新型太阳能智能雨篷的设计研制

新型太阳能智能雨篷的设计研制摘要:设计了基于51单片机系统的太阳能智能雨篷,详细制定了该系统结构,给出了系统硬件设计?p电路设计和软件编程,能够达到阴雨天气雨篷自动伸出晴朗天气雨篷自动收回的目的。另外还为用户设计了手动模式,使用户可以根据自己的意愿,选择人工控制雨篷的伸出或收回。不仅如此,考虑到系统的节能环保,设计中采用太阳能蓄电池为各个模块提供电能。关键词:智能雨篷;51单片机;太阳能;遥控中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2016)22-0218-031概述自20世纪以来随着国内经济高速发展及房地产的快速扩张,直接促进了装修家居行业飞速发展,其中晾衣架市场脱颖而出,十年间得以迅猛发展。目前,国内智能晾衣架设计方法包括以下几种:一是采用菱形推动架构成的拉伸传动机构[1];一是利用螺杆?p钢丝线?p电机?p晾衣杆等部件组成的可折叠智能晾衣架[2];另有用钢丝连接吊轨小车,通过控制钢丝带动小车的前进后退实现晾衣杆的外伸与收回[3]。以上设计方法或多或少存在各种缺陷,要么是物理结构过于复杂[1];要么是使用方法过于麻烦[2];要么是传动环节过多,导致对衣杆的收放不灵活而且整体结构容易出现问题[3]。为此设计了一款新型太阳能智能雨篷,本设计与其他设计的不同在于:以往的都是控制晾衣杆的收缩和伸出,而本设计是控制雨篷的伸出和收回,此设计的优点是整体结构更加简便?p灵活,而且安装方便只需加装此款智能雨篷即可,雨篷通过检测外部环境的温度?p湿度?p光照强度实现自动收放,也可以通过无线遥控手动控制雨篷的收放。此外,太阳能蓄电池的使用使得系统更加环保?p节能。2智能雨篷的工作原理本文设计的智能雨篷安装在窗户的上沿。智能雨篷的结构示意图如图1所示,该智能雨篷主体结构由内置滑轨的铝合金管1搭建而成,在铝合金管的前?p后各安装一根丝杆2,传动轴将丝杆和直流电机3相连,在两根丝杆上各套一个滑轮4并将其固定,钢丝5—端固定在雨篷,另一端缠绕在滑轮上;在雨篷前后两端各安装一个光电传感器6,控制直流电机的运行停止;在铝合金主体结构的最前端安装着雨滴传感器7和温度传感器8,检测外界温度?p湿度的变化。当检测到高温?P下雨时,电机正转带动钢丝绳前进,使雨篷伸张;当检测到天气湿度?P温度适合晾晒,电机反转带动钢丝绳后退,使雨篷收回。3控制系统总体设计为了实现防雨?p防暴晒及节能省电的目的,本文设计了控制系统如图2的智能雨篷,系统以STC89C52单片机为主芯片,外接雨滴传感器?p温度传感器?p光电传感器?p无线遥控模块等。通过各个传感器检测外界环境,将采集的信号送给单片机进行处理,进而单片机控制各个模块进行工作。当室外下雨时,雨滴传感器检测电路导通,产生模拟电压,通过比较器LM393将模拟电压与参考固定电压比较,在两者幅度相等的附近,输出电压将产生跃变单片机检测到电压信号的改变,控制雨篷伸出;当室外的温度高出温度传感器设定的阈值范围时,系统会通过蜂鸣器向室内的人们发出警报并且自动伸张雨篷防止衣物暴晒。此外,当人们感觉室外的环境不适合晾晒衣物时,系统可以通过无线遥控切换至手动模式,通过按键控制雨篷伸出,大大增加了系统的灵活性?p实用性。4控制电路的设计为了实现阴雨?p高温天气雨篷自动伸出及手动控制雨篷伸出收回的目标,设计了以下主要控制电路:雨滴传感器控制电路?P温度传感器控制电路?P光电传感器控制电路?P无线遥控模块控制电路以及电机驱动模块控制电路。温度传感器控制电路和雨滴传感器控制电路产生检测信号,信号经过单片机的输入口传输给单片机单片机经过数据分析处理后从引脚输出相应的控制信号给电机驱动模块,从而控制电机的转动;光电传感器通过检测雨篷的位置信号传输给单片机,从而控制电机的运行停止。4.1雨滴传感器控制电路的设计雨滴传感器是设计的重点,系统中采用了多点布置的方式以便更好的感应外界环境的变化。雨滴传感器电路图如图3,当没有雨水落在检测板上时,同相输入端INA+的电压大于反相输入端INA-的电压,电压比较器LM393的输出端OUT输出高电平,开关指示灯灭,单片机的P2.0?pP2.1口采集到高电平,由程序判断控制输出,使雨篷收回...

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