DIY你的趣味生活:太陽能智能晾衣架的軟硬件和系統(tǒng)實現(xiàn)
實現(xiàn)PWM 調速(即使用PWM 調速時取下跳線帽);
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/264514.htmVIN:電機供電電源接口,采用12V 供電,電源正極接VIN,負極接GND;
VCC:L298N 芯片供電5V,由邏輯部分的電壓供電;
D1-D8:續(xù)流二極管-IN4007;
M1:電機1 接口,在本系統(tǒng)中接卷線器用的蝸桿電機;
M2:電機2 接口,在本系統(tǒng)中接在風扇接口
3.3 衣架外形制作
衣架外形我們采用不銹鋼作為支架,每一個部分都做成插拔件,方便運輸及安裝,同時本衣架可以根據(jù)自家陽臺的高低調節(jié)衣架的高度。電機卷線部分我們在金工坊自行加工一個聯(lián)軸卷線器,
4 系統(tǒng)軟件設計
4.1程序流程圖
基于開發(fā)板EVK1100所設計的系統(tǒng)的運行流程,首先是使用鍵盤輸入時間,然后確定時間以后開始收集濕度數(shù)據(jù),1號是收集陽臺空氣濕度H1,2號、3號是收集貼近衣服上方的空氣濕度H2、H3,對比三個濕度傳感器,先判斷衣服的干濕,若是濕的,則進行下一步工作——判斷工作模式,如果是早上和下午模式,則根據(jù)在陽臺的光敏收集的光照強度L1是否大于或等于有光與無光的臨界值SUN,若大于則開啟尋找光源功能。由于早上的光照區(qū)間是自上往下移動,下午的光照區(qū)間是自下往上移動,如果第一次進入早上模式,則將衣架高度初始化上升到最高點,逐步往下降尋找,直到L2和L1的值相差在一定范圍之內,則停止衣架,此時已找到早上衣服能曬到的最大范圍,然后再根據(jù)濕度H1,判斷外圍濕度是否需要啟動風扇風干衣服,此后每半個小時重復一次循環(huán)直到時鐘進入下午模式,下午光照區(qū)間由下往上移動,所以初始化衣架高度為最低點,然后逐步上升尋找,直到L2和L1的差值處于一定范圍內,此時說明再往上已經(jīng)沒有陽光,確定衣架已經(jīng)處于光強最大區(qū)間,再根據(jù)濕度H1確定是否需要開啟風扇,然后半個小時重復一次循環(huán)直到時鐘進入晚上模式,如果此時為晚上模式,則自動將衣架升到最高點,此后只根據(jù)濕度H1判斷是否需要開風扇,直到進入早上模式。電機上升和下降到衣架所規(guī)定的行程范圍內的最大值,則衣架會觸碰到綁定在衣架右邊的行程開關,觸碰之后自動關閉電機。
4.2濕敏傳感器及風扇程序設計
濕敏傳感器采集的濕度參數(shù)一共三個,1號是采集陽臺外空氣相對濕度,用以作為開關風扇的參照,如果空氣相對濕度過高,衣服很難晾干,當相對濕度大于一定值時開啟風扇,使晾曬的衣服盡快風干。2號3號濕敏傳感器則收集衣服附近的空氣相對濕度,并且以1號濕敏傳感器的值作為參照,若差值處于一定范圍內則可認為衣服基本干了,停止其他正在工作的設備,達到節(jié)能的功能。溫濕度傳感器是DHT11數(shù)字溫濕度傳感器,它是一款含有已校準熟悉信號輸出的溫濕度復合傳感器,它應用專用的數(shù)字模塊采集技術和溫濕度傳感技術,確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。每個DHT11傳感器都在精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式存在OTP內存中,傳感器內部在檢測型號的處理過程中會調用這些校準系數(shù)。單線制串行接口,使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗,信號傳輸距離可達20米以上,產(chǎn)品為4針單排引腳封裝,連接方便。
下圖為濕敏傳感器向EVK1100輸入的方形脈沖,需用單片機的捕獲模式獲取數(shù)字信號并轉換成16進制以供系統(tǒng)使用。
4.2光敏電阻程序設計
光敏模塊包括兩個外擴光敏電阻器,擴展了PA25、PA26兩個管腿。光敏電阻模塊主要是為了解決兩大問題而設計的,首先是確定有無光照進入陽臺,這是由一號光敏數(shù)據(jù)是否處于有光照的變化范圍內,本電路中光敏采集的有光與無光臨界值為0x350,小于此值則有光進入陽臺。其次是查詢光照區(qū)間最大值,用光敏采集的數(shù)據(jù)作為電機模塊的參數(shù),在電機模塊中查詢光照區(qū)間最大值。
4.3電機驅動模塊
電機驅動模塊是由光敏采集的數(shù)據(jù)作為依據(jù),由于陽臺的光照情況在早上下午和晚上各有不同,早上和下午陽臺有光照,而晚上沒有光照,所以晚上電機就不需要帶動衣架尋找光照區(qū)間;早上和下午的光照情況也有所不同,早上到中午這段時間陽臺的光強區(qū)間是由上到下移動,而下午是相反,所以電機驅動尋找光照區(qū)間要分為三個模式,早上,晚上和下午模式。早上和下午模式尋找光照區(qū)間的原理是在晾衣桿上裝一個光敏電阻,在陽臺常暴露在陽光的地方裝一個光敏電阻,通過AD口采集數(shù)據(jù),先判斷陽臺的光敏傳感器所采集的光敏值是否大于有光時候的值,這樣就可以判斷有無光照,有光照后早上的陽光區(qū)間是由上往下移,所以先上升衣架到最高點,從最高點往下移動,直到兩光敏值相差在誤差范圍內,下午則相反。
4.4 RTC和鍵盤模塊
RTC(Real Time Counter)是一個實時計數(shù)器,他可以產(chǎn)生一個中斷,在本系統(tǒng)中是用來判斷早午晚模式,并且每三十分鐘產(chǎn)生中斷把單片機從睡眠中喚醒并執(zhí)行晾衣架相應的功能。完成任務后又自動進入睡眠模式。
鍵盤是方便使用者輸入時間和控制電機上升衣架和降低衣架。
4.5自動調整亮度模塊
此模塊是為了節(jié)能而外加的一個小模塊,用光敏傳感器采集50組光亮度信號然后取平均值,有效的濾除采樣時的產(chǎn)生的偶然誤差,并且提供給電機模塊,作為尋找光強區(qū)間的判據(jù)。
pwm相關文章:pwm是什么
行程開關相關文章:行程開關原理 土壤濕度傳感器相關文章:土壤濕度傳感器原理
評論