盘点空气净化器常见的三大主流传感器应用解决方案

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随着消费者对大气污染关注度的不断提高，空气净化产品逐渐成为市场上的焦点，很多人家里都安装了空气净化器。而各种传感技术的发展和应用，使空气净化器的性能和功能全面提高，进一步实现了舒适、安全、节能。当前市面上的空气净化器一般都装有三种传感器——温湿度传感器、PM2.5粉尘传感器和异味传感器。通过本文工采网小编和大家一起了解一下空气净化器常见的传感器应用解决方案有哪些？

湿度传感器是几十年来的传统元器件，目前产品越来越小型化，并通过精确的计算，赋予了新的应用生命力。对于空气净化器而言，温湿度传感器是必须的，其作用是检测室内湿度（干燥状态），净化器根据该数据控制加湿量，即可保证室内环境在一定的湿度范围内，以保持最舒适的湿度。

PM2.5传感器（又称粉尘传感器）和异味传感器是新时代催生的产物，其作用是检测室内PM2.5污染和VOC污染情况，净化器根据该数据进行控制空气净化功能，确保室内环境中空气的持久清新。

因此，对于一款合格的空气净化器产品来说，温湿度传感器、粉尘传感器和异味传感器是必须具备的。

空气净化器设计方案：

本设计将采用Silicon Labs EFM32TG840作为主控MCU，结合Samyoung数字温湿度一体传感器芯片Humichip II(HCP2D-3v)、PM2.5传感器GPSM和figaro的空气质量传感器TGS2600等传感器对环境数据采集并进行空气质量分析，并控制加湿装置、空气净化装置来进行空气净化。该空气净化器方案能够对室内空气质量状况进行实时监测、反应灵敏并且具有相应的处理措施；能够感应人体活动有并作出判断给出相应处理措施能够吸附各种有害物质还具有杀菌功能；具有友好的人机交互界面；具有自动开关机、定时操作、多种工作模式选择和多种操作方式。

系统框图如下：

主控MCU  

EFM32是由Silicon labs公司采用ARM Cortex-M0+\M3\M4内核设计而来的高性能低功耗32位微控制器。该设计采用M3内核的EFM32TG840F32单片机，其封装为QFP64，flash和RAM资源为32KB和4KB；

温湿度传感器Humichip II(HCP2D-3v)

数字温湿度一体传感器芯片HCP2D-3v（又称为Humichip II）：它是韩国Samyoung（三莹）推出的新一代温湿度传感器，是Humichip I的改进版本，最先进和最具成本效益的湿度和温度传感解决方案，适用于几乎任何类型的应用。内部开发和制造的电容式聚合物传感器芯片和带有EEPROM的CMOS集成电路集成在一个嵌入式系统中， SMD封装，单独校准和测试，HCP2D-3V在20%至80%相对湿度范围内精度高达±2％（整个湿度范围内为±4%），而且操作简单，无需进一步校准或温度补偿即可使用。HCP2D-3V提供线性输出信号，符合客户要求的各种接口-标准I2C接口非常适合空气净化器应用。

空气质量传感器TGS2600

空气质量传感器TGS2600：它是日本figaro推出一款针对空气质量测量的半导体传感器，对极其微弱的空气污染气体具有很高的灵敏度（侧重于香烟烟气、异味）。像香烟烟雾中存在的氢气或一氧化碳，此空气质量传感器可检测到几个ppm的氢气。TGS2600由于实现了小型化，加热器电流仅需42mA，外壳采用标准的TO-5金属封装。 它具有低功耗、对污染空气有高灵敏度、 使用寿命长、成本低、应用电路简单、 体积小等特点，已广泛以用于空气清新机控制、通风控制、空气质量监测等场合。

PM2.5传感器GPSM

PM2.5传感器GPSM：它是一款凝聚了韩国Samyoung（三莹）20年知识与技术开发的新一代红外PM2.5/PM1.0专用传感器，对超细颗粒物的探测能力有了极大提升，可测到0.3㎛~5.0㎛的颗粒物。这使其能够比现有传感器更精确地细分PM2.5/PM1.0。 相比传统红外PM2.5传感器，GPSM系列精度、灵敏度更高，可为用户提供可靠信息，检测能力可达到激光的水平，精度也有很大提升，但是价格比激光便宜很多。很适合应用在空气净化仪、空调和空气质量检测设备等产品上。

电源模块

空气净化器为市电供电，带电压转换电路，可根据MCU、传感器、EEPROM等来选择转换电压。

空气净化装置

采用双波长光氢等离子空气净化器，能够吸附并电解空气中的细小颗粒，对空气中的细菌、病毒及有机污染物进行杀灭、降解，使得室内的空气得以净化，从而提高室内空气品质。

加湿装置

采用超声波加湿装置，超声波加湿器已被广泛应用在各种领域。超声波加湿器采用每秒200万次的超声波高频震荡，将水雾化为1微米到5微米的超微粒子和负氧离子，负氧离子，达到均匀加湿，能清新空气，增进健康，一改冬季暖气的燥热，营造舒适的生活环境。

显示模块

采用段式LCD进行显示，显示数据包括当前净化器状态、空气温湿度、控制质量、灰尘颗粒浓度等，由于主控MCU EFM32TG840F32积成了LCD驱动，外部可以省去一个LCD驱动芯片。

按键控制

按键主要为人工设置、信息查看等提供人机交互接口，本设计采用普通机械按键。

EEPROM

用于存储相关参数，数据量并不大，可采用8K或者16K即可。

红外遥控

红外遥控采用一体化红外遥控接收头，它将红外接收管(光电二极管)、放大器、滤波器及解调器集成在个硅片上,不仅尺寸小、无需外部元件,并且具有抗光电干扰性能好(无需外加磁屏蔽及滤光片)、并有接收角度宽等特点。