智能光控窗帘设计
智能窗帘控制系统设计

智能窗帘控制系统设计概述系统组成1.电动窗帘模块:包括电动驱动器、电动控制器和传感器等组件。
2.无线通信模块:负责传输控制信号,与用户手机或智能家居主控系统进行通信。
3.用户手机应用程序:提供用户界面,实现远程控制和定时操作等功能。
4.云端服务:负责存储用户数据和控制指令,并提供远程访问和控制的功能。
系统功能1.远程控制:用户可以通过手机应用程序随时随地对窗帘进行远程控制,实现打开、关闭、停止和调节等功能。
2.定时操作:用户可以根据自己的需要设置窗帘的定时打开或关闭,例如早上起床时自动打开窗帘,晚上睡觉时自动关闭窗帘等。
3.自动感应:系统可以通过传感器实现对环境变化的自动感应,例如当阳光过强时自动关闭窗帘,室内光线不足时自动打开窗帘等。
系统设计1.用户界面设计:手机应用程序提供友好的用户界面,包括窗帘状态显示、控制按钮和定时设置等功能。
2.通信模块设计:采用无线通信技术,如Wi-Fi或蓝牙,与用户手机进行通信,保证控制指令的传输可靠性和稳定性。
3.传感器设计:采用光敏传感器和温湿度传感器等,实现自动感应功能,能够根据环境变化自动控制窗帘的打开和关闭。
4.电动驱动器设计:选择适当的电动驱动器,确保其能够快速、平稳地控制窗帘的运动,并具备一定的承重能力。
5.数据存储与云端服务:用户的定时设置和控制记录等数据可以存储在云端,方便用户进行远程访问和控制。
云端服务还可以提供更多的智能化功能,如智能推荐、数据分析和故障诊断等。
系统优势1.提高居住舒适度:用户可以根据自己的需求随时调节窗帘,使室内光线和气温更加适宜,提高居住舒适度。
2.省时省力:用户无需亲自去拉动窗帘,可以通过手机进行控制,省去了繁琐的操作过程。
3.节能环保:系统的自动感应功能可以根据环境变化自动控制窗帘,使室内光线和温度保持在适宜的范围,降低了能耗,实现节能环保的目的。
总结智能窗帘控制系统是智能家居领域的一个典型应用,通过无线通信技术和传感器的应用,实现了远程控制、定时操作和自动感应等功能,提供用户更加方便和舒适的使用体验。
智能窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计摘要:本文针对自动家居系统中的窗帘控制系统问题,设计了一款基于一片式的机器的自动窗帘控制系统。
系统基于一天中光线强弱和温度不断变化的特点,实现了一天中随着日照强度和温度的不同动态控制窗帘的打开与闭合。
此外,为使得自动窗帘系统更加人性化,在设计中加入了无线控制模板,从而实现自动窗帘系统的自动化控制。
本系统以STC89C52一片式的机器作为核心控制器,通过接收到环境光强度和温度,实现对窗帘的自动控制,同时,支持无线通信和电脑发送指令控制窗帘的功能。
本设计主要以51一片式的机器为主控单元进行硬件模板化设计,主要分为光照检测模板、节能显示模板、时钟模板、按键控制模板以及电机驱动模板。
根据设计要求,主要实现在周围光线暗时,自动窗帘自动拉开,在周围光线亮时,自动窗帘自动关闭,即为光控功能。
与此同时,还有手动模式下,自动窗帘可根据用户需求,实现开合或暂停。
此项设计可使得生活更便利,舒适,并且操作简单易懂,成本低,具有良好的市场拓展研发前景。
关键词:自动家居;窗帘控制;一片式的机器;无线控制;自动化;光的敏感电阻;步进电机Study on the Cuisine Culture of Hot PotAbstract:Aiming at the curtain control system in smart home system,this paper designs an intelligent curtain control system based on single chip computer.Based on the changing characteristics of light intensity and temperature in a day,the system can dynamically control the opening and closing of curtains with different sunshine intensity and temperature in a day.In addition,in order to make the intelligent curtain system more humane,wireless control module is added in the design,so as to realize the intelligent control of the intelligent curtain system.This system takes STC89C52 as the core controller,realizes the intelligent control of curtain by collecting the intensity and temperature of ambient light,and supports the function of wireless communication and computer sending instructions to control curtain.51 single-chip microcomputer has been used to design the main control unit to carry out the hardware modular design.The control system is mainly divided into illuminationdetection module,节能display module,clock module,key control module and motor drive module.According to the design requirements,the system has the light control function when means that the smart curtains are automatically opened when the ambient light is dark,and the smart curtains are automatically closed when the ambient light is bright.At the same time,smart curtains can be opened or closed according to user needs under the manual mode.This design could make life more convenientand comfortable,simple operations,easy to understand and low cost,and have a good market to expand the research and development prospects.keyword:Smart Home;Curtain Control;Single Chip Microcomputer;Wireless Control;Intelligent;Photosensitive;resistor目录第1章引言 (1)1.1课题的简介与意义 (1)第2章系统工作原理 (2)2.1对系统执行机构的控制和信息处理 (2)2.2系统硬件方案选择 (3)2.3系统硬件电路的设计 (3)2.3.12.1 STC89C52一片式的机器系统设计 (3)2.3.22.2 LCD1602液晶显示电路设计 (4)2.3.3 2.3 DS1302时钟电路设计 (5)2.3.4 ADC0832电路设计 (6)2.3.52.5步进电机原理构造 (7)2.3.6 ULN2003硬件设计 (8)2.3.6继续接收电器控制模板 (8)第3章系统设计 (9)3.1系统软件部分设计 (9)3.2系统硬件设计 (10)3.2.2红外测温模板 (11)3.2.3自动窗帘模板 (12)3.2.4定时开关 (13)3.2.5温度和光强控制开关 (13)3.2.6手动开关 (13)3.2.7语音控制 (13)3.2.8火灾监测模板 (13)3.2.9门窗防盗模板 (13)3.3系统组网 (14)3.4 ZB核心芯片 (14)3.4.1光控节能灯模板 (15)3.4.2继续接收电器控制模板 (15)3.5协调器和路由节点电路 (16)3.6非投影下光线调整子程序 (18)3.7总体设计 (19)(1)接收到的LUX值在I级范围,PLC控制百叶窗帘关闭。
智能遥控窗帘系统设计

智能遥控窗帘系统设计一、系统需求分析1.开关控制:用户可以通过手机APP随时远程控制窗帘的开关。
2.位置调节:用户可以通过手机APP实现对窗帘位置的调节,如窗帘的上升、下降、停止等。
3.定时控制:用户可以通过手机APP设置定时开关窗帘,以实现自动化的功能。
4.本地手动控制:在手机APP无法连接或用户不方便使用的情况下,用户也可以通过本地手动开关控制窗帘。
5.安全保护:系统应具备安全保护功能,防止窗帘过度撕裂或损坏。
二、系统设计方案1.硬件设计:a.控制器模块:通过无线通信技术与手机APP相连接,接收指令并控制窗帘的状态。
b.位置传感器:用于检测窗帘的位置,实现精确的位置调节功能。
c.动力装置:用于窗帘的上升、下降以及位置的调节,可以采用电机、电磁阀或气动装置等。
d.安全传感器:用于检测窗帘是否被卡住或窗帘布料是否撕裂,一旦检测到异常情况即刻停止窗帘的运动。
2.软件设计:a.手机APP:通过手机APP实现与智能遥控窗帘系统的连接,并提供可视化界面供用户操作。
用户可以在手机上通过点击按钮来实现对窗帘的开关、位置调节、定时控制等功能。
b.后台服务器:通过无线通信技术与控制器模块相连接,接收手机APP发送的指令,并将指令传输给控制器模块。
3.系统工作流程:a.用户打开手机APP,连接到智能遥控窗帘系统。
b.用户在手机APP上点击相应的按钮,发送指令给后台服务器。
c.后台服务器接收指令并传输给控制器模块。
d.控制器模块接收指令后,控制窗帘的状态,实现对窗帘的开关、位置调节等功能。
4.系统优势:a.方便快捷:用户可以通过手机APP实现远程遥控窗帘,不受时间和地点的限制。
b.智能化:窗帘可以根据用户的设定实现自动化的定时控制,提高生活的便利性。
c.安全可靠:系统具备安全保护功能,一旦检测到异常情况即刻停止窗帘的运动,避免安全隐患。
三、技术实现与应用前景1.技术实现:a. 采用无线通信技术,如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等,与手机APP相连接。
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。
基于单片机的智能光控窗帘设计

目录1 引言 (1)研究目的和意义 (1)2课题的研究内容 (1)2.1技术方案的选择 (2)3 系统结构与工作原理 (2)3.1系统结构 (2)3.2工作原理 (3)4 系统硬件设计 (3)4.1整体设计模块 (3)4.1.1单片机的复位、时钟电路 (3)4.1.2光信号的模拟与判断 (4)4.1.3 开关控制电路 (5)4.1.4 指示灯电路 (6)4.1.5 控制电动机正反转电路 (6)4.2系统整体电路 (6)5 软件设计 (7)5.2程序流程图 (7)6 系统的不足和改进 (11)6.1系统的不足 (11)6.2系统的改进 (11)7.心得体会 (11)参考文献 (12)附录 (13)基于单片机的智能光控开关设计摘要随着社会的不断进步,人们在智能化控制上的逐步认识和接受,并从多方面开始关注,尤其在生活方面做出了很多的努力。
光照对人民生活是很重要的,人们可以根据光照的强弱选择对窗帘的开关。
它不仅适用于人们生活的住宅区,而且适用于工厂、办公室、教学楼等公共场所。
因此智能开关,在现代化的生活中,将起到重要的作用。
为了能根据室外环境亮度实现窗帘自动拉合的设计需求,一种简单的通过光照强度来控制窗帘的开关的开闭合,从而达到开关的自动断开、闭合功能,其具有很强的适用性。
提出了一种基于单片机控制的光控窗帘设计方案,并完成系统的软、硬件设计。
该系统的硬件部分主要利用光敏传感器产生的信号作为单片机输入信号,软件部分采用C 语言进行编程,能够完成智能光控窗帘的自动拉合。
同时,考虑到用户习惯和天气原因,本方案还设置了选择开关,用户在使用窗帘时可任意选择自动或手动控制方式。
实际应用表明,该系统具有设计成本低、可靠性高的特点,达到了设计要求。
关键词:单片机光敏传感器直流电动机C语言智能光控窗帘1 引言随着生活水平的不断提高,人们对家庭生活舒适度的要求也越来越高,具有装饰、遮光并能进行自动开合的智能光控窗帘成为了现代家居生活的新宠。
光控自动窗帘设计书

光控自动窗帘设计书光控自动窗帘设计书随着科技的进步和人们对生活品质的追求,光控自动窗帘成为了家居装饰中的热门选择。
光控自动窗帘不仅能够实现智能控制,提供便利的使用体验,还能够有效地调节室内光线,改善居住环境,提高生活质量。
本设计书旨在全面介绍光控自动窗帘的设计原理、功能特点、使用方法以及相关注意事项,为设计师和消费者提供有指导意义的参考。
一、设计原理光控自动窗帘的设计原理主要包括光感功能和智能控制功能两个方面。
1. 光感功能:光控自动窗帘内置光感传感器,能够实时感知室外光线强度,并根据设定的阈值自动调节窗帘的开合程度。
当光线较强时,窗帘会自动闭合,有效遮挡阳光直射进室内,提供良好的遮光效果;而当光线较暗时,窗帘会自动打开,留出适量的光线进入室内,烘托温馨的氛围。
2. 智能控制功能:光控自动窗帘可与智能家居系统连接,通过手机、遥控器或语音控制等方式进行远程控制。
用户可以根据自己的需求随时调整窗帘的开合程度,实现个性化的光线调节。
二、功能特点光控自动窗帘具有以下功能特点,能够为用户带来便利和舒适的使用体验。
1. 自动感光调节:光控自动窗帘能根据室外光线强度自动感光调节,智能判断是否需要遮挡阳光,为用户提供舒适的室内环境。
2. 远程智能控制:光控自动窗帘可通过手机、遥控器或语音控制等方式进行远程控制,无需人工干预,提高使用便利性。
3. 多种开合方式:光控自动窗帘支持手动、定时或自动模式,用户可以根据实际情况选择适合的开合方式,满足不同需求。
4. 安全保护功能:光控自动窗帘内置安全感应器,当窗帘遇到阻力或者危险情况时,能够自动停止运行,确保使用安全。
三、使用方法光控自动窗帘的使用方法简单便捷,用户只需按以下步骤进行操作:1. 安装设置:根据产品说明书将光控自动窗帘正确安装在窗户上,并与智能家居系统连接。
2. 设定阈值:根据个人喜好和实际需求,设定光感传感器的阈值,以控制窗帘的开合程度。
3. 选择模式:根据具体情况选择手动、定时或自动模式,并设置相应的开合时间或条件。
智能家居中的智能窗帘控制系统设计

智能家居中的智能窗帘控制系统设计智能家居已经成为了人们日常生活中越来越不可或缺的一部分,其中智能窗帘控制系统是智能家居中重要的一部分,因为能够智能地控制窗帘的开合关键体现了智能家居的核心理念:提高生活质量和便利性。
智能窗帘控制系统设计需要考虑的因素有很多,比如系统的软硬件设计、与其他智能设备的联动、安全性等等。
下面,我们将从这些角度分别来探讨智能窗帘控制系统的设计要点。
一、软硬件设计智能窗帘控制系统的软硬件设计应该考虑功能、易用性、可靠性和易于维护等方面,通过合理的设计可以实现窗帘智能化、自动控制、远程控制、定时控制等功能。
首先要考虑的是窗帘追踪功能,智能窗帘控制系统需要通过光线传感器等传感器技术来自动判断窗帘的开合状态,从而确定窗帘应该打开还是关闭。
这一过程需要用到单片机或微控制器等硬件设备来实现,可以根据传感器输出的信号来控制窗帘马达的转动。
其次,智能窗帘控制系统还需要具备远程控制和定时控制能力。
这需要用到无线通信技术,可以通过Wi-Fi或蓝牙等技术实现从智能手机等终端设备控制窗帘的开合。
同时,定时控制是智能家居中比较基础的功能,可以通过编写简单的程序来实现。
最后,智能窗帘控制系统还要能够记忆用户的使用习惯,不断学习适应用户习惯来自动控制窗帘开合,这也需要软硬件系统具备强大的处理功能和记忆功能。
二、与其他智能设备的联动智能窗帘控制系统的另一个重要的设计需求是与其他智能设备实现联动。
智能家居的一个重要特点就是互联网+,智能设备之间可以互相联动实现更为智能和便捷的功能。
例如,如果智能家居中有温度传感器,智能窗帘控制系统就可以配合温度传感器来自动调节窗帘的开合程度,使得室内温度始终保持在用户设定的温度范围内。
此外,智能窗帘控制系统还可以与智能音箱、智能门锁、智能灯具等设备联动,实现生活的智能化。
例如用户离开家时,智能窗帘控制系统可以实现远程关闭窗帘、锁门等功能。
三、安全性智能窗帘控制系统也需要考虑安全性,确保系统的可靠性和用户数据的安全。
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。
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智能光控窗帘设计(总14页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--长春理工大学课程设计设计课题:智能光控窗帘的设计院系名称:生物医学工程班级: 1008112学生姓名:孙鹏鹏学号: 29指导老师:黄丹飞智能窗帘系统设计摘要本文描述了智能遥控窗帘系统的设计和工作原理,给出了智能遥控窗帘系统的硬件原理图、软件流程图。
用单片机实现窗帘控制,为传统的手拉式或滑轮式窗帘应用模式转轨到新的红外模式和光敏电阻模式以及按键模式提供了具体解决方案,也为窗帘的智能化发展提供了新的思路。
本文的主要研究使用价格相对便宜的红外线遥控发射芯片、和光敏电阻模块和按键开关来实现对智能窗帘的半自动和全自动的控制;关键词:自动窗帘系统;红外线遥控;光敏电阻模块;H桥式电机驱动电路;单片机最小系统The Design of Intelligent Curtain SystemAbstractThis paper describes the intelligent remote control curtain system design and working principle, presents the intelligent remote control curtain system hardware diagram, the software flow chart. With MCU curtains control, for the traditional type or pulley type curtain application mode transition to the new infrared pattern and photosensitive resistance mode and key model provides specific solutions, as well as the curtain intelligent development provides a new train of thought.The main research work was as follows:the used of the relatively cheap price of the infrared remote control transmitting chip, and photosensitiveresistance module and a key switch to achieve the intelligent curtain semi-automatic and fully automatic control;Key words: automatic curtain system; infrared remote control; the photosensitive resistor module; H bridge motor drive circuit; the smallest single-chip system一绪论设计目的自动定时来实现窗帘的定时张开与关闭,早上定点拉开窗帘,同时起到早上提醒业主起床的作用,给人营造温馨与舒适的环境。
实现一键控制功能,可以一键将窗帘拉开或关闭。
设计任务1)室外光强高于30KLX时,该电路自动控制电机使窗帘拉开。
2)设置两个手动按钮,一个控制窗帘向两边张开,一个控制窗帘向中间闭合,此时的操作不受光的控制。
研究思路和方法定时开关要实现双定时,则其主要的技术在与将不同强度的光信号转化为不同值的电信号,同时对电信号进行取样,再使用一个专业的窗口比较器LM393对电压值进行分段,来实现双定时;一键控制在于的是简洁方便,同时为了降低成本,加强实用性,课题选用红外控制和按键控制两种键控制方式来实现对窗帘的一键控制功能;在执行机构方面,为了降低成本和维护实物的美观性,课题采用了一个直流电机,采用三脚架结构固定安放电机,通过对绳索在电机凹槽的缠绕方式的不同,来实现窗帘的左右开合。
二项目总体方案设计系统原理框图系统原理框图如图1所示:图1 系统原理框图工作原理首先这款智能电动窗帘属于智能家居的一个分模块,因此电源供电以室内交流电220V最为合适,因为课题使用了以单片机为主控芯片的控制器和12V 直流减速电机,所以整个模块需要12V、5V两种直流电源; 5V电源为主控制器电源,12V电源为MOS管H桥驱动电路电源;主控制器选用了以单片机为主控芯片的最小控制系统,使用了软硬件结合的方式来实现整个窗帘的智能化;红外控制课题选用了市场上比较实用SM0038系列的红外模块来实现;定时模块课题采用了以可见光光敏电阻器为传感器,通过传感器检测光的强弱来确定相对应的电压值;驱动电路选用了以MOS为核心的H桥式驱动电路来驱动电机正反转,三系统硬件设计单元电路工作原理和实现功能:电源指示灯模块:利用发光二极管作为电源指示灯,批示电源是否接通。
电路原理图如右图所示:发光二极管的压降Uon约为,通过二极管的电流I=(Vcc-Uon)/R5≈;图2 电源指示灯图220伏交流电转12伏直流电模块:图3 220V交流电转12V直流原理图课题选择了一个220---12V的变压器,得到一个12V的交流电,再通过由4个N4007整流二极管组成的H桥整流电路和一个50V—1000uF的极性电容来得到一个直流12V电源;J1排针口为220伏交流电输入口,T1为220伏到12 伏的变压器,四个整流二极管N4007型号的组成的整流器,C2为是整流滤波电容;为了减小元件误差,课题使用了7812和7805三端稳压芯片来得到12V 、5V 的直流电源。
7812稳十二伏稳压模块:图4 12V稳压模块原理图12V电源为MOS管H桥驱动电路电源;J3是从220伏交流电转12伏直流电模块的电压输出口,从7812的1号脚输入,2号脚接地,3号脚为12V稳压电源输出端口;C9电容为滤波电容;7805稳五伏稳压模块:图5 5V稳压模块原理图5V电源为主控制器电源;J3是从220伏交流电转12伏直流电模块的电压输出口,从7805的1号脚输入,2号脚接地,3号脚为5V稳压电源输出端口;C19电容为滤波电容;主控制器:主控制器原理图如图6所示:图6 控制器原理图用软件生成了PWM波,通过P0端口来驱动MOS管H桥驱动模块,让电机正转或者反转;当主控制器的端口输出为高电平,端口输出为低电平的时候,电机正转,窗帘拉开;当主控制器的端口输出为低电平,端口输出为高电平的时候,电机反转,窗帘闭合;当主控制器的端口输出为低电平,端口输出为低电平的时候,电机不转,窗帘保持原状态;表1 电机状态与、口电平关系表电机状态反转01不转00正转10晶振为,和为PWM波输出端口,电机正转PWM波占空比为80%;、为外部中断按键,为光敏电阻电压输入端口;光敏电阻传感器模块:图7 光感模块原理图光敏电阻课题选用了TYL系列光敏电阻器,它是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换;根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器,紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器、可见光光敏电阻器;课题选用了可见光光敏电阻器光敏电阻属半导体光敏器件,除具灵敏度高,反应速度快,光谱特性及r值一致性好等特点外,在高温,多湿的恶劣环境下,还能保持高度的稳定性和可靠性;传感器模块使用了一个10K的滑动变阻器作为打压调节平衡器,入射光强,电阻减小,2号端口电压值变大,窗帘打开;入射光弱,电阻增大,2号端口电压值变小,窗帘闭合。
然后通过一个LM393进行一个比较,确定两个阈值,使得LM393发出三种不同的高低电平组合信号通过单片机的P2端口来实现对窗帘的开合控制;表2 光强、光敏电阻电压及窗帘状态关系表光照强度光敏电阻电压v窗帘开合状态E<10KLX U》关闭10KLX<E<30KLX《U《保持E>30KLX U《开SM0038红外模块作为红外遥控装置:图8 红外遥控模块原理图将红外的接收端安装在主控制器上,课题使用了发射端的五个按键作为整个智能窗帘系统的红外控制按键,来实现窗帘的开合,以及遥控与定时的相互转换;红外遥控模块采用了SM0038系列,其解调输出信号可以直接有微处理器解码,其主要特点是可靠性高,不易受环境干扰,并可以防止非控制信号的输出1 234 51号健为整个系统的电源总开关键,2号健是夜间模式键,打开2号健的时候,是在夜间状态,窗帘已经关闭,光敏电阻模块放置在靠向窗户一侧,当第二天天亮,室外光打达到设定的阈值时,夜间模式功能使得窗帘打开,提醒主人起床,当不需使用夜间模式时,可按下3 号健,关闭夜间模式,当然使用其他的三个遥控键也可以实现关闭夜间模式功能;4号健为窗帘打开键,5号健为窗帘关闭键;实现了红外遥控功能;键标号对应键值功能说明145H总开关246H夜间定时模式开启347H夜间定时模式关闭444H电机正转窗帘开启540H电机反转窗帘闭合 H桥MOS管驱动电机电路模块:图10 电机驱动模块原理图4个MOS管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠。
之所以选用MOS管,而不选用双极型晶体管,是因为双极型晶体管本身有导通电阻,在通过大电流时会明显发热,如果没有散热措施会很容易烧毁。
这样就会限制电路功率的增加。
而MOS管由于结构和原理的不同,导通电阻远比普通三极管低,允许流过更大的电流,且MOS管都内置有反向二极管来保护管子本身,所以采用MOS管连接H桥不但效率可以提高,电路也可以简化,使用MOS管搭建H桥,高位电路使用P沟道管;低位使用N沟道管。
Q1和Q2为绝缘栅型P沟道耗尽型场效应管,型号为IRF9540;Q3和Q4为绝缘栅型N沟道耗尽型场效应管,型号为IRF540;当输入为高电平输入为低电平时,Q1和Q4管导通,Q2和Q3管截止,电机正转;当输入为低电平输入为高电平时,Q1和Q4管截止,Q2和Q3管导通,电机反转。
电机:电机选用的是一个十二伏直流电机,转速为150转/分,功率为5W,价格为五十元,在本系统的电机选用中,性价比为相对最优。
四系统软件设计各个单元的设计思路和实现的功能(按摸块化设计)1)实现智能窗帘系统的定时自动开合功能:软件定时,使电机正反转的时间确定,防止电机正反转过度;2)实现智能窗帘系统的一键控制功能:a:依靠单片机的中断功能实现按键控制窗帘开合;软件设计外部中断程序来实现该功能;b:使用红外模块实现远程的按键控制窗帘开合:对购买的SM0038红外模块进行软件的红外解码,时期实现红外远程控制窗帘开合;3)对光敏电阻采集的电信号进行采样滤波以及数值处理:实用软件编写一个采样中值滤波程序实现光检测窗帘自动开合;4)电机能够实现正反转:在主控制器单片机内用程序生成一个PWM波,通过改变它的占空比来实现电机的正反转。