智能电动窗帘设计[详细教程]

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  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。

  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。

  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;

  晶振为11.0592M,P0.6和P0.7为PWM波输出端口,电机正转PWM波占空比为80%;P3.2、P3.3为外部中断按键,P2.1为光敏电阻电压输入端口;

  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;

  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;

  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;

  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。

  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;

  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。

  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;

  如果说建筑是凝固的音乐,那么完美的家庭智能化自动控制系统则是这首乐曲上绝妙的音符。在科技发达、物质富庶的今天,自控系统已不单纯是实现室内基本安防、照明、采暖的工具,而且是建筑装饰的一种实用艺术品,是自动化技术与建筑艺术的统一体。完善的自控系统集装饰、照明、安防及节能于一身,尽力达到完美与和谐的统一,充分利用科学与艺术的搭配,光与影的组合以及安防与空调的自动控制来创造各种舒适、优雅的环境,以加强室内空间效果的气氛。而智能窗帘作为智能家居的一部分,更显得尤为重要。试想,当你在看电视前还要去理会那窗帘的开关实在是一件烦人的事情,当你躺在床上的时候,发现窗帘没有关上的时候,当你早上醒来发现房间里乌黑一片……你是不是很恼火啊。为了解决这些生活中碰到的实际问题,智能窗帘设计便应运而生。

  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;

  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;

  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;

  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;

  使用技术成熟的单片机最小系统作为主要控制系统,因为它是一个软硬件相结合的系统,软件是控制单片机控制的程序源代码;硬件是实现系统控制功能的电子元件、单元电路的组成;

  使用由四个MOS管连接H桥式电机驱动电路作为驱动模块实现对直流电机的驱动。

  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。

  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;

  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脉冲出现。可以连续进行数据发送。

  1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;

  由于时间和技术上的限制,未来还需要针对智能窗帘各个模块的参数进行调优,通过与实际问题相结合的设计得到更好的结果。

  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

  当主控制器的P0.6端口输出为高电平,P0.7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P0.6端口输出为低电平,P0.7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P0.6端口输出为低电平,P0.7端口输出为低电平的时候,电机不转,窗帘保持原状态;

  电路原理图如右图所示:发光二极管的压降Uon约为1.8V,通过二极管的电流I=(Vcc-Uon)/R5≈0.63mA ;