一种墙装空气质量检测仪的制作方法

1.本实用新型属于空气质量检测仪技术领域，特别是涉及一种墙装空气质量检测仪。


背景技术：

2.随着经济的发展，生活品味的提高，越来越多的人开始注重健康和环保，除了基本的通风、放置除甲醛植物、活性炭等措施之外，很多人也会采用空气质量检测仪来检测空气质量。当前市面上有很多单品设备：如温湿度传感器、pm2.5 传感器，但是这类产品功能单一、需要购买多个独立产品，增大用户成本；设备分散放置，容易丢失；大部分是电池供电，需要定期更换电池或者进行充电；只能实时显示当前检测数据，不能查看历史数据；部分设备无通信功能；且长时间亮屏显示，浪费能源增加光污染，使屏幕的产生的热量增加，降低设备的使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种墙装空气质量检测仪。主要解决当前市面上产品功能单一、需要更换电池或者定期充电、不够环保节约能源的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下的技术方案：一种墙装空气质量检测仪，包括：边框和底壳，包括：边框和底壳；所述底壳上固定有主控电路板；所述边框固定有传感器检测电路板、液晶显示电路板和液晶显示器；
5.其中，所述传感器检测电路板、液晶显示电路板、主控电路板和液晶显示器构成一个完整的电路；所述传感器检测电路板获取空气中的实时数据，所述主控电路板在获取所述实时数据后经过处理，并输出给液晶显示电路板，最终将实时数据在液晶显示屏上进行显示。
6.在进一步的实施例中，所述传感器检测电路板至少包括：空气检测模块和红外检测模块。
7.通过采用上述技术方案，能达到多种检测电路同时检测当前环境下的各项空气质量指数的目的，摆脱了传统空气质量检测仪的单一性；使用红外检测电路，能够检测墙装空气质量检测仪附近是否有人，有则开启屏幕显示空气质量数据；无则关闭屏幕显示，以达到节能环保的目的。
8.在进一步的实施例中，所述空气检测模块至少包括：voc检测电路、pm2.5 检测电路、温湿度检测电路、甲醛检测电路。
9.通过采用上述技术方案，能够准确检测空气中voc、pm2.5和甲醛在空气中的浓度数据，并将设备附近空气的温湿度测量出来。
10.在进一步的实施例中，所述红外检测模块至少包括pir检测电路。
11.通过采用上述技术方案，能够放大人体发出的红外热量，从而扩展设备的检测范
围；在一定的范围内检测到人的时候，发出电信号通知单片机控制液晶显示屏亮起，人走后检测不到红外热量的信号，便会关闭液晶显示屏；这样设置能够减少屏幕散发的热量增加设备的使用寿命，同时节约电能达到环保的目的。
12.在进一步的实施例中，所述传感器检测电路板、液晶显示电路板、主控电路板以及液晶显示器均采用市电供电。
13.通过采用上述技术方案，改用市电给设备供电，保证设备能够长时间工作，避免传统更换电池或定期充电带来麻烦。
14.在进一步的实施例中，所述边框上开设有进风口和出风口。
15.通过采用上述技术方案，方便当前环境中空气能顺利进入空气质量检测仪内部，被空气检测模块检测到，提高参数检测精度。
16.在进一步的实施例中，底壳上设有散热结构。
17.通过采用上述技术方案，底壳上设计类似散热片的结构，扩大底壳与空气的接触面积，以加快设备内部散热速度。
18.在进一步的实施例中，底壳上设有安装固定孔。
19.通过采用上述技术方案，通过四个固定安装孔将设备安装到墙壁上，方便人员观看，避免设备丢失。
20.本实用新型的有益效果：采用多种空气检测电路，符合流体力学的风道设计，以提高参数检测精度；墙装方式避免了设备丢失方便观看多个空气质量参数，市电供电，解决了更换电池或定期充电带来的问题；利用人体红外感应(pir)传感器，当有人时经过时开启屏幕，平时屏幕进入息屏状态，较少光污染，降低屏幕产生的热量。
附图说明
21.图1空气质量检测仪的整体结构示意图；
22.图2为传感器检测电路板的工作流程图；
23.图3为液晶显示电路板的工作流程图；
24.图4为主控电路板的工作流程图；
25.图5为人体红外感应传感器电路图。
26.图1至图5中的各标注为：进风口101、出风口102、底壳201、散热结构 202、安装固定孔203、液晶显示器3。
具体实施方式
27.下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
28.首先，如图1所示墙装空气质量检测仪的边框两侧设置有进风口101和出风口102，方便当前环境中的空气能够顺利进入空气质量检测仪的内部，液晶显示屏固定在墙装空气质量检测仪的边框上；图2中的底壳201用来放置和固定电路板，202为底壳的散热结构，扩大底壳与空气的接触面积加快散热；通过底壳边框上的安装固定孔203将本实用新型安装到墙壁上。在本实施例中散热结构采用现有技术中的凹凸面实现散热功能，故不做赘述。
29.当空气通过空气质量检测仪的进风口101后，检测电路便对空气进行检测分析，检测得到的各类空气指标数据将被传入传感器模块输出接口，传感器输出接口将数据信息传
递给传感器模块输入接口，而后传进单片机中，单片机第一时间对这些数据信号进行分析处理，并将这些空气的数据传输给液晶显示屏进行显示；在一定时间周期内，单片机会对实时空气质量数据进行储存，以方便后续查看历史。如图4中所示本实用新型采用市电供电，电流由504进入电源电路，电源电路根据工作部件的额定功率，将电流分配给单片机、传感器、显示屏。与空气质量检测相关的电路分别为：voc检测电路、pm2.5检测电路、温湿度检测电路和甲醛检测电路，能够同时检测多项空气指标。
30.本实用新型除了上述检测空气的传感器外，还设置了pir传感器以探测环境中人体微弱的红外辐射能量；pir红外检测电路还采用了菲涅尔透镜，将能量放大以扩展检测范围。
31.pir红外检测电路具体表现如下：pir传感器的引脚1与电阻r10的一端连接，r10的另一端与供电电压vcc相接，引脚1还与电容c5的一极相接，电容 c5的另一极接地，电阻r9和电容c5构成低通滤波器，用于稳定传感器输入的电源电压；pir传感器的引脚2与第一级的运算放大器a1的正极引脚3相连接， pir传感器的引脚3接地；电阻r5的一端与接在pir传感器的引脚2上，另一端连接在pir传感器的引脚3上，电阻r5用于设置pir运动传感器输出晶体管的偏置电流。
32.对于stage1和stage2组成放大滤波器具体表现为：运算放大器a1的正极引脚3接收来自pir传感器检测的红外能量信息，引脚5与供电电压vcc连接，电容c9的一级接在引脚5上，另一极接地。电阻r1的一端接在运算放大器a1 的负极引脚2上，另一极接在引脚1上；电容c1的一端接在运算放大器a1的负极引脚2上，另一极接在引脚1上；二极管d1的正极接在引脚1上，负极接在引脚2上；二极管d2的正极接在引脚2上，负极接在引脚1上。引脚1与stage2 中的电容c4相连接，引脚4接地。在stage2中电容c4的一端与运算放大器a1 的引脚1连接，另一端与电阻r4的一端相连，r4的另一端接在运算放大器a2 的负极引脚2上；运算放大器a2的引脚5与供电电压vcc连接，电容c10的一端接在引脚5上，另一端接地。运算放大器a2的正极引脚3与电容c6的一极相连接，电容c6的另一极接地,运算放大器a2的引脚1接在stage3中窗口识别器c1的正极引脚3和窗口比较器c2的负极引脚2上。电容c3的一端接在运算放大器a2的引脚2上，另一端接在运算放大器a2的引脚1上；电阻r3的端接在运算放大器a2的引脚2上，另一端接在运算放大器a2的引脚1上。
33.工作原理：采用简单极点的四阶低通滤波器，stage1作为同相增益级，该级为传感器提供高阻抗负载，使其偏置点恒定不变。在电容c2的作用下，该级的有效直流增益为1，因此传感器输出偏置电压为stage1滤波电路提供直流偏置。反馈二极管d1和d2提供钳位电压，因此两级滤波电路中的运算放大器不会因接近传感器的运动事件而达到饱和状态。
34.由于stage2与stage1呈交流耦合，因此stage2作为反相增益级。将窗口比较器中串联电阻分压器的中心点与该级滤波电路中运算放大器的同相输入相连，从而将直流偏置电压轻松设定为vcc/2。由于该级输出存在峰峰值噪声，应尽量选取较大的r3，以便将系统的动态电流降至最低水平。
35.对于stage3中窗口比较器具体表现为：电源输出端与电阻r6的一端相连， r6的另外一端与电阻r7、窗口比较器c1的引脚2相连接，电阻r7的另一端与电阻r8和电容c6连接，r8的另一端连接电阻r9和窗口比较器c2的引脚3， r9另一端接地。窗口比较器c1的引脚2连接在5连接着电源的输出端，电容 c11的一极与窗口比较器c1的引脚5相接，另一端接地。电
容c8的一端连接窗口比较器c2的引脚3，另一端接地；窗口比较器c2的引脚5连接着电源的输出端和电容c12的一极，电容c12的另一极接地。窗口比较器c1的引脚1和窗口比较器c2的引脚1连接着单片机mcu的io口，窗口比较器c1的引脚4和窗口比较器c2的引脚4接地，在这里窗口比较器c1和c2可以选择tlv3691。
36.在进一步的实施例中，stage3将滤波器的模拟输出转换为数字信号，连接到单片机io，单片机根据io电平，并以此来判断在pir传感器检测范围内是否有人。由电阻r6、r7、r8、r9组成的电阻分压器设置阈值电压，限制条件为r6+r7＝r8+r9，从而使分压器的中心抽头保持为vcc/2的偏置水平，该偏置用作滤波器第二级的偏置电压，因此窗口比较器c1、c2的输入端电压与供电电压之间的关系为：
37.c1比较器的反相端电压：
38.vhigh＝vcc*(r7+r8+r9)/(r6+r7+r8+r9)＝0.75*vcc
39.c2比较器的同相端电压
40.vlow＝vcc*r9/(r6+r7+r8+r9)＝0.25*vcc
41.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不产生矛盾且能达到相效果的情况下，可以通过任何合适的方式进行电路组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的出现的电路情况不再另行说明。