智能光控窗帘设计

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长春理工大学

课程设计

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设计课题：智能光控窗帘的设计

院系名称：生物医学工程

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班级： 1008112

学生姓名：***

学号： 29

指导老师：***

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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

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The Design of Intelligent Curtain System

Abstract

This 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 photosensitive resistance 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

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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：