概要
本資料是為了檢測(cè)如香煙等對(duì)空氣的污染，利用對(duì)氣體傳感器信號(hào)的處理。模仿人類的感
覺(jué)，讓空調(diào)等機(jī)器處于適合的運(yùn)轉(zhuǎn)速率。此軟件比較適合用于空氣凈化器或空調(diào)。
(基本概念)
半導(dǎo)體氣體傳感器是具有對(duì)氣體(香煙等氣體)反應(yīng)后,電阻值會(huì)變化的特性.因此經(jīng)常利用
傳感器的輸出變化(即:值檢測(cè)的方法)來(lái)進(jìn)行軟件的控制.但是,氣體傳感器除了對(duì)氣
體有反應(yīng)以外,隨季節(jié)的變化(溫濕度變化)以及風(fēng)吹的影響輸出也會(huì)變化.
傳感器品名、型號(hào)以及用途
傳感器品名：空氣質(zhì)量傳感器
傳感器型號(hào)：MiCS-5524
單片機(jī)型號(hào)：4 位單片機(jī)/8 位單片機(jī)/16 位單片機(jī)/32 位單片機(jī)均適用
用途：空氣凈化器，空調(diào)等。
單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)概要：
根據(jù)*電路對(duì)空氣質(zhì)量傳感器MiCS-5524 的控制電路制作，請(qǐng)按照本資料所記載的內(nèi)容
來(lái)制作軟件。設(shè)計(jì)所需要的程序概要如下所述。
1. 氣體傳感器驅(qū)動(dòng)用的VH（加熱電壓）和VS（感應(yīng)電壓）的控制軟件
2. 氣體傳感器的信號(hào)處理軟件
氣體傳感器控制用電路設(shè)計(jì)：
在控制傳感器的時(shí)候，在電路上以及單片機(jī)程序上，請(qǐng)按照以下來(lái)設(shè)計(jì)
參數(shù)標(biāo)識(shí) 參數(shù)說(shuō)明 參數(shù)數(shù)值 備注
VH 加熱電壓 3.3V±5% DC
VS 感應(yīng)電壓 3.3V±5% DC
R1 負(fù)載電阻 100K
R2 加熱電阻 47
傳感器信號(hào)處理
空氣質(zhì)量控制用單片機(jī)是檢測(cè)室內(nèi)以及車內(nèi)的空氣污染，讓空氣傳感器的信號(hào)變化值模仿
人類的感覺(jué)來(lái)做判斷，從而達(dá)到控制機(jī)器的設(shè)計(jì)，因此為了讓污染的判定為合適值，在裝
機(jī)以前對(duì)于判定的數(shù)值還請(qǐng)根據(jù)使用情況多加考慮。（為了裝機(jī)前更容易地進(jìn)行評(píng)價(jià)，推
薦在判定值上設(shè)定為可變的。）
另外，對(duì)于空氣質(zhì)量控制用的單片機(jī)誤運(yùn)作防止在軟件方面設(shè)計(jì)上也有記載。請(qǐng)?jiān)谠敿?xì)閱
讀此資料內(nèi)容的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
傳感器輸出電壓的抽樣時(shí)間和判定時(shí)間如下所示
對(duì)于得到的信號(hào)，在抽樣10 次的情況下除去大和小值，做平均值，作為1 號(hào)數(shù)據(jù)來(lái)
采用，即每隔1 秒鐘進(jìn)行一次數(shù)據(jù)輸入。
剛剛進(jìn)入換擋以后，對(duì)于傳感器來(lái)說(shuō)，有可能會(huì)受到風(fēng)速的變化而影響到傳感器信號(hào)的輸
出。因此在一下的時(shí)間范圍內(nèi)禁止讀取傳感器信號(hào)比較好。
傳感器信號(hào)輸入
對(duì)得到的傳感器輸出的電壓轉(zhuǎn)換成傳感器的阻值Rs
污染判定
Rs/R0 等級(jí)
0.955 – 1 很好
0.91 ~ 0.955 正常
0.865 – 0.91 輕度污染
0.82 - 0.865 中度污染
0.775 - 0.82 重度污染
<0.775 極度污染
跨點(diǎn)切換
污染程度的判定上，風(fēng)扇在打開(kāi)的時(shí)候，風(fēng)扇強(qiáng)弱切換的判定值稱為跨點(diǎn)常數(shù)。這是決定
風(fēng)扇強(qiáng)弱在何時(shí)切換的決定值。（適用風(fēng)扇運(yùn)作分強(qiáng)弱檔的時(shí)候）
基準(zhǔn)值設(shè)定
運(yùn)用基準(zhǔn)值R0 來(lái)對(duì)污染物做判定，基本思路如以下綜述。
? 設(shè)置固定的區(qū)間（通常為10 分鐘），對(duì)每個(gè)區(qū)間做控制。
? 初期預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)（通常3-5 分鐘左右）將結(jié)束時(shí)候的傳感器阻值作為基準(zhǔn)值R0。
? 前區(qū)間的傳感器阻值的大值（Rmax）作為現(xiàn)區(qū)間的R0 來(lái)使用。
? 前前區(qū)間的傳感器阻值在現(xiàn)區(qū)間內(nèi)不使用。
? 在現(xiàn)區(qū)間內(nèi)，如果基準(zhǔn)值超過(guò)前區(qū)間的話就立即刷新基準(zhǔn)值。
? 風(fēng)扇運(yùn)作中基準(zhǔn)值不做更新。
? 當(dāng)風(fēng)扇關(guān)閉的時(shí)候，此刻的傳感器阻值就作為基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)使用。
基準(zhǔn)值刷新時(shí)間如下所示，當(dāng)前點(diǎn)的傳感器阻值為基準(zhǔn)值：
? 初期運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)
? 風(fēng)扇停止運(yùn)作時(shí)
基準(zhǔn)值更新的思路
實(shí)際在使用氣體傳感器的環(huán)境下檢測(cè)傳感器電阻值的時(shí)候，對(duì)于傳感器阻值的變化該如何
設(shè)定基準(zhǔn)值（是否需要推移）如以下所述。
基準(zhǔn)值更新大致分為以下兩種：
? 風(fēng)扇不運(yùn)行的時(shí)候基準(zhǔn)值推移
? 風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)基準(zhǔn)值推移
風(fēng)扇不運(yùn)作的時(shí)候基準(zhǔn)值的推移：
風(fēng)扇運(yùn)作時(shí)候基準(zhǔn)值推移：
污染判定值常數(shù)設(shè)定輸入
污染判定值
污染判定值常數(shù)是，*是在裝機(jī)測(cè)試后來(lái)取得的一個(gè)合適的值用于電路的設(shè)計(jì)
中。作為設(shè)計(jì)方案，每隔100ms 讀取一次數(shù)據(jù)，去除10 次中的大值和小值取平均
值。因此每秒鐘輸出一次數(shù)據(jù)。將得到的電壓值（VI）做A/D 轉(zhuǎn)換，設(shè)定判定常數(shù)（K）
= 0.9
跨點(diǎn)常數(shù)設(shè)定輸入
*在設(shè)定合適的跨點(diǎn)常數(shù)的時(shí)候，實(shí)際裝機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
作為設(shè)計(jì)方案，每隔100ms 讀取一次數(shù)據(jù)，去除10 次中的大和小值取平均值。因此
每隔1 秒鐘輸入一次數(shù)據(jù)，將得到的電壓值做A/D 轉(zhuǎn)換，設(shè)定跨點(diǎn)常數(shù)（S）= 0.9。
清潔定時(shí)器設(shè)定
假設(shè)即使風(fēng)扇運(yùn)作后長(zhǎng)時(shí)間傳感器的輸出電壓沒(méi)有恢復(fù)到潔凈的狀態(tài)，風(fēng)扇不停地運(yùn)轉(zhuǎn)的
情況，就需要設(shè)定潔凈計(jì)時(shí)器。這個(gè)計(jì)時(shí)器是在傳感器輸出電壓在檢知到污染開(kāi)始運(yùn)作
后，同時(shí)計(jì)時(shí)開(kāi)始的。一般情況下設(shè)定值為，強(qiáng)檔情況下約為4 分鐘，中檔約為20 分
鐘，弱檔約為20 分鐘。
清潔定時(shí)器設(shè)定輸入
追加運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定
當(dāng)潔凈計(jì)時(shí)器關(guān)閉的時(shí)候，根據(jù)對(duì)污染的判斷，風(fēng)扇換擋在切換的時(shí)候，需要追加1 分鐘
運(yùn)轉(zhuǎn)。原因是考慮到當(dāng)傳感器的電壓在判定值附近的時(shí)候，而輸出電壓本身就不是很穩(wěn)
定。是為了防止出現(xiàn)反復(fù)轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象。
初期預(yù)熱設(shè)定
傳感器的初期預(yù)熱時(shí)間（從本體通電后機(jī)械開(kāi)始運(yùn)作所等待的時(shí)間）請(qǐng)?jiān)O(shè)定為3-5 分鐘。