基于單片機的自動窗簾裝置的設計

范林霄 陸強 田娟

泰山醫學院信息工程學院，山東 泰安 271016

1 概述

窗簾自動調節裝置，是一種家居用品。傳統窗簾調節裝置大多采用手動，不能實現自動可控性。單片機可以應用于轉速測量[1]和遙控智能車[2]等廣泛的工業領域，可以進行步進電機驅動[3]和設計紅外遙控[4]，這些技術正好用于設計窗簾自動調節裝置，所以將單片機應用于窗簾自動調節裝置的設計是可行的和有效的。本論文利用單片機，經由遙控器控制窗簾調節裝置滑桿的位置，實現了窗簾的自動控制，成本低廉，大大方便了人們的日常生活。

2 機械設計工作原理

2.1 機械結構

根據實際調研，設計的窗簾調節裝置應該具有自動控制窗簾的功能。平常不使用時，窗簾調節裝置處于收縮狀態，使用時，可以根據需要設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節窗簾，調節室內溫度。

圖1 窗簾自動調節裝置

根據以上功能，窗簾自動調節裝置主要由支撐架、帶有凹槽的皮帶、電機和滑桿組成。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，這樣當窗簾安裝上后，可以實現左右運動。與內置電機相連的是單片機控制裝置。

2.2 工作原理

窗簾自動調節裝置平時處于收縮狀態，當使用時，用紅外遙控器控制單片機，讓電機和傳動機構動作，圖1中滑桿來回運動，實現對窗簾的控制。單片機上可以根據需要設定打開和收起窗簾的時間，并可以測量溫度，實現隨著室內溫度的變化而自動調節窗簾，調節室內溫度。

3 控制模塊設計

窗簾自動調節裝置的控制模塊是以單片機為中心的控制模塊，該控制模塊的功能有測量環境溫度、接收紅外信號和控制電機運動，進而通過傳動裝置控制窗簾調節裝置。系統控制模塊圖如圖2所示。

圖2 系統控制模塊圖

3.1 硬件電路設計

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

紅外遙控器發出脈沖信號，單片機通過該電路接收信號，再根據單片機中的程序發出動作。

溫度傳感器選用美國達拉斯公司的單總線數字溫度傳感器DS18B20[5]。它提供9為溫度讀數，指示器件的溫度。信息經過單線接口送入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據線本身提供，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溫度的要求。DS18B20可以在1s內把溫度變換為數字，處理速度非常快。

DS18B20的電路圖如圖4所示：

圖4 DS18B20的電路圖

3.2 軟件部分設計

軟件部分主要實現紅外接收，測量溫度，設定時間并驅動電機，進而實現窗簾自動調節裝置的功能。程序流程圖如圖5所示。

4 結語

本論文根據實際生活需要，設計了窗簾自動調節裝置，詳細說明了窗簾自動調節裝置的機械設計和基于單片機的控制模塊的設計。該產品已經做出樣品，可以按照預先設計的功能動作。本設計產品結構簡單，價格合理，有很廣的市場前景。

[1]王明春. 基于STC89C52單片機的轉速測量電路設計[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]. 計算機測量與控制,2011, 19(9):2125-2127.

[3]張前進,陳祥濤. 基于單片機與CPLD的步進電機驅動技術[J].微計算機應用,2008, 29(3):71-74.

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

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