多功能智能晾衣架系統(tǒng)

鄧天金 王昭武

摘要

智能晾衣系統(tǒng)是以AT89C52為主控芯片，通過按鍵控制，由狀態(tài)監(jiān)測模塊，即光敏電阻、雨滴檢測模塊實時反饋環(huán)境光線強度及天氣信息給主控芯片，再由主控芯片操作A4988驅(qū)動芯片控制步進電機正反轉(zhuǎn)，從而使傳動裝置控制滑動絲桿伸縮，所有系統(tǒng)狀態(tài)都通過LCD1602液晶屏實時顯示。通過對系統(tǒng)的調(diào)試，達(dá)到了預(yù)期效果，各項性能指標(biāo)均正確、可靠。

【關(guān)鍵詞】智能晾衣系統(tǒng) AT89C52 步進電機傳動裝置 絲桿伸縮

隨著科技智能化的快速發(fā)展，智能設(shè)備也隨之蓬勃發(fā)展。目前，傳統(tǒng)的晾衣架已經(jīng)滿足不了生活節(jié)奏快速的人們，許多上班族基本都是早出晚歸，對于變化多端的天氣，他們的晾曬衣物可能遭受惡劣天氣的影響，使原本己經(jīng)晾干的衣物被淋濕或受潮或暴曬，導(dǎo)致他們的生活秩序受到影響。

因此，本設(shè)計基于現(xiàn)存問題，設(shè)計一種智能化晾衣系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過按鍵控制，由主控芯片、傳感器、步進電機、傳動裝置、滑動絲桿等硬件組成，使晾曬衣物在受到惡劣天氣影響時自動縮回，良好天氣自動伸出。從而極大的方便了人們的生活。

1 智能晾衣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能

1.1 智能晾衣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

該智能晾衣系統(tǒng)伸縮結(jié)構(gòu)采用如圖1所示的滑動絲桿套件組，包括絲桿、軸承、軸承座、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)接塊，相比于用菱形架構(gòu)成的晾衣架，此結(jié)構(gòu)優(yōu)勢在于：不需要復(fù)雜的傳動結(jié)構(gòu)，直接將42步進電機與滑動絲桿一端的連接器連接即可控制其伸縮，并且滑動絲桿相對于菱形架較便宜，其作用和效果相差不大，達(dá)到物美價廉的效果。

1.2 智能晾衣系統(tǒng)的功能

智能晾衣系統(tǒng)的功能如下：

（1）天氣晴朗時，如果晾有衣服，使用者可以通過UP按鍵，使晾衣架自動伸出。待衣物晾干時，使用者可以通過BACK按鍵，使晾衣架自動縮回。

（2）天氣下雨時，雨滴檢測模塊監(jiān)測到有雨水，報警系統(tǒng)即蜂鳴器將會發(fā)出滴滴滴的響聲，主控芯片檢測到此時雨滴信號，控制步進電機反轉(zhuǎn)，使晾衣架自動縮回，避免衣物被淋濕。

（3）天氣溫度過高或光線強度很強時，

圖2：智能晾衣系統(tǒng)硬件設(shè)計總體框圖為了避免衣物被暴曬導(dǎo)致衣物損壞，此時監(jiān)測模塊即光敏電阻阻值達(dá)到預(yù)設(shè)的閾值，將向主控芯片發(fā)出信號，主控芯片將控制步進電機反轉(zhuǎn)，將晾衣架自動縮回。

當(dāng)?shù)竭_(dá)夜晚時，由于光線強度變?nèi)?，光敏電阻檢測到此信號，進而主控芯片控制步進電機反轉(zhuǎn)，也可將晾衣架自動縮回。此外，該晾衣系統(tǒng)還配有LCD 1602液晶顯示屏，能夠?qū)崟r顯示系統(tǒng)的狀態(tài)。

2 智能晾衣系統(tǒng)硬件設(shè)計

智能晾衣系統(tǒng)硬件設(shè)計總體框圖如圖2所示，其包括主控芯片AT89C52、按鍵、光敏電阻、雨滴檢測模塊、A4988步進電機驅(qū)動芯片、42步進電機、1602液晶顯示屏、傳動裝置等。通過狀態(tài)監(jiān)測單元，將環(huán)境實時狀態(tài)信號反饋給單片機，單片機經(jīng)過信號處理，作出相應(yīng)的決策即控制電機的正反轉(zhuǎn)，

并將狀態(tài)實時顯示在液晶顯示屏上。

2.1 單片機與A4988驅(qū)動芯片的電路設(shè)計

A4988是一款完全的微步電動機驅(qū)動器，帶有內(nèi)置轉(zhuǎn)換器，易于操作。該產(chǎn)品可在全、半、1/4、1/8及1/16步進模式時操作雙極步進電動機，輸出驅(qū)動性能可達(dá)35V及±1A。轉(zhuǎn)換器是A4988易于實施的關(guān)鍵。只要在“步進”輸入中輸入一個脈沖，即可驅(qū)動電動機產(chǎn)生微步。無須進行相位順序表、高頻率控制行或復(fù)雜的界面編程。因此，操作非常便捷。A4988與單片機的電路連接如圖3所示。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測模塊電路設(shè)計

狀態(tài)監(jiān)測模塊分為兩個部分即光敏電阻模塊和雨滴檢測模塊。光敏電阻模塊對環(huán)境光線敏感，一般用來檢測周圍環(huán)境的光線強度，觸發(fā)單片機，其使用寬電壓LM393比較器，模塊在環(huán)境光線亮度達(dá)不到設(shè)定的閾值時，DO端輸出高電平，當(dāng)外界環(huán)境光線亮度超過設(shè)定閾值時，DO端輸出低電平。系統(tǒng)采用兩塊光敏電阻模塊分別檢測光線亮度強和弱，分別代表：光線亮度過強時，會導(dǎo)致?lián)p傷衣物，讓衣架自動縮回;光線強度弱時，例如夜幕降臨，讓衣架自動縮回。雨滴檢測模塊電路原理圖如圖4所示，接上5V電源電源燈亮，感應(yīng)探頭上沒有水滴時，DO輸出高電平，開關(guān)指示燈滅，滴上一滴水，DO輸出低電平，開關(guān)指示燈亮。將DO數(shù)字輸出連接到單片機便可以檢測是否有雨。

3 軟件流程

系統(tǒng)程序總體流程圖如圖5所示。

4 結(jié)束語

智能晾衣系統(tǒng)設(shè)計過程包括硬件系統(tǒng)、電路設(shè)計、軟件編程和后期的整體調(diào)試，最終完成預(yù)期的功能，能夠有效的對晾曬衣物進行智能化管理，極大的方便了人們的生活，并且制作成本低，具有一定的市場推廣價值。

參考文獻

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