針對(duì)傳統(tǒng)除螨儀控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中控制功能單一、能耗高的問(wèn)題,提出基于變頻超聲波除螨儀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),其輸出變頻超聲波的同時(shí)還設(shè)計(jì)了變頻除螨諧振刷。控制系統(tǒng)依托STM16F系列的硬件設(shè)備搭載獨(dú)立設(shè)計(jì)的控制電路,實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和低能耗、多功能控制能力;在軟件設(shè)計(jì)方面根據(jù)相位法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)頻率的搜索和跟蹤,使除螨刷進(jìn)入諧振狀態(tài),由此完成基于變頻調(diào)速的超聲波除螨儀控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)與傳統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析,驗(yàn)證了基于變頻超聲波除螨儀控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能夠良好的控制超聲波除螨儀工作頻率,并且具有較高的除螨率。 

【文章來(lái)源】：電子元器件與信息技術(shù). 2020,4(01)

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圖4 兩種系統(tǒng)控制情況

基于變頻設(shè)計(jì)的超聲波除螨儀控制系統(tǒng)的硬件主要包括超聲波生成模塊與主控電路兩部分。此次超聲波除螨模塊選用由意法半導(dǎo)體公司出品的內(nèi)含16位ARM微控制器STM16F系列的模塊,該模塊內(nèi)核為Cortex-M5,內(nèi)置容量為256K,并且芯片集成有10個(gè)定時(shí)器,以及三個(gè)ADC,包含串行外設(shè)接口、UART等多個(gè)功能[3]。圖1為STM16F超聲波除螨模塊的外形實(shí)物圖。在系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)中,由于變頻對(duì)電容瞬間充電時(shí)生產(chǎn)的電流較大,容易導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的輸出出現(xiàn)卡頓甚至癱瘓故障,所以系統(tǒng)的主控電路設(shè)計(jì)了軟啟動(dòng)模式,在開(kāi)啟電源的瞬間,電流流經(jīng)三個(gè)電阻后給系統(tǒng)電容進(jìn)行充電,當(dāng)充電一段時(shí)間后,繼電器開(kāi)始吸合,整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入繼電器通電模式,此時(shí)進(jìn)入正常供電運(yùn)行[4]。其主控電路圖如圖2所示。

在系統(tǒng)整體電路設(shè)計(jì)中,由于變頻對(duì)電容瞬間充電時(shí)生產(chǎn)的電流較大,容易導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的輸出出現(xiàn)卡頓甚至癱瘓故障,所以系統(tǒng)的主控電路設(shè)計(jì)了軟啟動(dòng)模式,在開(kāi)啟電源的瞬間,電流流經(jīng)三個(gè)電阻后給系統(tǒng)電容進(jìn)行充電,當(dāng)充電一段時(shí)間后,繼電器開(kāi)始吸合,整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入繼電器通電模式,此時(shí)進(jìn)入正常供電運(yùn)行[4]。其主控電路圖如圖2所示。如圖2所示,基于變頻調(diào)速的超聲波除螨儀控制系統(tǒng)由穩(wěn)壓芯片DB107所構(gòu)成的穩(wěn)壓電路,直流電壓為10V,經(jīng)過(guò)DB107后,可以輸出7V電壓,7V電壓在經(jīng)過(guò)Buzzer后,可以穩(wěn)定輸出3.5V直流電壓,由此保證了超聲波除螨儀在比較寬的頻率范圍內(nèi),整個(gè)系統(tǒng)能正常穩(wěn)定運(yùn)行[5]。

【參考文獻(xiàn)】：
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