最新光感自动窗帘控制系统设计课程设计
光控自动窗帘课程设计

光控自动窗帘课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解光控自动窗帘的基本原理,掌握光敏传感器的工作方式和电路连接方法。
2. 学生能描述自动窗帘系统的组成,了解其在我国智能家居领域的应用。
3. 学生掌握物理知识在生活中的应用,如光的传播、反射和吸收等。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计并制作一个简单的光控自动窗帘系统。
2. 学生通过实践操作,培养动手能力、问题解决能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对物理学科的兴趣和热爱,认识到科学知识在生活中的重要性。
2. 学生在学习过程中,树立环保意识,关注智能家居在节能减排方面的优势。
3. 学生通过团队合作,培养尊重他人、团结互助的良好品质。
课程性质:本课程为初中物理学科实践活动,结合生活实际,引导学生运用所学知识解决实际问题。
学生特点:初中生对新鲜事物充满好奇,动手能力强,具备一定的物理知识基础,但实践经验和问题解决能力有待提高。
教学要求:注重理论知识与实际应用的结合,鼓励学生动手实践,培养创新思维和团队协作能力。
通过课程目标的分解,使学生在实践中达成具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。
本课程依据课程目标,结合人教版初中物理教材相关内容,组织以下教学大纲:1. 理论知识:- 光的传播、反射和吸收原理;- 光敏传感器的原理和特性;- 自动控制系统的基本概念;- 智能家居系统的简介。
2. 实践操作:- 光控自动窗帘系统的设计与制作;- 电路连接与调试;- 系统测试与优化。
3. 教学内容安排与进度:- 第一课时:导入课程,介绍光控自动窗帘的基本原理和在实际生活中的应用。
- 第二课时:学习光的传播、反射和吸收原理,了解光敏传感器的工作方式。
- 第三课时:学习自动控制系统的基本概念,分析光控自动窗帘的组成。
- 第四课时:实践操作,分组设计与制作光控自动窗帘系统。
- 第五课时:进行电路连接与调试,测试并优化系统。
4. 教材章节:- 人教版初中物理教材第四章《光现象》;- 教材中关于传感器和自动控制系统的相关内容。
光控自动窗帘课程设计

光控自动窗帘课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解光控自动窗帘的基本工作原理,掌握相关物理知识,如光的传播、反射和吸收。
2. 使学生了解并掌握光敏电阻的特性和应用,以及其在光控窗帘中的作用。
3. 帮助学生了解电路设计的基本原理,学会分析并绘制光控自动窗帘的电路图。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计和制作光控自动窗帘的能力,提高动手实践能力。
2. 培养学生运用科学方法进行问题分析、解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对科学技术的兴趣,培养创新精神和实践能力。
2. 培养学生的团队合作意识,学会倾听、沟通、协作。
3. 增强学生的环保意识,认识到智能家居在节能环保方面的作用。
课程性质:本课程属于科学实践课程,结合物理、电子技术等多学科知识,注重实践操作和创新能力培养。
学生特点:本课程针对初中生设计,学生具备一定的物理知识和动手能力,但对光控技术和电路设计了解较少。
教学要求:教师需结合学生实际情况,采用启发式教学,引导学生主动探究、动手实践,注重培养学生的创新能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 光的基本知识:光的传播、反射和吸收原理,光的强度对光敏电阻的影响。
相关教材章节:第二章“光现象”第3节“光的传播与反射”。
2. 光敏电阻的特性与应用:介绍光敏电阻的工作原理,及其在光控自动窗帘中的作用。
相关教材章节:第四章“电阻器”第2节“特殊电阻器及其应用”。
3. 电路设计基础:认识基本的电路元件,学习电路图的绘制与分析,掌握光控自动窗帘电路的设计方法。
相关教材章节:第六章“电路分析”第1节“电路元件及其符号”。
4. 光控自动窗帘的制作:结合所学知识,动手制作光控自动窗帘,并进行调试与优化。
相关教材章节:第八章“实践与创新”第2节“制作简单的自动控制装置”。
5. 创新设计与实践:鼓励学生发挥想象,对光控自动窗帘进行改进和创新设计,提高其实用性和智能化程度。
arm课程设计自动控制窗帘

arm课程设计自动控制窗帘一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握自动控制窗帘的设计原理和实现方法,培养学生的创新能力、动手能力和团队协作能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解自动控制窗帘的工作原理和系统组成;(2)掌握arm课程中与自动控制窗帘相关的基本概念和理论知识;(3)了解自动控制窗帘在实际应用中的优势和前景。
2.技能目标:(1)能够运用arm课程所学知识,设计并实现一个简单的自动控制窗帘系统;(2)能够对自动控制窗帘系统进行调试和优化,提高系统性能;(3)具备较强的动手能力和实验操作能力。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对新技术的兴趣和好奇心,激发学生学习arm课程的积极性;(2)培养学生具备创新意识,敢于挑战自我,勇于尝试新事物;(3)培养学生具备团队协作精神,学会与他人共同解决问题。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括自动控制窗帘的工作原理、系统组成、设计方法和实现步骤。
具体内容如下:1.自动控制窗帘的工作原理和系统组成;2.arm课程中与自动控制窗帘相关的基本概念和理论知识;3.自动控制窗帘的设计方法和实现步骤;4.自动控制窗帘在实际应用中的优势和前景。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法相结合的方式,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体方法如下:1.讲授法:用于讲解自动控制窗帘的工作原理、系统组成和基本理论知识;2.讨论法:引导学生探讨自动控制窗帘的设计方法和实现步骤,培养学生的创新能力和团队协作能力;3.案例分析法:分析实际应用中的自动控制窗帘案例,帮助学生了解自动控制窗帘在实际生活中的应用和前景;4.实验法:让学生动手设计并实现一个简单的自动控制窗帘系统,提高学生的动手能力和实验操作能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法,我们将准备以下教学资源:1.教材:自动控制窗帘相关章节;2.参考书:arm课程相关教材和资料;3.多媒体资料:自动控制窗帘的原理图、系统图和实际应用图片;4.实验设备:自动控制窗帘实验套件、编程软件等。
课程设计--自动窗帘的设计

简易窗帘自动闭合电路摘要窗帘自动开闭电路的设计包括信号获取及转换为电信号,利用电信号实现控制,以及各种控制状态的自动转换。
通过张光敏电阻转换为电信号,继而利用555构成的单稳态触发器根据不同情况输出高低电平,利用高低电平控制三极管的导通与否实现继电器开关的开断,在限位开关的控制下实现电机的正反转和停转。
关键词:光敏电阻 555触发器继电器电机目录第一章简易自动窗帘的功能要求第二章自动开闭窗帘的基本组成和工作原理第一节系统组成框图第二节主要单元电路设计1、光强检测电路和光强信号处理电路2、电动机的控制电路3、电机开关电路4、电源电路第三节电路原理图第三章原器件清单第四章设计体会第五章主要参考资料第一章简易自动开闭窗帘的功能要求功能:设计一个简易窗帘自动开闭电路,使之可以检测到光线的强弱,同时根据光线的强弱,自动将窗帘打开和关闭。
要求:1 要求电路能够通过感应装置,检测到光线的强弱。
2 要求电路根据光线的强弱,自动将窗帘打开和关闭。
3 要求电路能够在床帘接触到边沿时,自动切断电源。
第二章自动开闭窗帘的基本组成和工作原理第一节系统组成框图简易窗帘自动闭合电路的总体框图如下,由光强检测电路,光强信号处理电路,电动机的控制电路,电源电路四部分组成。
电阻减小,入射光若是电阻增大,光敏电阻阻值的大小同时影响与其并联之路的电压,进而将光信号转换成电信号。
光信号处理电路的功能是将光强检测电路的信号通过555组成的单稳态触发器得到一个电平信号,为控制电路做准备。
电动机的控制电路接受到上个电路的信号,控制三极管的导通与否,有三极管的导通与否控制电动机的正反转,当电动机驱动的窗帘到达窗户的边缘时,通过接触开关的闭合与断开实现电动机的运动与停止。
电源电路是为上述所有电路提供直流电源。
第二节主要单元电路设计(1)光强检测电路和光强信号处理电路如图所示,光强监测电路实际上就是一个光敏电阻,当光敏电阻接受到强光时,电阻减小,接收到弱光时电阻增大,在光敏电阻的阻值变化的同时影响与其并联之路的电压,进而将光信号转换成电信号。
光感窗帘课程设计

光感窗帘课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解光感窗帘的工作原理,掌握光传感器的基本知识。
2. 让学生了解光感窗帘在智能家居中的应用,了解其在节能环保方面的意义。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力,能够设计简单的光感窗帘控制系统。
2. 提高学生的动手实践能力,能够独立完成光感窗帘的组装与调试。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对科技创新的兴趣,激发他们探索未知、勇于实践的精神。
2. 增强学生的节能环保意识,培养他们关爱环境、珍惜资源的责任感。
3. 培养学生团队合作精神,学会倾听、沟通、协作,共同完成任务。
课程性质分析:本课程为初中物理学科拓展课程,结合实际生活案例,让学生在动手实践中学习物理知识,提高实践能力。
学生特点分析:初中学生具有较强的求知欲和动手能力,对科技创新和智能家居感兴趣,但可能缺乏实际操作经验。
教学要求:1. 结合课本知识,注重理论联系实际,提高学生的实践能力。
2. 采用启发式教学,引导学生主动思考,培养解决问题的能力。
3. 注重团队合作,培养学生的沟通协作能力。
4. 关注学生的个体差异,因材施教,使每个学生都能在课程中取得进步。
二、教学内容1. 光传感器基础知识:介绍光传感器的工作原理、种类及在生活中的应用,关联课本中光学章节的相关内容。
2. 光感窗帘工作原理:详细讲解光感窗帘的组成、工作原理及在智能家居中的作用,结合课本中电路章节的知识点。
3. 光感窗帘控制系统设计:引导学生学习简单的电路设计,结合编程知识,设计光感窗帘控制系统,关联课本中电子技术及编程章节内容。
4. 光感窗帘组装与调试:教授学生如何动手组装光感窗帘,并进行调试,确保其正常工作,提高学生的实践操作能力。
5. 节能环保意识培养:通过讲解光感窗帘在节能方面的优势,教育学生关注环保,培养节能意识。
教学大纲安排:第一课时:光传感器基础知识及光感窗帘工作原理介绍。
第二课时:光感窗帘控制系统设计理论学习。
光感自动窗帘设计

一、课程设计项目名称光感自动窗帘的设计二、项目设计目的及技术要求基本要求:1. 采用VERIOLOG语言进行编程/进行硬件电路图的设计;2. 采用ISE或PROTEUS软件进行仿真,验证;3.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计报告;4.每个小组为一个团队,每人都要有具体任务。
内容要求:1)了解与掌握光感传感器、电动机的工作原理;2)整体设计思路和实现方法、系统框图和关键模块的说明;3)利用protues软件进行仿真与验证;4) 实现窗帘的自动开启与关闭。
当光线较强时,使系统中的电动机实现正转开启窗帘,当光线较弱时,使系统中的电动机实现反转关闭窗帘。
三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路原理图和PCB图)方案论述:方案一:通过光电传感器采集数据(光强度),反映出光信号变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等特点,且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样。
方案二:光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。
光敏电阻又称光导管,为纯电阻元件,其工作原理是基于光电导效应。
无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流(暗电流)很小,当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减小,电路中电流迅速增大。
一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。
它在光线的作用下其阻值往往小。
在黑暗的环境里,它的电阻值很高,当受到光照时,光敏电阻阻值下降。
光照愈强,阻值越低,入射光消失后,光敏电阻的阻值逐渐恢复原值。
选择第二种方案作为光检测装置。
方案原理图:原理图中央控制器——STC89C52RCSTC89C52RC是由宏晶公司推出的一种小型单片机,其主要特点为采用Flash存贮器技术,降低了制造成本,其软件、硬件与MCS-51完全兼容,且采用高密度非易失存储器制造技术制造,将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,可以很快被中国广大用户接受。
光控自动窗帘开关电路的课程设计

光敏电阻:用于检 测光线强度,控制 电路的开关状态
微控制器:用于接 收光敏电阻的输出 信号,控制电机的 转动
电机驱动电路:用 于驱动电机转动, 实现窗帘的开关
电源电路:为整个 电路提供稳定的电 源电压
Байду номын сангаас
电机类型:直流电机或步进 电机
驱动方式:PWM控制或H桥 驱动
驱动电路:使用MOSFET或 IGBT作为开关元件
控制信号:来自光控传感器 的信号或来自微控制器的信 号
保护措施:过流保护、过压 保护、过热保护等
设计注意事项:确保电机 驱动电路的可靠性和稳定 性,以及与光控传感器和 微控制器的接口兼容性。
电路设计:包括光敏电阻、微控制器、电机驱动电路等 电路优化:通过调整参数和算法,提高电路的稳定性和准确性 电路整合:将各个模块集成到一个电路板上,实现一体化设计 电路测试:通过模拟实际环境,测试电路的性能和稳定性
,a click to unlimited possibilities
汇报人:
CONTENTS
PART ONE
光控自动窗帘开关 电路主要由光敏电 阻、三极管、继电 器等元件组成。
光敏电阻的电阻随光照 强度的变化而变化,当 光照强度达到一定值时, 光敏电阻的电阻值减小, 三极管导通。
三极管导通后,继电器 线圈通电,产生磁场, 吸引继电器触点闭合, 从而控制窗帘的开关。
电路调试:在实际电路中测试电路的性能和稳定性,发现问题并进行调整
调试工具:使用万用表、示波器等工具进行电路调试
调试步骤:根据电路设计进行测试,记录数据,分析问题,调整电路参数,直至达到预 期效果
PART THREE
光电传感器的选择:根据窗帘开关的需求,选择合适的光电传感器 光电传感器的安装位置:确定光电传感器在窗帘开关中的安装位置 光电传感器的连接:将光电传感器与电路板进行连接 光电传感器的调试:对光电传感器进行调试,确保其能够正常工作
光感自控窗帘课程设计

光感自控窗帘课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生理解光感自控窗帘的工作原理,掌握光传感器的基本知识。
2. 学生了解光感自控窗帘在智能家居中的应用,理解其节能环保的意义。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析光感自控窗帘的电路图,并进行简单的故障排查。
2. 学生能够通过小组合作,设计并制作一个简易的光感自控窗帘模型。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科技创新的兴趣,激发学习科学技术的热情。
2. 学生树立节能环保意识,养成节能减排的好习惯。
课程性质:本课程为科技制作实践课程,旨在通过动手实践,提高学生对科学技术的兴趣,培养学生创新能力。
学生特点:六年级学生具有一定的科学知识基础和动手能力,对新鲜事物充满好奇心,喜欢实践操作。
教学要求:结合学生特点,注重理论知识与实践操作的相结合,鼓励学生主动探索、合作交流,提高学生的实践能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,达到学以致用的目的。
二、教学内容1. 光传感器原理:介绍光传感器的工作原理、种类及其在自动控制领域的应用。
- 教材章节:第三章《传感器及其应用》第四节《光传感器》- 内容列举:光敏电阻、光敏晶体管、光电池等光传感器的特点及应用。
2. 光感自控窗帘电路分析:分析光感自控窗帘的电路原理,掌握电路元件的连接方式。
- 教材章节:第四章《电子控制技术》第一节《自动控制电路基础》- 内容列举:光传感器、比较器、继电器等元件在光感自控窗帘电路中的作用。
3. 简易光感自控窗帘制作:通过小组合作,设计并制作一个简易的光感自控窗帘模型。
- 教材章节:第五章《实践操作》第二节《科技制作》- 内容列举:制定设计方案、选择合适材料、组装电路、调试光感自控窗帘模型。
4. 故障排查与维护:学习光感自控窗帘的故障排查方法,培养学生解决问题的能力。
- 教材章节:第六章《电子设备维护》第一节《故障排查与维修》- 内容列举:常见故障现象、原因及解决方法。
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光感自动窗帘控制系统设计课程设计计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题光感自动窗帘控制系统设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日计算机控制技术课程设计任务书目录1 概述 (5)1.1 研究背景 (5)1.2 设计思想及基本功能 (6)2 总体方案设计 (7)2.1 方案选取 (7)2.2 系统框图 (10)2.3总体方案设计 (10)3 硬件电路设计 (11)3.1 电源电路设计 (11)3.2 晶振电路 (12)3.3 复位电路 (13)3.4 时钟电路 (14)3.5 键盘电路 (15)3.6 显示电路 (16)3.7 A/D转换电路 (19)3.8 光敏传感器 (20)3.9 步进电机 (22)4 系统软件设计 (23)4.1 主程序软件设计 (24)4.2 键盘程序设计 (25)4.3 定时程序设计 (27)4.4 步进电机程序设计 (28)5总结 (30)参考文献 (30)附录系统原理图 (31)1 概述1.1 研究背景伴随着信息化时代的到来,人们的生活速度以及对生活质量的追求也在大幅提高。
智能化的产品设计在改变人们工作方式与生活习惯的同时,让人们对生活质量的提升提出了更高的要求,方便、舒适成了人们所追求的生活方式,在现代家庭生活环境中,居家环境早已不仅仅局限在物理空间上,人们更为关注的是一个安全、方便、舒适的环境。
智能化的电子产品以及设计将以前的被动静止物体转变为人们能够方便操控的工具,这些产品具有提供全方位的信息交换的功能,不仅能够优化人们的生活方式,帮助人们合理的安排时间,增强居家环境的安全性,甚至还可以为各种能源费用节约资金。
在智能化产品中,单片机的应用已经越来越广泛,单片机以它体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等优点,开始不断发展,并广泛应用于仪器仪表、家用电器、医疗设备、航天航空领域、工业专用设备的管理及过程控制等领域,在很多的大中型的电气设备以及小型的电子产品中也用到了单片机进行控制。
针对人们对智能化的需求以及对舒适生活的追求,窗帘自动控制系统改变了传统窗帘的劣势,它可以根据外界光照强度的不同而自动开闭窗帘,也可以根据人们设定的时间来控制窗帘。
该系统利用光敏电阻检测光照强度的变化,并且将光敏检测模块的电阻变化转化为电压变化,然后将电压变化的信号送单片机,单片机通过电机驱动模块控制着步进电机的正反转实现窗帘的来回移动。
本设计正是把利用AT89C51 单片机的优点以及简单实用性,顺利的完成了对智能控制的要求,并且为智能化的家居设备提供了良好的基础。
此外,对该系统进行扩展,比如可以加上防火,防盗,甚至室内煤气浓度监测等功能,会使该系统更具有实用性,而且也完善了系统。
1.2 设计思想及基本功能该系统具有一般的窗帘控制系统的最基本的功能,即通过电动按钮来开闭窗帘,在此基本功能的前提下,本设计根据需求还设计了可以根据光照强度和设定时间自动开闭窗帘的功能,在选取设计方案和采用元器件方面,该系统本着简单实用经济的思想,尽量简化电路设计,用最简单的电路布线和选用最经济实用的器件来达到设计要求。
光感自动窗帘控制系统具有以下几个基本功能:(1)手动控制:该功能是根据用户的需求通过按键进行窗帘的开关,此功能可以使窗帘处于开闭的任何一种状态;(2)自动控制:系统可以通过感光器采集室内光照强度,根据亮度的不同而自动控制窗帘的打开程度;(4)时间控制:此功能是根据用户设定的时间在特定的时间点一次性开关窗帘。
2 总体方案设计2.1 方案选取单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛,很多的电子产品利用单片机所取得的便利得到了人们的好评,针对单片机控制的自动窗帘控制系统的智能化要求,实现其自动控制的方案有两种:方案(一)系统的传动机构使用直流电机,窗帘只有两个简单的状态:完全打开和完全关闭;方案(二)系统的传动机构使用更精确灵敏的步进电机,使得窗帘从关闭到完全打开之间有6个不同的等级。
这二个方案都是基于单片机控制的,光线感应以及数码管显示,不同的设计部分在于传动机构和窗帘的设计形式的选取上。
方案(一)的窗帘由于只有完全开与完全关两种状态,所以窗帘本身设计不需要太复杂,采用普通的卷帘即可。
关闭时,电机旋转全部放下卷帘;打开时,电机将卷帘全部卷起。
方案(二)的窗帘从完全关闭到完全打开按打开程度有0~5共六个等级,窗帘设计成类似百叶窗的形式,通过步进电机可以精确控制每个叶片的旋转角度,从而控制开关程度的大小。
当叶片与窗户面平行时,窗帘完全关闭;当叶片与窗户面垂直时,窗帘完全打开。
下面图2.1所示是方案(一)的效果图;图2.2是方案(二)的效果图:图2.1 方案(一)卷帘效果图图2.2 方案(二)百叶窗式效果图鉴于方案一这种卷帘现在市场上已经发展很好,没有太多继续研究的价值,并且其窗帘控制过于单一,而且不如方案二的百叶窗式的窗帘美观。
图2.3所示是百叶窗关闭打开的原理图,图2.4是步进电机驱动百叶窗各叶片的物理截面图,其根据光照强度的大小有不同程度的打开,能够更精确的满足用户的需求,所以本设计选择方案二。
图2.3 百叶窗原理图步进电机主动轮窗帘叶片从动轮图2.4 步进电机与百叶窗叶片连接截面图2.2 系统框图方案(二)的系统框图如图2.5。
图2.5 系统框图2.3总体方案设计自动窗帘控制系统总体方案设计是基于满足设计要求的前提并且根据理论上的可实现性和硬件上的经济实用性,而进行设计的重要环节。
本章从人们对系统功能需求出发,在综合考虑各种因素的情况下,设计出自动控制系统的总体构架,并且在基本功能需求的基础上尽可能考虑系统的可扩展性。
伴随着科学技术的发展和人民生活水平的日益提高,人们对生活舒适性的追求越来越强烈,而窗帘在每个家庭生活是必备的,其基本功能是保护住户的隐私以及遮蔽阳光等。
基于这些作用窗帘的便利性自然也受到家庭的关注。
但传统的窗帘绝大部分是用手去开关,每天开关不仅不省力,而且还可能错过最佳光照时间,尤其是大窗帘,比较重,而且长,在开闭时需要费很大力气才能开关窗帘,特别不方便;针对这种现象,电动窗帘便由此产生。
现有的电动窗帘基本上都可以利用按键控制,自动开关闭窗帘,虽然省了力气,但是有些方面的设计还是不够人性化。
对此,本控制系统提出可以根据光照以及定时等开关窗帘,具体有以下几大功能:(1)手动控制状态:此功能使自动窗帘控制系统具有手动拉开、关闭的功能,方便用户控制。
(2)亮度自动控制:此功能是根据室内光照强度的大小,来决定百叶窗每个叶片的旋转角度从而控制窗帘打开的大小程度。
(3)时间自动控制:此功能根据用户需要,设定需要开闭窗帘的时间,通过输入的开启或关闭时间,控制窗帘开关。
光感自动窗帘控制系统设计的总体框图如图2.6所示。
图2.6 电动窗帘控制器结构框图根据光照来开闭窗帘主要原理是用光敏电阻采集外界的光强度,从光传感器采集的信号利用信号校正电路放大,滤波后输入到A/D转换器,由于A/D转换器件的转换需要一定时间,一旦在这段时间内信号发生变化,转换结果将会出现偏差,所以在转换期间要应该采用采样保持电路。
传入的信号由89C51单片机来控制,并且做出响应,以实现电机的正转、反转与停止。
显示模块是用来显示自动窗帘控制器的各种状态。
键盘作为输入设备,通过不同按键来控制单片机进行各种运转状态。
3 硬件电路设计3.1 电源电路设计单片机正常工作电压为5V,因此设计的电源电路主要是提供单片机工作电压。
图3.1是为单片机提供电压的电源电路。
在这个电路中采用了三端集成稳压器LM7805,可以输出5V的直流电压以供给单片机。
.T1.图3.1 电源电路图3.2 晶振电路电路中的晶振即石英晶体震荡器。
由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力,所以,石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。
通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。
同时,它还可以产生振荡电流,向单片机发出时钟信号。
图3.2是单片机的晶振电路。
片内电路与片外器件就构成一个时钟产生电路,CPU的所有操作均在时钟脉冲同步下进行。
片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率,一般多在1.2MHz~24MHz之间选取。
C1、C2是反馈电容,其值在20pF ~100pF 之间选取,典型值为30pF 。
本电路选用的电容为30pF ,晶振频率为12MHz 。
振荡周期=s μ121;机器周期sS m μ1=指令周期=s μ4~1。
XTAL1接外部晶体的一个引脚,XTAL2接外晶体的另一端。
在单片机内部,接至上述振荡器的反相放大器的输出端。
采用外部振荡器时,对HMOS 单片机,该引脚接外部振。
在石英晶体的两个管脚加交变电场时,它将会产生一定频率的机械变形,而这种机械振动又会产生交变电场,上述物理现象称为压电效应。
一般情况下,无论是机械振动的振幅,还是交变电场的振幅都非常小。
但是,当交变电场的频率为某一特定值时,振幅骤然增大,产生共振,称之为压电振荡。
这一特定频率就是石英晶体的固有频率,也称谐振频率。
石英晶振起振后要能在XTAL2线上输出一个3V 左右的正弦波,以便使MCS-51片内的OSC 电路按石英晶振相同频率自激振荡。