电子风压开关主控板

技术领域

本公开属于压力传感器技术领域，具体涉及一种电子风压开关主控板。

背景技术

风压开关是一种气体压力控制元件，它是利用单片机及其附属控制电路、压力传感器和甲烷传感器来控制外部风机的运行状态。当在某一空间范围内压力传感器探测到气体压力大于设定压力值时或甲烷浓度大于设定浓度值时，开启风机，通风降压。风压开关主要用于需要降压的机械上和甲烷、丁烷、煤气等泄漏的检测，比如气动压力机，气动剪板机，燃气热水器、燃气锅炉、燃气炉、壁挂炉等使用燃气类的电器产品。

因此，如何实现对外部风机的运行状态进行精准控制成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电子风压开关主控板。

本公开提供一种电子风压开关主控板，包括单片机以及分别与所述单片机电连接的第一数据传输接口、第二数据传输接口、显示模块、设置模块、报警模块和光电耦合模块，所述第一数据传输接口还用于与压力传感器电连接，所述第二数据传输接口还用于与浓度传感器电连接，所述光电耦合模块还用于与外部风机电连接；

所述第一数据传输接口，用于将所述压力传感器的压力信号传输至所述单片机；

所述第二数据传输接口，用于将所述浓度传感器的浓度信号传输至所述单片机，以及将所述光电耦合模块的控制通断信号传输至所述外部风机；

所述设置模块，用于设置压力报警阈值和浓度报警阈值；

所述单片机，用于对所述压力信号和所述浓度信号进行处理并在所述显示模块上显示处理后的压力值和浓度值；以及，

所述单片机，还用于在所述压力值大于或小于所述压力报警阈值或所述浓度值大于所述浓度报警阈值时控制所述报警模块输出报警信号，并输出所述控制通断信号。

在一些实施方式中，所述第一数据传输接口采用IIC接口；

所述IIC接口的输入端与所述压力传感器的输出端电连接，所述IIC接口的第一输出端通过数据线SDA与所述单片机的P3.0端口电连接，所述IIC接口的第二输出端通过控制线SCL与所述单片机的P1.7端口电连接。

在一些实施方式中，所述显示模块采用数码管；

所述数码管的第一片选信号端DIG1与所述单片机的P0.4端口电连接，所述数码管的第二片选信号端DIG2与所述单片机的P0.3端口电连接，所述数码管的第三片选信号端DIG3与所述单片机的P0.1端口电连接，所述数码管的第四片选信号端DIG4与所述单片机的P0.0端口电连接。

在一些实施方式中，所述设置模块包括设置按键开关、增大按键开关和减小按键开关；

所述设置按键开关的第一端与所述单片机的P1.0端口电连接，所述增大按键开关的第一端与所述单片机的P1.1端口电连接，所述减小按键开关的第一端与所述单片机的P1.2端口电连接，所述设置按键开关、增大按键开关和减小按键开关的第二端均接地。

在一些实施方式中，所述压力报警阈值包括压力报警高压阈值和压力报警低压阈值；

所述报警模块包括LED报警电路，所述LED报警电路包括第一LED灯和第二LED灯，所述第一LED灯和所述第二LED灯的颜色不同；所述第一LED灯与所述单片机的P0.2端口电连接，所述第二LED灯与所述单片机的P1.6端口电连接；其中，

所述单片机，还用于在所述压力值超出所述压力报警高压阈值时控制所述第一LED灯开启，并控制所述光电耦合模块电性导通所述外部风机；以及，在所述压力值低于所述压力报警低压阈值时控制所述第二LED灯开启，并控制所述光电耦合模块电性关断所述外部风机。

在一些实施方式中，所述报警模块还包括蜂鸣器报警电路，所述蜂鸣器报警电路包括电压源、蜂鸣器和三极管；所述三极管的第一极通过所述蜂鸣器与所述电压源电连接，所述三极管的第二极接地，所述三极管的控制极与所述单片机的P0.7端口电连接；其中，

所述单片机，还用于在所述压力值低于所述压力报警低压阈值时控制所述蜂鸣器报警。

在一些实施方式中，还包括边沿触发式移位寄存器电路；

所述边沿触发式移位寄存器电路的数据输入端与所述单片机的P1.3端口电连接，时钟信号端与所述单片机的P1.5端口电连接，所述边沿触发式移位寄存器的输出端与所述显示模块的输入端电连接。

在一些实施方式中，所述光电耦合模块包括光电耦合管和瞬态抑制二极管；

所述光电耦合管分别与所述第二数据传输接口以及所述外部风机电连接，所述瞬态抑制二极管的阳极端接地，所述瞬态抑制二极管的阴极与所述第二数据传输接口电连接。

在一些实施方式中，还包括主程序下载模块；

所述主程序下载模块的第一端口与电压源电连接，所述主程序下载模块的第二端口与所述单片机的P1.6端口电连接，所述主程序下载模块的第三端口与所述单片机的P0.2端口电连接，所述主程序下载模块的第四端口接地。

在一些实施方式中，还包括备用程序下载模块；

所述备用程序下载模块的第一端口接地，所述备用程序下载模块的第二端口与所述单片机的P0.7端口电连接，所述备用程序下载模块的第三端口与所述单片机的P0.6端口电连接，所述备用程序下载模块的第四端口与电压源电连接。

本公开的电子风压开关主控板，通过第一数据传输接口读取出压力传感器中的压力信号并将其传输到单片机，通过第二数据传输接口读取出浓度传感器的浓度信号，经过单片机处理后得出压力值和浓度值，经过单片机判断，显示模块显示当前压力传感器测得的压力值和浓度传感器测得的浓度值，在该压力值与压力报警阈值不匹配或浓度值与浓度报警阈值不匹配时，单片机控制报警模块输出报警，并同时控制光电耦合模块开启或关闭外部风机。本实施例的电子风压开关主控板，通过所设置的各模块之间的联动动作，可以实现精准开启关闭外部风机。

附图说明

图1为本公开一实施例的电子风压开关主控板的结构示意图；

图2为本公开另一实施例的电子风压开关主控板的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。

如图1和图2所示，本公开实施例涉及一种电子风压开关主控板100，包括第一数据传输接口110、单片机120、显示模块130、设置模块140、报警模块150、第二数据传输接口160和光电耦合模块170。第一数据传输接口110、显示模块130、设置模块140、报警模块150、第二数据传输接口160和光电耦合模块170均与所述单片机120电连接。所述第一数据传输接口110还用于与压力传感器(图中并未示出)电连接，所述第二数据传输接口160还用于与浓度传感器(图中并未示出)电连接。所述光电耦合模块170还用于与风机(图中并未示出)电连接。

如图1和图2所示，所述第一数据传输接口110用于将所述压力传感器的压力信号传输至所述单片机120。所述第二数据传输接口160用于将所述浓度传感器的浓度信号传输至所述单片机120，以及将所述光电耦合模块170的控制通断信号传输至所述外部风机，作为一个示例，该浓度传感器可以为甲烷传感器。所述设置模块140用于设置压力报警阈值和浓度报警阈值。所述单片机120用于对所述压力信号和所述浓度信号进行处理并在所述显示模块130上显示处理后的压力值和浓度值，在所述压力值大于或小于所述压力报警阈值或所述浓度值大于所述浓度报警阈值时控制所述报警模块150输出报警信号，并输出所述控制通断信号，控制所述光电耦合模块170使得所述外部风机开启或关闭。

本实施例的电子风压开关主控板，通过第一数据传输接口读取出压力传感器中的压力信号并将其传输到单片机，通过第二数据传输接口读取出浓度传感器的浓度信号，经过单片机处理后得出压力值和浓度值，经过单片机判断，显示模块显示当前压力传感器测得的压力值和浓度传感器测得的浓度值，在该压力值与压力报警阈值不匹配或浓度值与浓度报警阈值不匹配时，单片机控制报警模块输出报警，并同时控制光电耦合模块开启或关闭外部风机。本实施例的电子风压开关主控板，通过所设置的各模块之间的联动动作，可以实现精准开启关闭外部风机。

示例性的，如图1和图2所示，所述第一数据传输接口110采用IIC接口。所述IIC接口的输入端与所述压力传感器的输出端电连接，所述IIC接口的第一输出端通过数据线SDA与所述单片机120的P3.0端口电连接，所述IIC接口的第二输出端通过控制线SCL与所述单片机120的P1.7端口电连接。

示例性的，如图1和图2所示，所述显示模块130采用数码管。所述数码管的第一片选信号端DIG1与所述单片机120的P0.4端口电连接，所述数码管的第二片选信号端DIG2与所述单片机120的P0.3端口电连接，所述数码管的第三片选信号端DIG3与所述单片机120的P0.1端口电连接，所述数码管的第四片选信号端DIG4与所述单片机120的P0.0端口电连接。

示例性的，如图1和图2所示，所述设置模块140包括设置按键开关SW1、增大按键开关SW2和减小按键开关SW3，所述设置按键开关SW1的第一端与所述单片机120的P1.0端口电连接，所述增大按键开关SW2的第一端与所述单片机120的P1.1端口电连接，所述减小按键开关SW3的第一端与所述单片机的P1.2端口电连接，所述设置按键开关SW1、增大按键开关SW2和减小按键开关SW3的第二端均接地。

具体地，设置模块140可以通过不同的按键实现对压力报警阈值进行设置，设定压力报警高压阈值，压力报警低压阈值，关闭次数值，自动降低高低气压阈值的时间值，甲烷报警浓度等级值。

在一种实施方式中，按一下设置按键开关SW1，按一下依次显示：设定的压力报警高压阈值、设定的压力报警低压阈值、设定的最大关闭次数值，实际关闭次数值、设定自动降低高低气压阈值时间值、风机累计工作时间、甲烷报警浓度等级值。当实际关闭次数达到设定的最大关闭次数时，显示模块显示“CCCC”。当任何按键开关在10分钟之内未按下时，则显示模块自动关闭，进入节电模式。当任意按下增大按键开关SW2或减小按键开关SW3时，显示模块启动显示当前采集实际气压值。按下设置按键SW1键2秒之后再松开，闪烁显示，进入设置模式，按一下可依次显示下一项设置进行设置：设定的压力报警高压阈值、设定的压力报警低压阈值、设定的最大关闭次数值、设定自动降低高低气压阈值时间值、设定甲烷报警浓度等级值。设定时，按一下增大按键开关SW2设定值会加1，按一下减小按键开关SW3设定值会减1，按下增大按键开关SW2或减小按键开关SW3不松开时设定值将快速增减。当设置时2秒未按下任何按键开关，显示返回从压力传感器读取的压力值。

在另一种实施方式中，按键的功能使用(校零和特殊功能设定)：

(1)先不要通电，同时按下设置按键开关SW1和增大按键开关SW2后不要松开，再通电，然后松开两个按键开关，可以启用/关闭报警功能；

(2)先不要通电，同时按下增大按键开关SW2和减小按键开关SW3后不要松开，再通电，然后松开两个按键开关，可以传感器压力数据校零；

(3)先不要通电，同时按下设置按键开关SW1和减小按键开关SW3后不要松开，再通电，然后松开两个按键开关，可以将存储的关闭次数清零。

示例性的，如图1和图2所示，所述报警模块150包括LED报警电路151和蜂鸣器报警电路152。所述LED报警电路151包括第一LED灯和第二LED灯，所述第一LED灯和所述第二LED灯的颜色不同，在一个示例中，所述第一LED灯为绿灯，所述第二LED灯为红灯。所述第一LED灯与所述单片机的P0.2端口电连接，所述第二LED灯与所述单片机的P1.6端口电连接。第一LED灯可以为绿灯，第二LED灯可以为红灯。

示例性的，如图1和图2所示，所述蜂鸣器报警电路152包括电压源、蜂鸣器BEEP和三极管Q2，该三极管Q2采用J3Y型，用于对电路进行放大。所述三极管Q2的第一极通过所述蜂鸣器BEEP与所述电压源电连接，所述三极管Q2的第二极接地，所述三极管Q2的控制极与所述单片机120的P0.7端口电连接。

具体地，当压力值大于设定的压力报警高压阈值时，第一LED灯(绿灯)亮，第二LED灯(红灯)灭，同时，单片机控制所述光电耦合模块170电性导通所述风机，以启动风机进行泄压。当压力值小于设定的压力报警低压阈值时，绿灯灭，红灯亮，蜂鸣器报警，并且，单片机控制所述光电耦合模块170电性关断所述外部风机，关闭所述风机。当浓度值大于设定的浓度报警阈值时，蜂鸣器报警，同时，单片机控制所述光电耦合模块170电性导通外部风机，以启动外部风机进行稀释气体浓度。具有操作简单，使用明了的优点；LED报警电路和蜂鸣器报警电路结合使用，光与声音传播，使得通俗易懂，简单明了。

另外，当外部风机关闭次数达到设定的最大关闭次数时，风压开关将不控制风机工作，蜂鸣器报警，同时数码管显示“CCCC”；此时，需要将外部风机关闭次数清零，然后风压开关才能正常工作。

当外部风机累计工作时间达到设定的自动降低高低气压阈值时间值时，设定的压力报警高压阈值和设定的压力报警低压阈值自动下调80％(可以通过代码调整自动下调比例)。

示例性的，如图1和图2所示，还包括边沿触发式移位寄存器电路180，串行输入数据，并行输出数据。所述边沿触发式移位寄存器电路的数据输入端DSA、DSB与所述单片机的P1.3端口电连接，时钟信号端CP与所述单片机的P1.5端口电连接，所述边沿触发式移位寄存器的输出端(Q0至Q7)与所述数码管的输入端电连接。低电平到高电平时边沿触发，单片机执行程序通过边沿式触发移位寄存器控制数码管进行输出显示。

示例性的，如图1和图2所示，所述光电耦合模块170包括光电耦合管MOC3021和瞬态抑制二极管D3。所述光电耦合管MOC3021的一端与所述第二数据传输接口电连接，所述光电耦合管MOC3021的另一端与所述单片机的P1.4端口电连接。所述瞬态抑制二极管D3的阳极端接地，所述瞬态抑制二极管的阴极与第二数据传输接口电连接。光电耦合模块中加入了瞬态抑制二极管既可以防止电子风压压力差传感器中的器件损害，也可以防止总线之间开关引起干扰。

示例性的，如图1和图2所示，还包括主程序下载模块191和备用程序下载模块192。所述主程序下载模块191的第一端口与电压源电连接，所述主程序下载模块191的第二端口与所述单片机的P1.6端口电连接，所述主程序下载模块191的第三端口与所述单片机的P0.2端口电连接，所述主程序下载模块的第四端口接地。所述备用程序下载模块192的第一端口接地，所述备用程序下载模块192的第二端口与所述单片机的P0.7端口电连接，所述备用程序下载模块192的第三端口与所述单片机的P0.6端口电连接，所述备用程序下载模块192的第四端口与电压源电连接，备用程序下载模块192为USB-TTL下载方式。二种程序下载端口都可实现程序的下载和供电。

本公开的电子风压开关主控板的设计，有5V或3.3V供电可选，IIC信号输出，双供电模式，二种下载程序模式端口，光电耦合电路检测，LED灯控，蜂鸣器报警电路监控，数码管压力值输出。程序由C语言编译而成，支持再编辑；安装方便，操作简单。按键功能多，实用性强；蜂鸣器报警，安全可靠。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。