自動(dòng)窗簾控制電路的實(shí)現(xiàn)

朱子涵

摘 要：介紹一種自動(dòng)窗簾的實(shí)現(xiàn)方案和完整的控制電路，該方案具有自動(dòng)和遙控兩種模式，可通過遙控器在兩種模式之間切換。在自動(dòng)模式下，該電路通過控制機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)百葉簾打開位置的自動(dòng)調(diào)整，以保證室內(nèi)亮度在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)。利用光敏電阻在不同光強(qiáng)下呈現(xiàn)出不同阻值的特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)光強(qiáng)的感知；采用電壓比較器來判別光強(qiáng)是否在設(shè)定的閾值范圍內(nèi)；采用限位開關(guān)限制百葉窗開關(guān)范圍為0°～90°。在遙控模式下，使用遙控器可實(shí)現(xiàn)窗簾打開位置的控制。該方案具有簡(jiǎn)單實(shí)用、工作可靠、使用方便的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)窗簾 光敏電阻 電壓比較器 無線遙控開關(guān) 限位開關(guān)

中圖分類號(hào)：TU855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）08（b）-0058-02

自動(dòng)窗簾目前已有很成熟的產(chǎn)品，一般采用單片機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)室內(nèi)光線的強(qiáng)弱，實(shí)現(xiàn)對(duì)窗簾位置的自動(dòng)控制，以使室內(nèi)光線在預(yù)先設(shè)定的閾值范圍內(nèi)；還可以使用遙控器遙控窗簾的打開位置等。由于其價(jià)格昂貴，一般安裝在高檔酒店、賓館的客房。在此，介紹一種低成本的自動(dòng)窗簾控制方案，可以對(duì)窗簾實(shí)現(xiàn)相同的控制功能。

自動(dòng)窗簾控制方案需要解決以下問題：（1）光線強(qiáng)弱的感知；（2）驅(qū)動(dòng)窗簾按設(shè)定要求動(dòng)作。

1 光線強(qiáng)弱的感知

2 驅(qū)動(dòng)窗簾按要求動(dòng)作

室內(nèi)光線的強(qiáng)弱可以通過調(diào)節(jié)窗簾打開的大小來調(diào)整，而窗簾打開的大小是通過控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。在此，使用集成電路L9110實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)[3]，見圖2。圖2中，當(dāng)C1輸入為高電平、C2輸入為低電平時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)C1輸入為低電平、C2輸入為高電平時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)。若C1、C2同時(shí)為高電平或低電平，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。由于平拉窗簾摩擦力大，升降窗簾需要克服重力，因此，需要更大的驅(qū)動(dòng)功率。為減小驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率，推薦采用旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面的百葉窗。

3 電路設(shè)計(jì)方案

按照上述思路設(shè)計(jì)了自動(dòng)窗簾實(shí)現(xiàn)電路，見圖3。在圖3中，將電位器R2、R3、R5的阻值調(diào)至適當(dāng)并固定。R5與R4、R6的串聯(lián)分壓決定了B和C點(diǎn)的電位，B、C兩點(diǎn)的電位分別對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)正轉(zhuǎn)（打開窗簾）和反轉(zhuǎn)（關(guān)閉窗簾）的門限電平，即對(duì)應(yīng)著室內(nèi)光線強(qiáng)弱的上、下限。

（1）當(dāng)室內(nèi)光線合適時(shí)，A點(diǎn)電位在B、C點(diǎn)電位之間，LM339的Q1和Q2電壓比較器輸出均為低電平，Q1和Q2的輸出信號(hào)經(jīng)過“或門”和“與門”，接到L9110的C1和C2端，此時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn)。

（2）當(dāng)室內(nèi)光線變強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值變小，A點(diǎn)電位上升，當(dāng)A點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位，Q1比較器輸出高電平，Q2比較器輸出低電平，電機(jī)正轉(zhuǎn)，使窗簾打開角度變小，室內(nèi)光線變暗，直至A點(diǎn)電位在B、C點(diǎn)電位之間時(shí)停止。

（3）當(dāng)室內(nèi)光線變?nèi)鯐r(shí)，光敏電阻阻值變大，A點(diǎn)電位下降，當(dāng)A點(diǎn)電位低于C點(diǎn)電位，Q1比較器輸出低電平，Q2比較器輸出高電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)，使窗簾打開角度變大，室內(nèi)光線增強(qiáng)，直至A點(diǎn)電位在B、C點(diǎn)電位之間時(shí)停止。

另外，圖3采用DC5V三路無線遙控開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)窗簾動(dòng)作的遙控，把DC5V三路無線遙控開關(guān)的K1輸出接至或門1，K2輸出接至或門2，當(dāng)按下遙控器的“A”鍵時(shí)，遙控開關(guān)的K1輸出高電平，K2輸出低電平，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，使室內(nèi)光線變暗；當(dāng)按下遙控器的“B”鍵時(shí)，遙控開關(guān)的K1輸出低電平，K2輸出高電平，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，室內(nèi)光線變亮。DC5V三路無線遙控開關(guān)的K3輸出作為T觸發(fā)器的作為時(shí)鐘信號(hào)，T觸發(fā)器的輸出通過與門3、與門4和電壓比較器1、2的輸出進(jìn)行“邏輯與”，實(shí)現(xiàn)窗簾控制模式在“自動(dòng)”和“遙控”兩者之間切換。

當(dāng)一直按下遙控器的“A”鍵或“B”鍵，或者由于光線過強(qiáng)或過弱導(dǎo)致自動(dòng)調(diào)整無法達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，電機(jī)將持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)不停。為了避免這種情況出現(xiàn)，在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝2個(gè)限位開關(guān)，使電機(jī)控制窗簾各葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍為0°～90°，對(duì)應(yīng)窗簾的全打開和全關(guān)閉兩種極限位置。當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)使窗簾葉片轉(zhuǎn)動(dòng)到90°時(shí)，90°限位開關(guān)閉合，使與門1輸出低電平，電機(jī)停轉(zhuǎn)；當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)使窗簾葉片轉(zhuǎn)動(dòng)到0°時(shí)，0°限位開關(guān)閉合，使與門2輸出低電平，迫使電機(jī)停轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語

上述自動(dòng)窗簾控制方案具有“自動(dòng)”和“遙控”兩種模式，可以通過遙控器在兩種模式之間切換。在自動(dòng)模式下，電路通過控制機(jī)械裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)百葉簾打開位置的自動(dòng)調(diào)整，以保證室內(nèi)亮度在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)。在遙控模式下，使用遙控器實(shí)現(xiàn)窗簾打開位置的控制。而且，兩種模式均具有限位功能。該方案具有簡(jiǎn)單實(shí)用，工作可靠，使用方便的特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊東，軒克輝，董雪峰.光敏電阻的特性及應(yīng)用研究[J].山東輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（2）：49-52.

[2] 王彥華，劉希璐.光敏電阻器原理及檢測(cè)方法[J].裝備制造技術(shù)，2012（12）：101-102，113.

[3] 韓旭同，王中訓(xùn).高效太陽能發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表，2013（2）：52-55.