國立勤益科技大學 National Chin-Yi University of Technology 電子工程系 題目 : 智慧型電風扇研製 指導老師 : 林水春副教授 組員 : 四子三丙江庭臻 A 四子三丙賴建州 A8 撰寫日期 : 中華民國 0 年月日
目錄 中文摘要. 英文摘要. 簡介 研究動機 研究目的 專題目標.. 研究方法.. 序言.. 工作進度 ( 甘梯圖 )... 理論 硬體架構圖..6 工作流程圖.. 7 硬體分析 一. 人體溫度感測電路....8 LM 介紹... 9 LM 介紹.. 0 78 介紹.. 0 二. 馬達運轉電路...0 NE 介紹..... 70 反向器介紹.... TA77 介紹.... 三. 噴霧系統. 超音波震動片... 四. 焦電系統...6 測試反應.7 五. 降壓電路.8 測試展現 成品實體圖.. 9
結論與建議 ( 未來改善 ) 9 附錄 參考文獻.. 0 材料表..
中文摘要 智慧型電風扇, 根據傳統式的電風扇針對其功能來做研究及改良, 設計成較貼近人所需求的電風扇, 並且達成節能減碳的效果 風扇的類型很多, 市面上常見的風扇功能為轉速控制 定時 觸控按鈕等 現在的商品大同小異, 因此功能的多樣化顯的重要, 為了讓使用者使用上有便利的感覺, 我們加上了感測器的控制, 不需要再用手動去使用, 符合現在人對生活方便的需求 英文摘要 Smart fans, according to the traditional style of the fans to do research on its function and improved design compared to the fans closer to the needs of people, and to achieve carbon reduction effect. Now commodity similar, therefore functional diversification was important, to allow users to use with convenient feeling, we add a sensor control, not need to use the manual to use, in line with current people's life easier needs.
簡介 研究動機 台灣屬於副熱帶型島嶼, 所以每到夏天的到來, 天氣就非常炎熱, 因此散熱的電器就變得非常重要, 最為常見的散熱電器不外乎冷氣 電風扇, 前者較吃電也不環保, 並且在功能改善的部分電風扇是屬於比較容易也符合我們所學的方向, 因為選擇性有限, 所以功能 實用性等都變得非常重要, 關係到客人選擇的要素 我們決定以感測器做為本次研究的一個部份, 並且配合模組來製作我們的電路, 結合以上兩個部份來完成我們的專題製作 研究目的 透過網路上的資料搜尋, 我們決定以 LM 溫度感測氣來做研究, 以溫度的變化來控制電風扇的電源, 並且將電路溫度設定 個範圍進而控制電風扇的電源 擺頭的部分用馬達的電路配合人體紅外線來做控制 專題目標 我們將溫度設定在 6~8 度, 風速是為風 ;8~0 度, 風速是涼風 ;0 度以上, 風速是強風, 並且會開啟噴霧系統 擺頭部分是藉由人體紅外線感測器, 感測到人擺頭會停止不動, 沒有感測到人, 擺頭會一直轉, 以上是我們本次的專題目標 研究方法 STEPT. 設計電路 ( 溫度感測電路 馬達電路 ) STEPT.LAYOUT( 電路功能沒問題就把電路洗版輸出 ) STEPT. 把做好的電路板放到風扇上適當的位置來做組裝 STEPT. 整理線路以及美化外觀 緒言 這份報告將會介紹關於我們電風扇的電路, 硬體流程圖等, 如何藉由硬體來製作我們要的功能, 都會介紹給讀者知道, 並且解釋如何從電路設計 組裝 以及最後功能的運行
甘特圖
理論 硬體流程圖 電源 溫度感測器 LM 偵測溫度值 x 焦電型人體感測器 Lm 比較器 x 是否低於 6v 是 電風扇關掉 偵測人體 否 否 是 Lm 比較器 x 是否低於 8v 是 繼電器低速風 風扇擺頭關掉 分鐘 (NE) 否 噴霧器啟動 否 Lm 比較器 x 是否低於 0v 是 繼電器中速風 否 繼電器高速風
工作流程 電源啟動 LM 感測溫度 焦電偵測人體 N 決定風速大小 輸出訊號高電位 大於 0 度 N 噴霧啟動 馬達停止運轉
一. 溫度感測電路 實際電路
電路板 電路圖. Lm 介紹溫度的量測為常見的需求, 感測溫度的產品有多種型態, 依特性可概分為膨脹變化型 顏色變化型 電阻變化型 電流變化型 電壓變 IC LM VCC 6 6 7 7 8 8 9 9 0 0 IC LM VCC R 0k R 0k R 00 R 0k R 0k RT 00k 6 6 7 7 8 8 9 9 0 0 6 6 IC 78 REALY REALY REALY REALY REALY REALY R0 k R7 0k R6 0k R k R k R 7k R9 k R8 0k BJT C8 BJT C8 BJT C8 VCC 6 6 7 7 8 8 9 9 0 0 IC 70 R k R k R6 k D DIODE D DIODE D DIODE
化型 頻率變化型 等其不同點為 LM 之輸出電壓是與攝氏溫標呈線 性關係. lm 介紹 通常使用運算放大器時, 會將其輸出端與其反相輸入端 (inverting input node) 連接, 形成一負回授組態 原因是運算放大器的電壓增益非常大, 範圍從數百至數萬倍不等, 使用負回授方可保證電路的穩定運作 但是這並不代表運算放大器不能連接成正回授組態, 相反地, 在很多需要產生震盪訊號的系統中, 正回饋組態的運算放大器是很常見的組成元件
.78 介紹 78, 是一個 到 8 的解碼器, 下圖是其邏輯符號及管腳排布, 下表中列出了該器件的邏輯功能, 從表中可以看出其輸出為低電平有效, 使能端 G 為高電平有效,/G,/G 為低電平有效, 當其中一個為高電平, 輸出端全部為!
二. 馬達電路 電路板
電路圖.NE 介紹 一種集成電路晶片, 常被用於計時器 脈衝發生器和震盪電路 可被 作為電路中的延時器件 觸發器或起振元件.70 介紹 反相器設計中, 元件有其需要特別關注的電氣特性 實際上 CMOS 反相器的 非理想過渡區表現使其能在類比電路中用作功率放大器
.TA77 介紹 TA77P 電動機 (DC Motors) 驅動 IC 簡介與應用, 是一塊控制小型直流電機 的單一橋式驅動 IC
低轉速高扭力馬達 動作原理 : 先由焦電系統偵測信號, 人體經過後輸出高電位到 70 反向器, 由 70 反向出低電位到 ne 的第二支輸入腳位, 第三腳輸出信號 ( 控制時間 秒 ) 到 ta77 的第一腳, 來控制馬達的轉動 三. 噴霧系統
實際動作圖 模組板
超音波震動片 動作原理 輸入電壓 - 伏特,max 0mA-max 00mA, 壓電噴霧頭耗電 W, 可調 霧量調整旋鈕來控制噴霧大小, 再由超音波把水震出, 變為霧狀水蒸氣 四. 焦電系統 焦電模組
動作原理 紅外線感應器的種類非常之多, 通常可以區分為量子型與熱型兩大類 而量子型感應器主要動作原理是利用光電效應, 例如光二極體, 以及利用光電效應的 CdS PbS 等元件, 此類型最為一般所常見 此外尚有利用焦電效應的焦電型紅外線感應器, 其動作原理是熱型的代表作, 而所謂焦電效應 (pyroelectric effect) 簡單地說就是利用溫度的變化而產生電荷之現象 因此, 我們可以說若是沒有溫度變化, 即無法生電荷輸出訊號 焦電感測到溫度時的動作 焦電未感應時無動作
五. 降壓電路 電路圖 動作原理 : 由電源適配器轉 V 供電, 再經 IC 780 的內部線路則是將輸入的電壓調整為 V,780 各有三隻腳, 分別是 Input 端 共同 (GND) 端及 Output 端, 它的功用是穩定電壓, 另外要注意的是, 由於通過它的電流相當大, 建議加裝散熱片
成品圖 圖一 圖二
結論 當初決定做此專題時, 起初真的很不順利, 未曾做過此類的實驗與研究, 但後來越做越有成就感, 雖然常常功能異常, 但還是很努力來研究, 之後得以改善 做專題時, 從無到有, 過程中學會了很多東西, 這跟課堂上所教的截然不同, 是個很棒的經驗, 雖然這專題完成了, 但還有很多美中不足的地方, 歸納出未來能進步改善的方案 建議 - 未來能改善之方案 溫度感測的部分還不夠健全, 希望加裝 7 段顯示器, 這樣更能了解目前的溫度 焦電模組的部分, 因為自制的電路板會感測到沒溫度的物體, 變得感應到紙 椅子, 那些都有反應, 所以必須去調節他的上下頻率 附錄 參考文獻資料 LM 介紹出處 http://designer.mech.yzu.edu.tw/articlesystem/article/compressedfi le/%800-0-0%9%0%e6%ba%ab%e%ba%a6%e6%8%9f%e6%b8%ac%e%99%a 8LM%E%BB%8B%E7%B%B9.aspx?ArchID=6 TA77 介紹出處 https://www.google.com.tw/search?q=ta77&rlz=cavne_entw6tw6 &biw=09&bih=98&source=lnms&tbm=isch&sa=x&ei=iccmvabjbrp8axzvl Bw&ved=0CAcQ_AUoAg#imgrc=NwhFPcFoomwQMM%A%Bt8UfVJejvj-ADM%Bh ttp%a%f%fvega.s8.xrea.com%ftelescope%fqcamft%fm kchk%fta77p.jpg%bhttp%a%f%fvega.s8.xrea.com%fte lescope%fqcamft%fmkchk%fmake0a.htm%b06%b8
紅外線定義介紹出處 http://zh.wikipedia.org/wiki/%e7%ba%a%e%a%96%e7%ba%bf 78 介紹出處 http://www.twwiki.com/wiki/78 lm 介紹出處 https://zh.wikipedia.org/wiki/%e8%bf%90%e7%ae%97%e6%9%be%e%a%a7%e %99%A8 材料表 材料名稱 數量 材料名稱 數量 LM 繼電器 LM NE 78 77 70 HN-GBD-6Y 馬達 C8 780 二極體 噴霧模組 電風扇 人體感測器模組 陶瓷電容 0.u 電解電容 0u 陶瓷電容 0.u 電解電容 00u 陶瓷電容 0.0u 電阻 7k 電阻 0 電阻 0k 電阻 0k 電阻 k 電阻 k 電阻 7k 電阻 k 電阻 00 可變電阻 00k