基于單片機(jī)的自動窗簾裝置的設(shè)計

范林霄 陸強(qiáng) 田娟

泰山醫(yī)學(xué)院信息工程學(xué)院，山東 泰安 271016

1 概述

窗簾自動調(diào)節(jié)裝置，是一種家居用品。傳統(tǒng)窗簾調(diào)節(jié)裝置大多采用手動，不能實現(xiàn)自動可控性。單片機(jī)可以應(yīng)用于轉(zhuǎn)速測量[1]和遙控智能車[2]等廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，可以進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動[3]和設(shè)計紅外遙控[4]，這些技術(shù)正好用于設(shè)計窗簾自動調(diào)節(jié)裝置，所以將單片機(jī)應(yīng)用于窗簾自動調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計是可行的和有效的。本論文利用單片機(jī)，經(jīng)由遙控器控制窗簾調(diào)節(jié)裝置滑桿的位置，實現(xiàn)了窗簾的自動控制，成本低廉，大大方便了人們的日常生活。

2 機(jī)械設(shè)計工作原理

2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

根據(jù)實際調(diào)研，設(shè)計的窗簾調(diào)節(jié)裝置應(yīng)該具有自動控制窗簾的功能。平常不使用時，窗簾調(diào)節(jié)裝置處于收縮狀態(tài)，使用時，可以根據(jù)需要設(shè)定打開和收起窗簾的時間，并可以隨著溫度的變化而自動調(diào)節(jié)窗簾，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

圖1 窗簾自動調(diào)節(jié)裝置

根據(jù)以上功能，窗簾自動調(diào)節(jié)裝置主要由支撐架、帶有凹槽的皮帶、電機(jī)和滑桿組成。支撐架里面有齒輪和帶有凹槽的皮帶，皮帶纏在齒輪上，皮帶帶動滑桿來回運動，這樣當(dāng)窗簾安裝上后，可以實現(xiàn)左右運動。與內(nèi)置電機(jī)相連的是單片機(jī)控制裝置。

2.2 工作原理

窗簾自動調(diào)節(jié)裝置平時處于收縮狀態(tài)，當(dāng)使用時，用紅外遙控器控制單片機(jī)，讓電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)動作，圖1中滑桿來回運動，實現(xiàn)對窗簾的控制。單片機(jī)上可以根據(jù)需要設(shè)定打開和收起窗簾的時間，并可以測量溫度，實現(xiàn)隨著室內(nèi)溫度的變化而自動調(diào)節(jié)窗簾，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度。

3 控制模塊設(shè)計

窗簾自動調(diào)節(jié)裝置的控制模塊是以單片機(jī)為中心的控制模塊，該控制模塊的功能有測量環(huán)境溫度、接收紅外信號和控制電機(jī)運動，進(jìn)而通過傳動裝置控制窗簾調(diào)節(jié)裝置。系統(tǒng)控制模塊圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)控制模塊圖

3.1 硬件電路設(shè)計

紅外接收模塊如圖3所示，SM0038是紅外接收管，中斷口INT0跟紅外接受管U1相連，接收紅外信號的脈沖。

圖3 紅外接收模塊原理圖

紅外遙控器發(fā)出脈沖信號，單片機(jī)通過該電路接收信號，再根據(jù)單片機(jī)中的程序發(fā)出動作。

溫度傳感器選用美國達(dá)拉斯公司的單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20[5]。它提供9為溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。信息經(jīng)過單線接口送入DS18B20或從DS18B20送出，因此從中央處理器到DS18B20僅需連接一條線。讀、寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不需要外部電源。DS18B20的測量范圍從-55攝氏度至+125攝氏度，增量值為0.5攝氏度，完全可以滿足測量室內(nèi)溫度的要求。DS18B20可以在1s內(nèi)把溫度變換為數(shù)字，處理速度非?？?。

DS18B20的電路圖如圖4所示：

圖4 DS18B20的電路圖

3.2 軟件部分設(shè)計

軟件部分主要實現(xiàn)紅外接收，測量溫度，設(shè)定時間并驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)而實現(xiàn)窗簾自動調(diào)節(jié)裝置的功能。程序流程圖如圖5所示。

4 結(jié)語

本論文根據(jù)實際生活需要，設(shè)計了窗簾自動調(diào)節(jié)裝置，詳細(xì)說明了窗簾自動調(diào)節(jié)裝置的機(jī)械設(shè)計和基于單片機(jī)的控制模塊的設(shè)計。該產(chǎn)品已經(jīng)做出樣品，可以按照預(yù)先設(shè)計的功能動作。本設(shè)計產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，價格合理，有很廣的市場前景。

[1]王明春. 基于STC89C52單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量電路設(shè)計[J]. 中國科技信息,2012, 1:97.

[2]戴圣偉,陳白帆,范紹成. 無線遙控智能車的控制研究[J]. 計算機(jī)測量與控制,2011, 19(9):2125-2127.

[3]張前進(jìn),陳祥濤. 基于單片機(jī)與CPLD的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動技術(shù)[J].微計算機(jī)應(yīng)用,2008, 29(3):71-74.

[4]唐玉良. 基于STC89C52的紅外遙控器解碼設(shè)計[J]. 工業(yè)控制計算機(jī),2012, 25(6):112-113.

[5]張軍. 智能溫度傳感器DS18B20及其應(yīng)用[J].儀表技術(shù),2010,4:68-70.