿元件和一个NTC测温元件，通过单片

机等简单的电路连接就能实时采集本地湿度与温度，与单片机之间仅用一根线就能进行单总线传输，湿度测量范围20～90 %RH，分辨率1 %RH，符合系统对湿度的要求。数据准确且功耗很低[3]。

采用GP2Y1010AUF灰尘传感器，中间有一个圆孔可以让空气通过，传感器内部

发射红外线打到通过小孔的灰尘上，如有灰尘通过会阻断光线，光电检测器检测不