Разработка платы управления очистителем воздуха автомобиля

2020-10-13 18:51:39 fandoukeji

Исследования показали, что по сравнению со степенью загрязнения городского воздуха загрязнение воздуха в автомобиле является более серьезным. Бензол, формальдегид и другие вредные газы, выделяемые салоном автомобиля, смешиваются с воздухом в автомобиле, что может повлиять на тела пассажиров. Серьезный вред здоровью. Более того, поскольку окружающая среда в автомобиле обычно влажная и теплая, легко может образоваться множество бактерий, что еще больше ухудшает воздушную среду в автомобиле, что влияет на физическое и психическое здоровье пассажиров, а также делает водителей транспортных средств склонными к утомлению. Это создает большую скрытую опасность для безопасности вождения. В связи с этим необходимо активно принимать научные и эффективные профилактические меры, разобраться в нынешних основных технологиях очистки воздуха для автомобилей и указать направление будущего развития очистителей воздуха для автомобилей.


1. История создания автомобильного очистителя воздуха в Китае.

Согласно статистическим данным обследования качества воздуха в Китае в 2013 году, при текущем быстром экономическом развитии более 70 ключевых городов Китая индекс загрязнения воздуха около 67 городов превысил стандарт, а количество городов, превышающих стандарт, составило 96%. В этих городах с серьезным уровнем загрязнения основным загрязнителем воздуха являются ТЧ2,5. Поскольку концентрация PH2,5 в воздухе продолжает расти, вероятность смерти от сердечно-легочных заболеваний также значительно увеличилась, а показатель PH2,5 Это также вызовет большой спектр смога, который нанесет серьезный вред здоровью и иммунитету людей. Сегодня, когда городская воздушная среда ухудшается, все больше и больше людей предпочитают путешествовать на автомобилях, поэтому в последние годы количество автомобилей в Китае растет год от года. Кожаные и пластиковые украшения в автомобиле выделяют вредные и ядовитые вещества, такие как формальдегид и бензол. Концентрация формальдегида в только что приобретенном новом автомобиле намного превышает концентрацию в автомобиле с длительным сроком службы. Сильное загрязнение городского воздуха и загрязнение, вызванное автомобильными украшениями, оказывает большое влияние на воздух внутри автомобиля. Поскольку автомобильный очиститель может отфильтровывать в воздухе вредные газы, такие как формальдегид и PH2,5, в значительной степени, поэтому Он получил более широкое развитие и применение, а благодаря своим функциям и концепциям защиты здоровья и окружающей среды, он еще больше повысил рыночный спрос людей на автомобильные очистители воздуха.


2. Анализ основных технологий автомобильного очистителя воздуха.

(1) Технология каталитического окисления формальдегида при комнатной температуре: Принцип технологии каталитического окисления формальдегида при комнатной температуре заключается в использовании карбонатов или нитратов металлов для окислительного осаждения с целью получения оксидов металлов, при этом небольшое количество оксидов металлов загружается на образованные оксиды металлов. Что касается драгоценных металлов, таких как золото европия, то при комнатной температуре золото европия подвергается каталитической реакции окисления с формальдегидом с образованием влаги и CO2. Использование технологии каталитического окисления формальдегида при комнатной температуре может эффективно преобразовывать газообразный формальдегид в автомобиле во влагу и CO2, а эффективность очистки воздуха относительно высока, а модуль очистки можно использовать постоянно.


(2) Технология электростатического удаления пыли: основным принципом работы технологии электростатического удаления пыли является ионизация газа электростатического поля высокого напряжения, так что заряженные частицы пыли постепенно осаждаются на поверхности анода, тем самым очищая воздух. Поскольку электростатический автомобильный очиститель воздуха может обрабатывать только загрязнения воздуха, такие как бактерии и пыль, в автомобиле, он не может эффективно разлагать токсичные и вредные химические газы в автомобиле и не может устранить специфический запах в автомобиле, поэтому его можно лучше реализовать с помощью другого оборудования. Эффект очистки воздуха в автомобиле. Более того, когда для очистки воздуха в автомобиле используется технология электростатического удаления пыли, когда количество взвешенных частиц в автомобиле увеличивается, эффект очистки будет значительно снижен.


(3) Технология адсорбции с фильтром: основным принципом технологии адсорбции с фильтром является использование стекловолоконного материала или пластика с сетчатой структурой для дросселирования твердых частиц в воздухе на его поверхности, чтобы достичь цели очистки воздуха. Обычно это используется чаще. Существует три типа фильтров: фильтр с активированным углем, фильтр первичного эффекта и фильтр HEPA. Бортовой очиститель воздуха, изготовленный по технологии адсорбции с фильтром, может эффективно удалять из автомобиля вредные вещества, такие как бактерии, бензол и формальдегид. Однако из-за ограниченного срока службы фильтра и мощности этого типа очистителя воздуха, установленного на транспортном средстве, обычно не хватает мощности вентилятора, поэтому воздух в транспортном средстве не может быть полностью очищен.


(4) Технология стерилизации и разложения озоном: по сравнению с другими технологиями очистки воздуха, устанавливаемыми в очистителях воздуха на транспортных средствах, технология стерилизации и разложения озоном имеет очень сильный эффект стерилизации. Поскольку озон является сильным окислителем, он обладает очень сильной окислительной способностью, особенно в отношении бактерий, никотина и аминов. Кроме того, озон может окислять и разлагать бензол и ЛОС. Однако использование технологии стерилизации и разложения озоном для очистки воздуха в автомобиле также имеет определенные ограничения. Поскольку озон является вредным газом для человеческого организма, в стране действуют очень строгие требования к его использованию. Поэтому при использовании озоновых очистителей воздуха в автомобиле убедитесь, что В машине никого.


(5) Технология отрицательных ионов: отрицательные ионы несут определенный электрический заряд, который может вызывать слияние крошечных частиц пыли в воздухе с образованием более крупных частиц и их оседания, тем самым очищая воздух. Кроме того, отрицательные ионы будут производить очень небольшое количество озона в воздухе, когда они ионизируются, что может убить все виды микроорганизмов и бактерий, смешанных в воздухе, так что воздух становится более свежим и освежающим, что полезно для улучшения человеческого тела. Иммунитет очень полезен. Эффект очистки автомобильного очистителя воздуха, созданного с использованием технологии отрицательных ионов, очень значителен, но он также имеет очевидные недостатки, то есть его высокая концентрация вызывает определенные побочные эффекты на человеческий организм и влияет на формальдегид и летучие органические соединения в воздухе в автомобиле. Эффект разложения примесей не очевиден.


(6) Нано-фотокатализатор: технология нано-фотокатализатора - это технология очистки воздуха, которая появилась только в последние годы. Автомобильные очистители воздуха, изготовленные с использованием этой технологии, обычно также называются ультрафиолетовыми автомобильными очистителями воздуха, в которых используется ультрафиолетовый свет. Облучение убивает все виды микроорганизмов и бактерий в воздухе в автомобиле, чтобы добиться эффекта дезинфекции и стерилизации. Вообще говоря, очиститель воздуха для транспортных средств с ультрафиолетовыми лучами объединяет в себе технологию нанокатализатора и технологию отрицательных ионов, что дает очевидное преимущество тщательной стерилизации.


В-третьих, тенденция развития автомобильных очистителей воздуха.

Благодаря углубленному исследованию мы видим, что будущая тенденция развития автомобильных очистителей воздуха в основном отражается в двух аспектах интеллекта и Интернета: Конкретные условия заключаются в следующем: (1) Интеллектуальные автомобильные очистители воздуха. Из-за ограничений собственного оборудования традиционные очистители воздуха в автомобилях не работают удовлетворительно с точки зрения обработки алгоритмов и возможностей взаимодействия человека с компьютером. В будущем, с постоянным развитием интеллектуального оборудования и постепенной популяризацией технологий связи на короткие расстояния, люди смогут связать все данные автомобильного очистителя воздуха с мобильным телефоном, а затем люди смогут использовать мобильный телефон для мониторинга и очистки автомобильного очистителя воздуха. Отслеживание и контроль внедрения данных. В процессе создания интеллектуальных очистителей воздуха в транспортных средствах ключевым звеном является эффективная реализация стабильной передачи интерактивных данных с помощью технологии беспроводной связи малого радиуса действия. (2) Интернетизация автомобильных очистителей воздуха. В процессе постепенного интеллектуального развития автомобильных очистителей воздуха в будущем мобильные телефоны как продукты для Интернета неизбежно будут способствовать развитию автомобильных очистителей воздуха в Интернете. Помимо реализации функции использования интернет-мобильных телефонов для отслеживания и контроля различных данных мониторинга автомобильного очистителя воздуха, он неизбежно приведет к созданию более богатой и разнообразной интернет-услуги, например, объединение характеристик загрязняющих веществ в автомобиле для обеспечения пользователей чистым воздухом. Агентская реклама и др.


С увеличением степени проникновения автомобильных домашних хозяйств в Китае больше внимания уделяется влиянию пыли, летучих органических соединений в автомобилях и загрязнителей воздуха от воздухозаборника при работе автомобильного кондиционера на человеческий организм. Кроме того, относительно закрытый салон автомобиля вызовет чрезмерное количество выхлопных газов на небольшой площади и недостаточную подачу кислорода, что легко приведет к потере концентрации и утомлению водителя. Длительное пребывание в этой среде представляет угрозу для здоровья человека. Большинство существующих очистителей воздуха для автомобилей произошли от бытовых очистителей с фильтром, которые обычно компактны и устанавливаются в автомобиле. Хотя этот вид очистителя может эффективно очищать от вредных веществ, таких как бактерии и пыль, он имеет меньше функций и низкую эффективность очистки из-за своего компактного размера.


В-четвертых, аппаратная конструкция системы управления очистителем, установленной на автомобиле.

Конструкция основана на однокристальном микрокомпьютере STC15W401AS в качестве ядра, в сочетании с датчиками температуры и влажности, очистителями озона, электростатическими осадителями, очистителями отрицательных ионов и устройствами увлажнения для разработки автомобильного очистителя воздуха. Аппаратная часть имеет модульную конструкцию, а реле используются для управления открытием и закрытием каждого модуля. Структура системы представлена на рисунке 1.

图 1 车载空气净化器系统结构图

В системе используется однокристальный микрокомпьютер STC15W401AS, однокристальный микрокомпьютер использует ядро 8051, имеет 2 Кбайт дискового пространства, имеет два независимых последовательных порта, имеет высокоскоростной 10-битный преобразователь, 8 каналов, высокоскоростной и надежный. Этот одиночный чип представляет собой одиночный чип 1T, что в 8–12 раз быстрее, чем традиционный одиночный чип 12T. Процессор отвечает требованиям низкой стоимости, высокой скорости и хорошей надежности.


4.1 Модуль преобразования мощности


Поскольку номинальное рабочее напряжение микроконтроллера STC15W401AS составляет 3,3 В, реле требует питания 5 В постоянного тока. Поэтому в модуле преобразования энергии используется LM2576, который преобразует напряжение 12 В постоянного тока автомобиля в 3,3 В и 5 В постоянного тока через LM2576 и передает их микроконтроллеру и реле после фильтрации, как показано на рисунке 2.


LM2576 - это обычно используемая микросхема регулятора напряжения с максимальным током до 3 А, которая может полностью подтолкнуть реле к работе. LM2576 может производить высоконадежный однокристальный источник питания. Таким образом, требования к источникам питания системы могут быть удовлетворены за счет использования двух типов микросхем регулятора напряжения: 3,3 В и 5 В.

图 2 车载空气净化器电源模块图

4.2 Модуль датчика температуры и влажности


DHT11 - это более часто используемый модуль определения температуры и влажности. DHT11 объединяет цепи управления и калибровки внутри и не требует никаких внешних компонентов. В то же время DHT11 был откалиброван в помещении для точной калибровки влажности, и нет необходимости выполнять калибровку во время использования, что упрощает процесс создания автомобильного очистителя воздуха. Видно, что DHT11 обладает очень хорошей стабильностью и надежностью и очень подходит для этой системы управления.


Вывод DATA в DHT11 используется как последовательная шина для связи с микроконтроллером.Чтобы решить проблему недостаточной управляемости выводов микроконтроллера, в качестве компенсации используется подтягивающий резистор 4,7 кОм.


4.3 Модуль привода реле


Реле подключается к выходу ввода / вывода однокристального микрокомпьютера через SN7404N, и команда однокристального вывода управляет размыканием и замыканием реле, а затем управляет размыканием и закрытием каждого рабочего модуля. Настройка SN7404N играет роль изоляции, которая может эффективно защитить микроконтроллер и предотвратить случайное сгорание чипа.


5. Разработка программного обеспечения системы управления очистителем воздуха автомобиля.

Для достижения эффектов обновления, очистки и удаления пыли из воздуха в автомобиле необходимо, чтобы основная программа реализовывала циркуляцию вентиляции, стерилизацию озоном, удаление отрицательных ионов и электростатической пыли. И чтобы обеспечить комфорт в автомобиле, должны быть удовлетворены свободные настройки людей в автомобиле, такие как скорость ветра и влажность подаваемого воздуха.


После включения очистителя воздуха дождитесь выбора автоматического или ручного режима. Если выбран автоматический режим, машина ожидает ручного ввода параметров, таких как скорость ветра, влажность и требования к температуре. После ожидания загрузки параметров очиститель завершает увлажнение и другие задачи на основе данных, собранных датчиком температуры и влажности DHT11. Во время работы по вентиляции модуль озоновой стерилизации и модуль электростатического пылеудаления обеспечивают чистоту и свежесть воздуха, поступающего в автомобиль. Впоследствии, в процессе малой циркуляции воздуха в автомобиле, непрерывно выполняется функция удаления и очистки пыли. После завершения всего рабочего состояния проверьте и сравните параметры.Если параметры не обновлены, это означает, что очиститель выполнил начальные предустановленные настройки, и всю программу можно завершить. Если параметры обновлены, параметры будут перезагружены, а такие функции, как вентиляция и очистка, продолжатся.


Если выбран ручной режим, машина ожидает настроек пользователя, таких как размер подаваемого воздуха, степень увлажнения и т. Д., Пока пользователь не отключит его, и сохраняет настройки.


подводить итоги


Конструкция системы управления автомобильным очистителем воздуха основана на однокристальном микрокомпьютере серии STC15W401AS, который имеет преимущества стабильной работы и низкой стоимости. Благодаря взаимодействию нескольких модулей могут быть реализованы функции обновления, очистки, удаления пыли, стерилизации и увлажнения воздуха в автомобиле.Он обладает преимуществами мощных функций и может обеспечить хорошие условия для автомобиля. Кроме того, конструкция системы гуманна, параметры задаются пользователем, а скорость ветра, температура и влажность регулируются. Есть ручной и автоматический режимы на выбор, которые пользователи могут настроить самостоятельно. Если выбран автоматический режим, воздух в автомобиле и воздух, поступающий в автомобиль, могут быть автоматически очищены, что может не только уменьшить попадание в автомобиль загрязняющих газов и бактерий из окружающей среды, но также реализовать самоциркуляцию и очистку автомобиля. Это функция, которой нет у большинства очистителей воздуха в автомобилях. Благодаря модульной конструкции система может выполнять больше функций за счет добавления модулей. Например, после добавления независимого источника питания вы можете продолжить работу после выключения автомобиля и предотвратить проблемы с возгоранием, вызванные высокими температурами в автомобиле летом, с помощью вентиляции.