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1、晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
【摘要】本晾衣架控制系統(tǒng)包括單片機(jī)、無線收發(fā)模塊、溫濕度檢測模塊、光線檢測模塊、限位開關(guān)模塊、狀態(tài)指示模塊和電機(jī)控制模塊。無線收發(fā)模塊可選擇手動(dòng)和自動(dòng)模式，主控芯片為STC89C51/52。當(dāng)進(jìn)入自動(dòng)模式時(shí)，單片機(jī)根據(jù)溫濕度以及光照強(qiáng)度信息來對晾衣架進(jìn)行開啟或關(guān)閉，狀態(tài)指示模塊用于顯示溫濕度信息。當(dāng)進(jìn)入手動(dòng)模式時(shí)，單片機(jī)可直接控制晾衣架進(jìn)行開啟或關(guān)閉。
【關(guān)鍵詞】無線遙控；直流電機(jī)；溫濕度；光照強(qiáng)度；手動(dòng)/自動(dòng)
1前言
隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種各樣的智能晾衣架也出現(xiàn)在人們的生活中。本晾衣架控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如下功能：〔1〕晾衣架的升降
2、由單片機(jī)控制?！?〕具有限位開關(guān)功能?！?〕具有無線遙控功能〔10m左右的〕?！?〕有指示燈提示運(yùn)行狀態(tài)〔紅燈代表智能模式，藍(lán)燈電機(jī)正轉(zhuǎn)，黃燈電機(jī)反轉(zhuǎn)〕。〔5〕可以根據(jù)環(huán)境光線來智能的控制晾衣架的升降〔亮電阻就是在色溫2854K，用10Lux照度測量的阻值；暗電阻就是關(guān)閉光照后第10秒的阻值〕?！?〕可以根據(jù)環(huán)境溫濕度來智能的控制晾衣架的升降〔精度濕度5%RH，溫度2℃，量程濕度20-90%RH，溫度0~50℃〕。
2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)是基于單片機(jī)控制的智能晾衣架，主控芯片可采用STC89C51/STC89C52單片機(jī)。晾衣架的開啟和關(guān)閉是由直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)來控制
3、的，并用相應(yīng)的指示燈來指示運(yùn)行狀況；與此同時(shí)還能夠由環(huán)境光線和溫濕度的變化來控制晾衣架的開啟和關(guān)閉。限位開關(guān)的設(shè)計(jì)能更理想的控制晾衣架的停止，用來防止晾衣架發(fā)生過卷。同時(shí)使用由SC2262/SC2272編碼解碼芯片組成無線收發(fā)模塊控制單片機(jī)，選擇進(jìn)入自動(dòng)和手動(dòng)模式。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。
本系統(tǒng)主要采用了SC2262遙控、SC2272接收，遙控電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，接收電路如圖3所示。
溫濕度檢測采用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器，連接時(shí)接線用10K的上拉電阻，如圖4所示。采用自動(dòng)模式，每當(dāng)光線變暗，晾衣架那么自動(dòng)閉合，反之光線變亮，那么晾衣架自
4、動(dòng)開啟。光線檢測主要是根據(jù)光敏電阻的獨(dú)特屬性〔光敏電阻的阻值會(huì)根據(jù)光照強(qiáng)度的變化而變化，光照越強(qiáng)，電阻越??；光照越弱，阻值越大〕。光線檢測電路如圖5所示。
本設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了兩個(gè)繼電器的吸和狀況來改變直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，使晾衣架進(jìn)行開合狀態(tài)的改變，這里所采用的是兩個(gè)5V繼電器，經(jīng)由9012三極管來控制繼電器吸和狀態(tài)的改變，這個(gè)模塊的電路圖如下列圖6所示。
這個(gè)模塊使用3個(gè)LED來顯示工作狀態(tài)，紅燈亮起時(shí)為自動(dòng)操作模式，當(dāng)光線亮?xí)r翻開晾衣架，當(dāng)光線暗時(shí)合閉晾衣架；當(dāng)藍(lán)燈亮?xí)r電機(jī)進(jìn)行正向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)黃燈亮?xí)r電機(jī)進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)改變行程開關(guān)時(shí)，相應(yīng)指示
5、燈將會(huì)亮起再暗下，反復(fù)3次，并且使電機(jī)斷電。電路圖如圖7所示。
3軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用C語言編程，當(dāng)遙控器上有按下按鈕的時(shí)候，發(fā)出無線信號，接收模塊解碼之后，能夠根據(jù)相應(yīng)的功能進(jìn)行響應(yīng)。當(dāng)限位開關(guān)閉合時(shí)，就表示晾衣架到了該到的位置，不再運(yùn)行。通電以后，主要看是否開啟智能模式。如果開啟智能模式，晾衣架會(huì)根據(jù)光線的明暗，還有溫濕度的大小來智能開啟和關(guān)閉晾衣架。如果開啟手動(dòng)模式，就可以自主的調(diào)節(jié)晾衣架的升降。手動(dòng)模式的遙控器是無線遙控的，有10m左右的距離。
4系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果
當(dāng)開啟后，紅燈亮，代表了自動(dòng)模式。光敏電阻檢測到的是白天，藍(lán)燈亮
6、，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)拉到最頂端的時(shí)候會(huì)碰到限位開關(guān)，碰到限位開關(guān)后會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，藍(lán)燈閃爍2下后熄滅。當(dāng)光敏電阻檢測到黑天時(shí)，黃燈亮，電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)拉到最底端的時(shí)候就會(huì)碰到限位開關(guān)，碰到限位開關(guān)后會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，黃燈閃爍2下后熄滅。狀態(tài)如圖8、圖9所示。
手動(dòng)遙控器是無線模式，大概可以遙控10米。上面有三個(gè)按鍵，分別是控制正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，切換手動(dòng)和智能模式?！?〕按下第三個(gè)按鍵，切換模式，紅燈會(huì)熄滅，如圖10所示?！?〕按下第一個(gè)開關(guān)，藍(lán)燈亮起，電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)拉到最頂端的時(shí)候會(huì)碰到限位開關(guān)，碰到限位開關(guān)后會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，藍(lán)燈閃爍2下后熄滅，如圖11所示?！?〕按下第二個(gè)開關(guān)，黃燈亮起，電機(jī)反轉(zhuǎn)
7、，當(dāng)拉到最底端的時(shí)候就會(huì)碰到行程開關(guān)，碰到行程開關(guān)后會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，黃燈閃爍2下后熄滅，如圖12所示。
5結(jié)論
調(diào)試結(jié)果說明，本文所設(shè)計(jì)的一種晾衣架控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)、自動(dòng)模式的自由切換。在自動(dòng)模式下，可根據(jù)溫濕度和光照條件控制晾衣架的開啟與關(guān)閉；手動(dòng)模式下，可由無線遙控來實(shí)現(xiàn)對晾衣架的控制。本晾衣架控制方法功能比擬全面，簡單實(shí)用。
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晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究
