智能除味器——硬件方案：功能模块设计

Posted 2022-01-28 三明治开发社区

温馨提示：文档分为三部分，整体方案概述可以参考智能除味器–整体硬件方案概述；PCBA设计参考智能除味器–硬件方案：PCBA设计；接下来的功能模块设计如下，如下所示电路图可以参考原理图。

1 、臭氧发生器

• 原理

​ 智能除味器中至关重要的部分就是臭氧发生器了，利用臭氧发生器可以快速除臭和杀菌。臭氧是一种强氧化剂，通过高压电离(或电解、化学、光化学反应)而获得，其产生过程是将空气中的部分氧气分解为氧原子，这些氧原子再和氧分子聚合成臭氧。臭氧的性质极不稳定，生产之后会快速分解，所以，臭氧只能现产现用。产生臭氧的设备叫臭氧发生器。臭氧发生器的原理以及作用详见CSDN上的一篇文章臭氧味道虽“臭”，架不住它功能强大。

• 实物图

​

• 驱动电路

​ 臭氧发生器模块接到P2接口上。采用直流5V供电方式。

​ 通过模组的IO口P6控制臭氧发生器的开通与关断。当P6为低电平时，NMOSFET管关断，臭氧发生器不工作；当P6为高电平时，NMOSFET管导通，臭氧发生器工作，产生臭氧。

臭氧发生器的参数：（1）输入电压：5VDC (2)使用功率：3W

注意：臭氧发生器是5V供电，臭氧发生器的工作电流达到600mA，模组是3.3V供电，同时模组的IO口输出电流无法驱动臭氧发生器，因此需要加MOSFET管来驱动。

• 臭氧作用

  消毒无死角，杀菌效率高，除异味；用于食材保鲜等。

2 、负离子发生器

• 原理

​ 负离子发生器利用脉冲、振荡电器将低电压升至直流负高压，利用碳毛刷尖端直流高压产生高电晕，高速地放出大量的电子（e-），而电子并无法长久存在于空气中（存在的电子寿命只有nS级），立刻会被空气中的氧分子（O2）捕捉，形成负离子，释放到周围的空气中，净化空气，改善人们的生活环境。这种用人工产生空气负离子的设备就称为空气负离子发生器或负离子发生器。

• 实物图

​

• 驱动电路

  负离子发生器模块接到P4接口上。采用直流5V供电方式。

  

​ 通过模组的IO口P5控制负离子发生器的开通与关断。当P5为低电平时，NMOSFET管关断，负离子发生器不工作；当P5为高电平时，NMOSFET管导通，负 离子发生器工作，净化空气。

负离子发生器的参数：（1）输入电压：5VDC (2)使用功率：≤1W

注意：负离子发生器是5V供电，负离子发生器的工作电流需要200mA左右，模组是3.3V供电，同时模组的IO口输出电流无法驱动负离子发生器，因此需要加MOSFET管来驱动。

• 作用

​ 负离子发生器产生大量负离子，同时产生微量臭氧。二者的结合很容易吸收各种病毒和细菌，从而引起结构变化或能量转移，导致它们死亡。清新空气、消烟除尘，带负电荷的负离子与漂浮在空气中带正电荷的烟雾粉尘进行电极中和，使其自然沉积。

3 、风扇

• 原理

  通过直流电压和电磁感应，将电能转化成机械能从而带动风叶转动。

• 实物图

  

• 驱动电路

  风扇接到P1接口上。采用直流5V供电方式。

  

  ​ 通过模组的IO口P7控制风扇的开通与关断。当P7为低电平时，NMOSFET管关断，风扇不工作；当P7为高电平时，NMOSFET管导通，风扇工作。

  风扇的功率：（1）额定电压：5VDC (2)输入电流：最大100mA (3)输入功率：最大0.5W

  注意：风扇是5V供电，风扇需要100mA左右的输入电流，模组是3.3V供电，同时模组的IO口输出电流无法驱动风扇，因此需要加MOSFET管来驱动。

• 作用

  用风扇的主要原因是为让智能除味器里面的空气快速流动。一方面不断地向智能除味器里面提供空气，另一方面将产生的臭氧和负离子排出。