一種基于高功率紫外led陣列的消毒除味裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于單片機(jī)及紫外LED陣列的消毒除味裝置的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紫外線作為重要的消毒手段已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。而傳統(tǒng)的紫外汞燈響應(yīng)速度慢，耗能高，且驅(qū)動(dòng)電路負(fù)擔(dān)大，發(fā)熱高，并且因?yàn)轶w積、功率的問題難以做成控制陣列，影響控制效率。
[0003]紫外LED—般指發(fā)光中心波長在405nm以下的LED，LED業(yè)界通常將發(fā)光波長位于355?405nm時(shí)稱為近紫外LED，而短于300nm時(shí)稱為深紫外LED。目前在LED的研究和生產(chǎn)中用到最多的材料GaN的禁帶寬度為3.4eV，對應(yīng)的發(fā)光波長為365nm，剛好處于近紫外波段范圍，因此，近紫外LED中一般采用GaN作為基材。而深紫外LED通過在基材GaN中添加Al擴(kuò)大帶隙，獲得更短的發(fā)光波長。按照更詳細(xì)的波段與用途，紫外LED可以分為以下三類:(I)UVA:波長在315?405nm之間，主要用于固化，醫(yī)療，印刷，光刻，驗(yàn)鈔和光催化等；(2)UVB:波長在280?315nm之間，主要用于醫(yī)療，生物分析(如DNA)等；(3)UVC:波長小于280nm，主要用于殺菌和成分分析等。
[0004]目前紫外LED雖然已有少量應(yīng)用于消毒、殺菌等領(lǐng)域，但基于智能控制系統(tǒng)的多LED陣列的復(fù)合消毒除味一體化裝置尚未見報(bào)道。
[0005]與紫外LED類似，光觸媒等催化氧化技術(shù)也在空氣凈化領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，本發(fā)明將催化氧化的空氣凈化技術(shù)與紫外LED消毒系統(tǒng)相結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是利用高能源效率的的LED發(fā)光源作為基礎(chǔ)，提供一種智能可控、消毒除味效果好的復(fù)合系統(tǒng)。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種基于單片機(jī)及紫外LED陣列的消毒除味裝置，包括電路基板、紫外LED發(fā)光源、紫外線濾光鏡、LED驅(qū)動(dòng)電路、MCU控制器、單片機(jī)控制單元、散熱單元、活性催化劑層;所述電路基板采用雙面銅箔結(jié)構(gòu)以利散熱，并且預(yù)留等間距的LED器件插孔陣列，所述LED器件插孔中填充有導(dǎo)熱材質(zhì)，所述導(dǎo)熱材質(zhì)與電路板的銅箔相接觸，所述銅箔與散熱單元相接觸，實(shí)現(xiàn)熱量的迅速釋放;單片機(jī)控制單元通過地址選通的方式實(shí)現(xiàn)紫外LED陣列的選擇，同時(shí)通過數(shù)碼管顯示現(xiàn)在工作的紫外LED的數(shù)量;LED驅(qū)動(dòng)電路、M⑶控制器的數(shù)量與LED發(fā)光源的數(shù)量相同，也通過單片機(jī)進(jìn)行選通;所述散熱單元包括散熱片、散熱風(fēng)扇，所述散熱片表面涂覆有納米二氧化鈦與活性氧化鋁的復(fù)合物涂層，散熱片的溫度升高可以加強(qiáng)所述復(fù)合物涂層的空氣凈化作用，通過散熱風(fēng)扇的作用，加快氣流流動(dòng)，一方面可促進(jìn)散熱，另一方面也提高了空氣凈化作用的效率。
[0009]與現(xiàn)有的類似技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0010]1、通過使用紫外LED發(fā)光源，功率大幅度下降；
[0011]2、通過陣列化的設(shè)計(jì)以及單片機(jī)的智能控制，實(shí)現(xiàn)工作LED位置、工作LED數(shù)量的靈活控制；
[0012]3、通過完善的散熱設(shè)計(jì)以及熱量的利用，促進(jìn)催化劑的凈化效果。
【附圖說明】
[0013]圖1是基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖，作詳細(xì)說明，如圖1所示，
[0015]如圖1所示，一種基于單片機(jī)及紫外LED陣列的消毒除味裝置，包括電路基板、紫外LED發(fā)光源、紫外線濾光鏡、LED驅(qū)動(dòng)電路、MCU控制器、單片機(jī)控制單元、散熱單元、活性催化劑層。
[0016]電路基板方面，采用雙面銅箔結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯襯板可采用金屬或陶瓷材質(zhì)進(jìn)一步加強(qiáng)散熱。電路基板上設(shè)置有陣列狀的LED器件支撐插孔，可以選擇性的安裝多組紫外LED發(fā)光源器件。每個(gè)陣列點(diǎn)位均具有唯一的選通地址線，其選通原理類似于隨機(jī)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)位訪問，為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員熟知技術(shù)，不再贅述。
[0017]散熱方面，為了進(jìn)一步加強(qiáng)電路基板的散熱，在所述的支撐插孔內(nèi)進(jìn)行金屬化處理或者填充有導(dǎo)熱材質(zhì)，所述金屬或?qū)岵馁|(zhì)與用于電路板散熱的銅箔以及內(nèi)襯的金屬基板或陶瓷材料相接觸，實(shí)現(xiàn)熱量的快速釋放。而所述散熱銅箔及內(nèi)襯的金屬基板或陶瓷材料最終與散熱模組相接觸。所述散熱模組采用普通的金屬散熱片即可，其形狀可為多層片狀或曲面狀，在散熱片內(nèi)側(cè)加裝小型散熱風(fēng)扇，散熱直徑根據(jù)散熱片的尺寸可以選擇8cm或12cm的滾珠風(fēng)扇。風(fēng)扇的作用有兩點(diǎn)，一是進(jìn)一步加強(qiáng)散熱效果，二是加快空氣流動(dòng)，增強(qiáng)空氣凈化效果。
[0018]空氣凈化方面，在所述散熱片表面涂覆納米二氧化鈦與活性氧化鋁的復(fù)合涂層，散熱片的溫度升高可以加強(qiáng)所述復(fù)合物涂層的空氣凈化作用，實(shí)現(xiàn)了廢熱的有效利用。
[0019]紫外LED發(fā)光方面，采用波長小于280nm的UVLED器件。因本系統(tǒng)是采用了LED陣列，為了保證消毒效果以及控制效率，每組LED器件均配置相應(yīng)的M⑶單元與驅(qū)動(dòng)電路。所述MCU單元與驅(qū)動(dòng)電路相連，通過220V電壓驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)電路，并將驅(qū)動(dòng)電路與紫外LED相連，實(shí)現(xiàn)LED的合理驅(qū)動(dòng)。為了增強(qiáng)紫外LED的消毒效率，并濾除波長更長波段的光波，在紫外LED外采用紫外濾光片，確保最終輸出的紫外光的波長符合預(yù)期范圍。進(jìn)一步的，紫外LED模塊連接至前述散熱模組。
[0020]單片機(jī)控制單元方面，可采用89C52系列單片機(jī)(包括后期改進(jìn)型如STC系列型號)，也可采用PIC系列單片機(jī)加輸出口擴(kuò)展芯片的組合。單片機(jī)控制單元采用5V電源供電，輸入采用4*4陣列式鍵盤，鍵盤包括0-9數(shù)字鍵以及復(fù)位鍵和若干功能鍵，輸出采用4位LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示。另留出8bi t數(shù)據(jù)總線對LED陣列進(jìn)行選通控制。通過鍵盤設(shè)定工作LED號，單片機(jī)控制該選通單元進(jìn)行工作，并且由LED數(shù)碼管后三位進(jìn)行顯示。LED數(shù)碼管第一位可作為標(biāo)記位，O為待機(jī)模式，I為部分LED工作模式，2位全部LED工作模式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，包括電路基板、紫外LED發(fā)光源、紫外線濾光鏡、LED驅(qū)動(dòng)電路、MCU控制器、單片機(jī)控制單元、散熱單元、活性催化劑層;所述電路基板采用雙面銅箔結(jié)構(gòu)以利散熱，并且預(yù)留等間距的LED器件插孔陣列，所述LED器件插孔中填充有導(dǎo)熱材質(zhì)，所述導(dǎo)熱材質(zhì)與電路板的銅箔相接觸，所述銅箔與散熱單元相接觸，實(shí)現(xiàn)熱量的迅速釋放;單片機(jī)控制單元通過地址選通的方式實(shí)現(xiàn)紫外LED陣列的選擇，同時(shí)通過LED數(shù)碼管顯示現(xiàn)在工作的紫外LED的數(shù)量;LED驅(qū)動(dòng)電路、MCU控制器的數(shù)量與LED發(fā)光源的數(shù)量相同，也通過單片機(jī)進(jìn)行選通;所述散熱單元包括散熱片、散熱風(fēng)扇，所述散熱片表面涂覆具有吸附作用的涂層，散熱片的溫度升高可以加強(qiáng)所述復(fù)合物涂層的空氣凈化作用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，其特征在于:所述具有吸附作用的涂層為納米二氧化鈦與活性氧化鋁的復(fù)合物涂層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，其特征在于:所述紫外LED發(fā)光源選用波長小于280nm的紫外LED器件。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，其特征在于:每組LED器件均配置相應(yīng)的MCU單元與驅(qū)動(dòng)電路，所述MCU單元與驅(qū)動(dòng)電路相連。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，其特征在于:在紫外LED外采用紫外濾光片，確保最終輸出的紫外光的波長符合預(yù)期范圍。
【專利摘要】一種基于高功率紫外LED陣列的消毒除味裝置，包括電路基板、紫外LED發(fā)光源、紫外線濾光鏡、LED驅(qū)動(dòng)電路、MCU控制器、單片機(jī)控制單元、散熱單元、活性催化劑層；通過合理設(shè)計(jì)電路板散熱系統(tǒng)、紫外LED發(fā)光控制系統(tǒng)以及散熱熱能高效利用，實(shí)現(xiàn)了紫外LED陣列消毒、除味一體化設(shè)計(jì)和智能控制。
【IPC分類】G05B19/042, A61L9/20
【公開號】CN105709258
【申請?zhí)枴緾N201610236847
【發(fā)明人】王宇航, 黃岑宇
【申請人】鎮(zhèn)江市高等?？茖W(xué)校