窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于居室窗戶除噪領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]居室經(jīng)常出現(xiàn)外部環(huán)境的噪聲干擾的情況。這些噪聲多是由窗戶傳入的，是由外部噪聲作用于的窗戶玻璃，使其振動(dòng)產(chǎn)生的室內(nèi)噪聲。所以，降低居室窗戶噪聲的一種主要方法是減少窗戶因外部噪聲而引起的振動(dòng)。
[0003]科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明:壓電陶瓷材料具有逆壓電效應(yīng)，參見圖1。當(dāng)在壓電材料上加電時(shí)，壓電陶瓷材料上會(huì)有型變，就是逆壓電效應(yīng)，電壓產(chǎn)生型變，這就產(chǎn)生了壓電致動(dòng)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有噪聲多是由窗戶傳入居室，無法減少噪聲通過玻璃傳入室內(nèi)的問題，本發(fā)明提供了窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置。
[0005]窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置，它包括具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器和壓電陶瓷片;
[0006]壓電陶瓷片粘貼在玻璃表面，
[0007]所述的具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器用于驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的形變方向?yàn)檠仄叫杏诓ＡП砻娴姆较颍?br>[0008]所述的具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器包括電壓調(diào)節(jié)單元、控制單元和驅(qū)動(dòng)單元，
[0009]其中，電壓調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸出電壓；
[0010]控制單元用于采集電壓調(diào)節(jié)單元發(fā)送的電壓信號(hào)，根據(jù)該電壓信號(hào)獲得壓電陶瓷片的驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)單元；
[0011]驅(qū)動(dòng)單元用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給壓電陶瓷片。
[0012]所述的電壓調(diào)節(jié)單元采用可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)，控制單元采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述單片機(jī)型號(hào)為C8051F120型單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)單元包括場效應(yīng)管、電感和電容C ；
[0013]可調(diào)電阻的一端與C8051F120型單片機(jī)的管腳VDD連接，可調(diào)電阻的可調(diào)端與C8051F120型單片機(jī)的管腳ΑΙΝ0.0連接，C8051F120型單片機(jī)的管腳COM與可調(diào)電阻的另一端、場效應(yīng)管的源極、電容C的一端和壓電陶瓷片的一個(gè)電極同時(shí)連接電源地GND ;
[0014]C8051F120型單片機(jī)的管腳Ρ3.0與場效應(yīng)管的柵極連接，場效應(yīng)管的漏極同時(shí)與電感的一端、電容C的另一端和壓電陶瓷片的另一個(gè)電極連接，
[0015]電感的另一端與+5V電源連接。
[0016]所述控制單元內(nèi)部嵌入有控制模塊，該控制模塊的信號(hào)處理過程為:
[0017]步驟一:系統(tǒng)初始化:關(guān)閉看門狗，設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，設(shè)置使用內(nèi)部晶振或外部晶振，設(shè)置管腳Ρ3.0,設(shè)置定時(shí)器I為PWM工作方式，設(shè)置交叉開關(guān)使定時(shí)器I從管腳Ρ3.0輸出，使管腳ΑΙΝ0.0為單端輸入方式，用以接收電壓調(diào)節(jié)單元輸出的電壓信號(hào)，執(zhí)行步驟二 ；
[0018]步驟二:從管腳ΑΙΝΟ.0讀取電壓調(diào)節(jié)單元輸出的電壓信號(hào)VINl，執(zhí)行步驟三；
[0019]步驟三:根據(jù)電壓信號(hào)VINl獲得壓電陶瓷片的驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該P(yáng)WM驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過管腳Ρ3.0輸出，執(zhí)行步驟四；
[0020]步驟四:判斷是否接收結(jié)束命令，判斷結(jié)果為是，結(jié)束本次控制，判斷結(jié)果為否，執(zhí)行步驟二。
[0021]本發(fā)明的基本思想是:根據(jù)人所感知的窗戶玻璃的噪聲引起的振動(dòng)，通過微處理器所執(zhí)行的控制過程，手動(dòng)控制產(chǎn)生壓電材料的逆壓電效應(yīng)來產(chǎn)生頂住窗戶玻璃的力阻止窗戶玻璃的噪聲引起的振動(dòng)，以此減少和抑制窗戶傳遞的噪聲。
[0022]本發(fā)明帶來的有益效果是，通過壓電材料的逆壓電效應(yīng)來產(chǎn)生頂住窗戶玻璃的力阻止窗戶玻璃的噪聲引起的振動(dòng)，以此減少和抑制窗戶傳遞的噪聲，使由室外傳入室內(nèi)的噪聲減少了 60%以上，凈化了室內(nèi)的環(huán)境。本發(fā)明裝置便于在原有窗戶上安裝，采用電子自動(dòng)化技術(shù)減少噪聲，且控制方法簡單。
【附圖說明】
[0023]圖1為【背景技術(shù)】中壓電陶瓷材料逆壓電效應(yīng)的原理示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明所述的窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置的原理示意圖；其中，附圖標(biāo)記3表示玻璃，附圖標(biāo)記4表示窗戶框；
[0025]圖3為壓電陶瓷片與玻璃的位置關(guān)系示意圖；
[0026]圖4為具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器對(duì)信號(hào)處理過程的原理示意圖；
[0027]圖5為【具體實(shí)施方式】二所述的窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置的電路連接圖；
[0028]圖6為【具體實(shí)施方式】三中控制單元內(nèi)部嵌入的控制模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]【具體實(shí)施方式】一:參見圖2、3和4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置，它包括具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器I和壓電陶瓷片2 ;
[0030]壓電陶瓷片2粘貼在玻璃表面，
[0031]所述的具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器I用于驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片2，壓電陶瓷片2的形變方向?yàn)檠仄叫杏诓ＡП砻娴姆较颍?br>[0032]所述的具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器I包括電壓調(diào)節(jié)單元、控制單元和驅(qū)動(dòng)單元，
[0033]其中，電壓調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸出電壓；
[0034]控制單元用于采集電壓調(diào)節(jié)單元發(fā)送的電壓信號(hào)，根據(jù)該電壓信號(hào)獲得壓電陶瓷片2的驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)單元；
[0035]驅(qū)動(dòng)單元用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給壓電陶瓷片2。
[0036]本實(shí)施方式，壓電陶瓷片2的形變帶動(dòng)玻璃形變，來增強(qiáng)玻璃的阻尼，壓電陶瓷片2的形變帶動(dòng)玻璃形變，玻璃處于拉伸狀態(tài)，形變后的璃增強(qiáng)玻璃的阻尼，減少了該塊玻璃的震湯。
[0037]壓電陶瓷片的長度與玻璃的長度比例處于1:1500到1:1000之間。
[0038]【具體實(shí)施方式】二:參見圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置的區(qū)別在于，所述的電壓調(diào)節(jié)單元采用可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)，控制單元采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述單片機(jī)型號(hào)為C8051F120型單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)單元包括場效應(yīng)管M1、電感LI和電容C ;
[0039]可調(diào)電阻的一端與C8051F120型單片機(jī)的管腳VDD連接，可調(diào)電阻的可調(diào)端與C8051F120型單片機(jī)的管腳ΑΙΝ0.0連接，C8051F120型單片機(jī)的管腳COM與可調(diào)電阻的另一端、場效應(yīng)管Ml的源極、電容C的一端和壓電陶瓷片2的一個(gè)電極同時(shí)連接電源地GND ;
[0040]C8051F120型單片機(jī)的管腳Ρ3.0與場效應(yīng)管Ml的柵極連接，場效應(yīng)管Ml的漏極同時(shí)與電感LI的一端、電容C的另一端和壓電陶瓷片2的另一個(gè)電極連接，
[0041]電感LI的另一端與+5V電源連接。
[0042]本實(shí)施方式，Ρ3.0是單片機(jī)C8051F120的數(shù)字輸入和輸出口，這里配置為數(shù)字輸出口，數(shù)字輸出口 Ρ3.0控制對(duì)應(yīng)的場效應(yīng)管M變化，經(jīng)濾波后變位平穩(wěn)直流，控制室內(nèi)壓電陶瓷片形變，而使玻璃不振動(dòng)。
[0043]【具體實(shí)施方式】三:參見圖6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一所述的窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置的區(qū)別在于，所述控制單元內(nèi)部嵌入有控制模塊，該控制模塊的信號(hào)處理過程為:
[0044]步驟一:系統(tǒng)初始化:關(guān)閉看門狗，設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，設(shè)置使用內(nèi)部晶振或外部晶振，設(shè)置管腳Ρ3.0,設(shè)置定時(shí)器I為PWM工作方式，設(shè)置交叉開關(guān)使定時(shí)器I從管腳Ρ3.0輸出，使管腳ΑΙΝ0.0為單端輸入方式，用以接收電壓調(diào)節(jié)單元輸出的電壓信號(hào)，執(zhí)行步驟二 ；
[0045]步驟二:從管腳ΑΙΝ0.0讀取電壓調(diào)節(jié)單元輸出的電壓信號(hào)VIN1，執(zhí)行步驟三；
[0046]步驟三:根據(jù)電壓信號(hào)VINl獲得壓電陶瓷片2的驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該P(yáng)WM驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過管腳Ρ3.0輸出，執(zhí)行步驟四；
[0047]步驟四:判斷是否接收結(jié)束命令，判斷結(jié)果為是，結(jié)束本次控制，判斷結(jié)果為否，執(zhí)行步驟二。
[0048]本實(shí)施方式中，結(jié)束命令可以通過C8051F120型單片機(jī)的任意一個(gè)I/O管腳接收開關(guān)量信號(hào)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置，其特征在于，它包括具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器(1)和壓電陶瓷片(2); 壓電陶瓷片(2)粘貼在玻璃表面， 所述的具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器⑴用于驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片(2)，壓電陶瓷片⑵的形變方向?yàn)檠仄叫杏诓ＡП砻娴姆较颍? 所述的具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器(I)包括電壓調(diào)節(jié)單元、控制單元和驅(qū)動(dòng)單元， 其中，電壓調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸出電壓； 控制單元用于采集電壓調(diào)節(jié)單元發(fā)送的電壓信號(hào)，根據(jù)該電壓信號(hào)獲得壓電陶瓷片(2)的驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)單元； 驅(qū)動(dòng)單元用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給壓電陶瓷片(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述的電壓調(diào)節(jié)單元采用可調(diào)電阻實(shí)現(xiàn)，控制單元采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述單片機(jī)型號(hào)為C8051F120型單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)單元包括場效應(yīng)管(M1)、電感(LI)和電容C; 可調(diào)電阻的一端與C8051F120型單片機(jī)的管腳VDD連接，可調(diào)電阻的可調(diào)端與C8051F120型單片機(jī)的管腳ΑΙΝΟ.0連接，C8051F120型單片機(jī)的管腳COM與可調(diào)電阻的另一端、場效應(yīng)管(Ml)的源極、電容C的一端和壓電陶瓷片(2)的一個(gè)電極同時(shí)連接電源地GND ； C8051F120型單片機(jī)的管腳Ρ3.0與場效應(yīng)管(Ml)的柵極連接，場效應(yīng)管(Ml)的漏極同時(shí)與電感(LI)的一端、電容C的另一端和壓電陶瓷片(2)的另一個(gè)電極連接， 電感(LI)的另一端與+5V電源連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置，其特征在于，所述控制單元內(nèi)部嵌入有控制模塊，該控制模塊的信號(hào)處理過程為: 步驟一:系統(tǒng)初始化:關(guān)閉看門狗，設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，設(shè)置使用內(nèi)部晶振或外部晶振，設(shè)置管腳Ρ3.0,設(shè)置定時(shí)器I為PWM工作方式，設(shè)置交叉開關(guān)使定時(shí)器I從管腳Ρ3.0輸出，使管腳ΑΙΝ0.0為單端輸入方式，用以接收電壓調(diào)節(jié)單元輸出的電壓信號(hào)，執(zhí)行步驟-* * 步驟二:從管腳ΑΙΝ0.0讀取電壓調(diào)節(jié)單元輸出的電壓信號(hào)VIN1，執(zhí)行步驟三； 步驟三:根據(jù)電壓信號(hào)VINl獲得壓電陶瓷片(2)的驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該P(yáng)WM驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過管腳Ρ3.0輸出，執(zhí)行步驟四； 步驟四:判斷是否接收結(jié)束命令，判斷結(jié)果為是，結(jié)束本次控制，判斷結(jié)果為否，執(zhí)行步驟二。
【專利摘要】窗用阻尼式抗噪聲手動(dòng)控制裝置，屬于居室窗戶除噪領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有噪聲多是由窗戶傳入居室，無法減少噪聲通過玻璃傳入室內(nèi)的問題。它包括具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器和壓電陶瓷片；壓電陶瓷片粘貼在玻璃表面，具有電壓調(diào)節(jié)功能的控制器用于驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的形變方向?yàn)檠仄叫杏诓ＡП砻娴姆较颍哂须妷赫{(diào)節(jié)功能的控制器包括電壓調(diào)節(jié)單元、控制單元和驅(qū)動(dòng)單元，其中，電壓調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)輸出電壓；控制單元用于采集電壓調(diào)節(jié)單元發(fā)送的電壓信號(hào)，根據(jù)該電壓信號(hào)獲得壓電陶瓷片的驅(qū)動(dòng)電壓，并根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓產(chǎn)生相應(yīng)占空比的PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出給驅(qū)動(dòng)單元；驅(qū)動(dòng)單元用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)給壓電陶瓷片。它主要用于家居窗戶上。
【IPC分類】E06B7-28, E06B3-67
【公開號(hào)】CN104563823
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410828526
【發(fā)明人】王丁, 孫書利
【申請(qǐng)人】黑龍江大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日