浅述一种空调室内机导风摆页控制器

乐懿 许靖尚 钱懿

摘 要 隨着互联网以及人工智能的蓬勃发展，智能化的应用逐渐深入进各个行业。而本文意在设计一种基于51单片机的空调室内机导风摆页控制器，该控制器可以通过人体红外传感器感应人体位置所在方向，再通过舵机与驱动器实现摆页的360度运转，并且还同时具备感知温湿度的功能。

关键词 智能化;空调;单片机;传感器;检测

导论

（1）课题研究的目的和意义

空调是家电行业不可或缺的一项产品，但是现有空调产品所具备的功能已无法满足人们日益增长的需求，若是空调控制器能够通过人体红外来自动感应人体的位置，并且通过人体位置的变化来自动控制空调摆页的旋转角度，那么不仅是空调的送风范围更具有针对性，人体也更有舒适感。

（2）空调出风装置的现有控制技术

主要考虑到了我国人民的消费水平，国内在空调的出风口的控制上手段以直流电机为主。但是直流电机驱动模块不具备闭环控制，只是通过微动行程开关或是定时来控制空调摆页的运动与调控。

（3）论文的主要研究内容

本文是一种基于51单片机的控制器，用于控制空调导风摆页的移动运转，该控制器通过人体红外感应监测人体位置，利用舵机与驱动器形成驱动模块完成摆页的自由旋转，从而达到智能化调整导风摆页角度的功能，增强人体的舒适度[1]。

1人体位置检测方法

1.1 人体目标定位检测法

根据对编程软件的信号输入，人体运动检测模块因受到水平方向的信息干扰，可以通过改变空调摆页的方向来实现人体位置跟踪。还可以通过采用微分控制方法，从而快速、精准的识别人体位置方向。

1.2 目标区域编码法

人体检查模块可以准确检测人体在8米到其他位置时的距离。并且可以在人体和传感器之间的距离超过10米的情况下充分满足室内风扇的人体位置跟踪功能[2]。

2系统整体硬件结构

2.1 系统整图

系统下图1，该设计的系统总图是由复位电路、晶振电路以及AT89C52组成，并添加三个人体红外感应。舵机与L298芯片构成驱动模块，用来控制摆页旋转角度。温湿度显示模块与LCD1602组成空调运行状态显示模块，用于清晰展现空调的运行状态，并探测室温环境变化情况。

图1 系统整图

2.2 控制信号输入部分

控制信号输入部分由串口下载电路构成，通过串口下载模块将程序烧入单片机，并可以实现由串口下载电路进行5V供电[3]。

2.3 人体位置检测部分

本文通过3个热释电红外传感器来一并组成一个完整的人体红外检测模块，可以完成水平方位中摆页的自由移动。当有人体经过时可以通过实现电频变化来完成信号的输入。

2.4 导风摆页驱动部分

本文中选用了L298型号的驱动芯片和舵机作为步进电机的驱动部分，最大旋转360度，具有控制摆页角度的功能，是一款高耐压驱动器。

2.5 辅助检测信号部分

辅助监测信号部分由温湿度传感器来组成。温湿度传感器的型号为DHT11，输出的信号为数字信号，用于检测当前空气中的温度以及湿度。

2.6 运行状态显示部分

运行状态显示部分由一块LCD1602显示模块组成。显示电路的主要功能为传达信息给用户，包括空调的设定温度、运行状态、室内温度与湿度的高低等[4]。

3系统软件设计

3.1 系统开发软硬件环境

该设计的最小系统处理器选用的是AT89C52单片机，89C52在硬件、软件的开发及兼容问题上都具有显著的优势，发动机控制部分采用的是舵机MG90S和电机驱动模块L298系统完成。

3.2 摆页电机控制部分

根据人体位置检测子程序获得人体的具体位置，获取人体运动的不同方位，通过对1、2电机的子程序调用，来控制电机1、2进行正反转，从而实现对摆页方向的把控[5]。

3.3 温度值读取部分

温湿度处理器选用的是DHT11，最开始我们先进行初始化，继而实现对存储器和数据操纵，最终在液晶显示屏上显示空调状态与室温变化。

参考文献

[1] 房玉明，杭柏林.基于单片机的步进电机开环控制系统[J].电机与控制应用，2006，33（4）：64.

[2] 孙笑辉，韩曾晋.减少感应电动机直接转矩控制系统转矩脉动的方法[J].电气传动，2001，（1）：8-11.

[3] 江一，朱凌，申仲涛.异步电动机直接转矩控制仿真研究[J].华北电力大学学报，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.