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智能窗帘

专家
2013-01-28 13:40:47     打赏

作者:唐山学院 肖晨光 张雨涛 王河龙
指导教师:张帆 魏丽

  作品简介  

 
 

  我们设计的智能窗帘有自动控制和远程遥控控制两种模式,窗帘在光强时自动开启,在光弱时自动关闭。同时遥控也能控制它的开闭,1键是窗帘总开关,控制窗帘的启动和停止。2键控制窗帘打开,3键控制窗帘关闭,4键是由遥控模式转换到自动模式,根据光照情况,窗帘自动开关。用两个电机来带动窗帘的动作,在两端安装了两个光电开关,当窗帘到头时会自动停止。为增加窗帘的实用性,我们还增加了防盗报警功能,利用人体感应模块、语音芯片、扬声器组合设计而成,当人体接近感应模块时,会自动发出报警的声音来提醒主人。

  平台选型说明

  单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心)

  设计说明

  随着现代社会的高速发展,人们对室内设计智能化的要求也越来越高。方便与享受的智能窗帘对于现代快节奏的人们生活来说,是适应现代化办公和生活环境的需要,是人们生活水平提高的一个标志。
  本课题介绍基于stc15f2k60s2单片机控制的智能窗帘系统,它采用了无线遥控技术,实现在室内任何地方,只要轻按遥控器,窗帘就会随心所欲地打开或关闭功能。控制系统模式分为红外模式和光敏电阻模式以及按键模式,实现了窗帘的智能化控制。
  1功能简介
  电路可以由三种不同的方式来控制窗帘动作,主要通过不同的控制模式控制。手动模式拥有最高优先处理权,有两个按键对其进行操作,可以控制电机的正反转,即可实现窗帘的开关;若处于自动状态下,用光敏电阻对外部环境进行采光,通过单片机对电机进行控制,实现天亮窗帘自动打开,天黑窗帘自动关闭这一功能;若采用遥控方式,用遥控电路对其控制,实现遥控开启关闭窗帘及自动模式的开启关闭的功能。
  2工作原理
  远程遥控功能 本智能窗帘通过stc15f2k60s2单片机、红外发射器、一体化接收头以及电机控制系统实现对窗帘的远程控制。用户通过对遥控器的操作发射红外信号,装在窗帘上的一体化接收头接收到信号后通过解码,再将解码后的信号传给单片机的响应输入口,单片机立即处理信号,控制电机系统拉动窗帘,使其打开或者关闭到用户所需状态。
  光控调节功能 在屋内合适的地点安放光敏模块,当光照强度改变时,光敏电阻的阻值会随着改变,通过光敏模块的A/D转换器将模拟信号转化成数字信号,单片机处理此信号后控制直流电机,通过直流电机的转动方向控制窗帘的开关。
  按键控制功能 本系统设计两个按键,分别实现电机正反转,以应对遥控失灵等意外情况。体现了本系统的人性化设计。
  3单元电路原理
  (1)电源模块
  三端集成稳压器的组成包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分,另外加上保护电路和启动电路。在W7800系列三端集成稳压器中,已将三种保护电路集成在芯片内部,它们是限流保护电路、过热保护电路和过压保护电路。  

 

  当输出电压主比较高,应在输入端与输出端之间跨接一个保护二极管VD,如图中有断线点。其作用是在输入端短路时,使Co通过二极管放电,以便保护集成稳压器内部的调整管。
  (2)遥控模块
  1号键为整个系统的电源总开关键,1键按下,电机停止转动。2号健是电机正转键,窗帘打开。3号键电机反转,窗帘关闭键。4号键负责开启和关闭自动模式。自动模式状态下,用光敏电阻对外部环境进行采光,通过单片机对电机进行控制,实现天亮窗帘自动打开,天黑窗帘自动关闭这一功能。
  1、红外线发射电路
  使用由常规集成电路组成的双通道红外遥控电路,这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器,因此成本较低。  

  

   2、红外线接收电路
  采用是一种一体化的红外线接收头,体积小巧、价格低廉、使用方便、无须调整、抗干扰能力强、工作稳定可靠。三个输出脚依次为:OUT(红外线接收后经解调、整形的输出脚步)、GND(地)、+(电源正端)。  

 

  (3)光敏电阻模块  

 

  应用光控原理工作,天亮窗帘自动打开,天黑窗帘自动关闭。由运放组成比较电路,同向输入端有两个电阻分压得到一个电压值,作为基准电压进行比较,而反相输入端用一个光敏电阻对外部环境的光线进行采集,利用光敏电阻暗时电阻大,亮时电阻小的特点,来确定反向输入端的电压值。再两者进行比较,比较后的信号再送入stc15f2k60s2单片机的P3.2口,从而控制电机的正反转。来实现天亮窗帘自动打开,天黑窗帘自动关闭这一自动控制功能。
  (4)光电开关模块
  采用光电开关来判定窗帘开合是否达到设定要求,控制电机自动关闭  

 

  (5)电机驱动电路
  1、桥式电路图  

 

  2、直流电机的驱动:
  该驱动板可驱动2 路直流电机,使能端ENA、ENB 为高电平时有效,控制方式及直流电机状态表如下所示:  

 

  3、单片机的控制状态
  当主控制器的P0.0(P0.2)端口输出为高电平,P0.1(P0.3)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P0.0(P0.2)端口输出为低电平,P0.1(P0.3)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P0.0(P0.2)端口输出为低电平,P0.1(P0.3)端口输出为低电平的时候,电机不转,窗帘保持原状态;
  4程序流程图  

 

  5电路原理图  

 

  作品特色

  对于室内的窗帘而言,它不仅要具有遮光作用和美化功能,更要具有方便智能的使用功能。红外远程控制窗帘的开合程度;根据光强度自动调节窗帘以使屋内达到舒适惬意的环境;还可以进行定时开闭窗帘。我们的设计兼容自动模式和遥控模式,使得我们的设计更加人性化、智能化,使得我们的设计更具有实用性和创新性。
  另外,我们所涉及的报警功能,是利用人体感应模块,人体发射的红外线被模块感应,一定距离内报警,这比以往的红外对射报警或接触性报警更安全、可靠,更具先进性。

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2663




关键词: 智能     窗帘     遥控     控制     模式     自动     关闭     电机         

菜鸟
2015-05-08 16:51:12     打赏
2楼
请问光电开关模块那边,窗帘到头产生高电平后然后怎么使其电机反转(需要关闭窗帘)?那边的程序条件应该怎么写?还请说下,万分感谢!

菜鸟
2015-06-04 23:26:48     打赏
3楼
哈哈,proteus仿真!

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