电吹风机控制板开发设计

过去的时间里，因为吹风机使用不当而引起的火灾时有发生，严重损害了集体和个人的生命财产，各级部门和学校都对学生宿舍使用吹风机高度重视，大部分学校禁止学生在宿舍使用吹风机。据相关统计，由吹风机导致的火灾主要是使用者离开时并未及时关掉吹风机。

一、吹风机的整体方案设计

本文设计的吹风机包括人体感应模块、信号采集模块、信号处理模块、执行模块、主电路、开关、外壳和电源线等；人体感应模块和信号采集模块通过检测电阻相连，信号采集模块的输出端和信号处理模块的输入端相连，信号处理模块的输出端和执行模块的电源端相连，执行模块的触头串接于吹风机主电路，主电路由电动机、热电阻丝，开关等元件组成。

二、电吹风机感应模块的设计

人体感应模块由高阻值电阻、检测电阻、金属体、人体、熔断器、信号线路和大地组成；其中高阻值电阻、检测电阻、熔断器、信号线路几部分内置于吹风机，高阻值电阻、检测电阻、熔断器通过信号线路串联后一端接电源线，另一端接金属体；金属体为导电性良好的金属薄片，并镶嵌在出风机手柄上的凹槽中，凹槽的深度要和金属体厚度一致；使用者手握吹风机时，掌心与金属体就会良好接触，使人体和大地成为感应电路的一部分；如果将电源线接入电源，电流就会流过电源线、高阻值电阻、检测电阻、金属体、人体、熔断器流入大地，形成回路，由于高阻值电阻的电阻值非常高（一般为2到3兆欧），所以即便形成导通回路，但线路阻值极高而使电流非常微弱，对人体影响极小，回路中的电流虽然微弱，但可以输出电信号，信号采集模块可以采集微弱的电信号，表明吹风机在使用者手中；为了防止电阻老化而阻止降低，在感应电路中增加了熔断器，其熔断值非常小，一旦电流超过设定值，熔断器立刻熔断，切断电路进而保护使用者。

三、电吹风机信号采集模块的设计

信号采集模块内置于吹风机，由检测电阻和采样电路组成；检测电阻是采集模块和人体感应模块的共有部分，其作用是把人体感应模块中的电流信号变成电压信号；采样电路是把采集的电压信号变成大小合适的电压信号送给STM32处理器；如果人体感应电路有电流流过，电流会在检测电阻两端产生电压差（虽然电流非常微弱，但根据欧姆定律，增加电阻值可以提高电压值），检测电压经过采样电路的放大、稳压后输送给STM32，此时,STM32收到一个开通的电信号。

四、电吹风机信号处理模块的设计

信号处理模块由STM处理器和整流滤波电路组成，两部分内置于吹风机手柄内，整流滤波电路的作用是向STM32提供电源，整流滤波电路为一块电路板，电路板上可以嵌入STM32处理器，这就使得信号处理模块体积很小，可以置于吹风机窄长的手柄内；当信号采集电路向STM32输送一个信号电压时，STM32就会控制继电器通电。

五、电吹风机执行模块的设计

执行模块为一个小型继电器，继电器有四个引脚，两个引脚为继电器电源端口，电源端口一端连接STM32引脚，一端连接零线，受STM32控制通电或掉电，另外两个引脚为继电器触头，继电器触头串接于吹风机主电路；当继电器得电，其触头闭合，此时按下开关，吹风机才能工作，当继电器掉电，其触头断开，吹风机停止工作，如果继电器不得电，其触头处于断开状态，不论怎么样控制开关，吹风机都将无法工作。

六、电吹风机主电路设计

吹风机主电路由电动机、热电阻丝、熔断器、开关和线路构成，电动机和热电阻丝并联，每条支路设有开关，不同的开关状态组合就可以实现各种工作状态，主电路的干路上串联了继电器触头，实现了继电器可以直接使线路断电，设置的熔断器可以防止主电路老化或其他原因引起的故障，一旦电流过大，熔断器立即断开。

七、吹风机工作流程

当使用者使用吹风机时，掌心就会与金属体接触，此时会有电流流经人体导入大地，当电流流过电阻时会在电阻两端产生电压，信号采集模块可以接收到电阻两端的电压信号，如果没有使用者或者使用者没有接触金属体时，由于没有电流流过，电阻两端就不会检测到有电压产生；信号采集模块将电压信号采集后经过放大、稳压最终输出合适的电压信号，电压信号被送给信号处理模块，信号处理模块就向执行模块发送信号，继电器动作，串接在主电路中的继电器触头闭合，达到吹风机工作的前提条件，在满足这个条件的基础上按下开关，吹风机就可以工作了。当使用者不接触金属体时，信号采集器接收不到电压信号，就会停止向STM32输送信号，STM32立即向继电器发出断开信号，实现断电。

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