配合投影仪动作的室内自动调光系统及其调光方法
【技术领域】
[0001]本发明属于自动控制技术领域，特别涉及一种用单片机控制室内灯光和窗帘，使室内亮度配合投影仪实现智能联动，达到节省人力的效果。
【背景技术】
[0002]单片机作为一种微型控制器，由于其具有功耗低、控制功能强和使用方便等优点，逐渐成为实施智能控制的首选器件。单片机与多媒体技术结合，可为多媒体的智能控制和管理带来很多方便。目前，大多数多媒体教室或实验室均配备了投影仪，在信息传播方面为教师提供了更多利便。因此，如何利用单片机，进一步提高多媒体环境利用的自动化水平，成为一个值得研究的实验课题。
[0003]投影仪在使用时，由于屏幕对亮度比较敏感，常需要人为调整室内的灯光或关闭窗帘，以适应使用投影仪的光线需要。如果老师采用板书和PPT相结合的方式开展教学，则在两种方式间切换时，需要频繁开、关室内照明灯和开合窗帘，这样会浪费宝贵的上课时间。本发明旨在提供一种用单片机控制室内灯光和窗帘，使室内亮度配合投影仪实现智能联动，达到节省人力的效果。
[0004]在室内自动调光方面，现有技术不是与投影仪联合成一个自动调光系统，而是独立进行调光。调研发现，现存文献及专利中并没有解决此问题的智能联动系统。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，研制了一种配合投影仪动作的室内自动调光系统，本发明系统可使室内亮度和投影仪之间实现智能联动，能有效节省人力，提高室内光照度调节效率。
[0006]本发明的特点及有益效果:
[0007]本发明系统可使室内亮度和投影仪之间实现智能联动，当投影仪幕布落下时，检测室内的光强，如光线较暗，适合投影仪的使用，则不采取动作；如光线较强，则关闭前排电灯，并驱动步进电机拉上窗帘，使室内光线变暗。能有效节省人力，提高室内光照度调节效率。本发明综合了多种常用传感器，并具有丰富的可扩展性，是一个综合性较强的实用系统。本发明由市电供电，窗帘、幕布等采用实际生活用品制作，弱电控制强电，具有很强的实用性，可以进行进一步的产品级开发。
【附图说明】
[0008]图1是本发明系统的电气连接示意图。
[0009]图2是本发明方法控制程序流程图。
【具体实施方式】
[0010]本发明提出的配合投影仪动作的室内自动调光系统结合附图及实施例详细说明如下:
[0011]本发明配合投影仪动作的室内自动调光系统的整体结构如图1所示。
[0012]本发明系统设置在投影仪放影室内，放影室设置有投影仪、投影幕布、窗帘及驱动其开合的步进电机，以及照明灯；本系统包括单片机，分别与单片机相连的光电门、光敏传感器、限位传感器、步进电机、继电器，以及电源；其中，光电门与投影幕布的驱动机构相连，光敏传感器安装在幕布附近的室内壁上，限位传感器与驱动窗帘开合的步进电机相连，单片机还与照明灯的继电器相连。
[0013]本系统还可设置与单片机相连的手动自动切换阀，根据情况可控制手动自动切换阀在手动控制调光和自动控制调光之间进行切换。
[0014]本发明所涉及的系统利用上述元件各自的典型应用，只要能实现上述【具体实施方式】中的功能即可，具体型号不限。
[0015]本发明系统实施例中单片机可采用常规的控制芯片(如MSP430单片机)，其中，芯片的Pl.1 口与光电门相连，接收光电门发出的幕布运动状态信息；芯片的Pl.2 口与光敏传感器相连，接收其发出的光强信息；芯片的Pl.3 口与步进电机相连，向其发出正转的指令；芯片的Pl.4 口与步进电机相连，向其发出反转的指令；芯片的Pl.5 口与步进电机相连，向其发出停止转动的指令；芯片的Pl.6 口与一个限位传感器相连；芯片的Pl.7 口与另一个限位传感器相连，用于感知窗帘是否已经拉到拉杆的端部；芯片的P2.1 口与继电器相连；芯片的VCC 口与电源相连；芯片的GND 口接地；芯片的Pl.0 口与手动自动切换阀相连。
[0016]上述单片机内预先存储有采用常规编程技术编写的自动调光控制程序，单片机通过该程序控制所连接的系统各器件完成放影室的自动调光。
[0017]该程序实现的自动调光控制方法如图2所示，包括以下步骤:
[0018]I)单片机接收光电门的信号，获得投影幕布的状态，投影幕布无运动时系统处于待机状态，主频调低，单片机处于低功耗模式；当感知到投影仪幕布的动作后，首先进行初始化，设置相关参量和基本状态；
[0019]2)当投影仪幕布上升时，单片机驱动步进电机打开窗帘，并自动检测当前室内光强，若光强小于设定的阈值I时，驱动继电器逐排开启照明灯，直到光强大于等于设定的阈值I时停止驱动继电器；转步骤I);
[0020]3)当投影仪幕布下降时，单片机驱动步进电机关闭窗帘，窗帘到位时停止步进电机；并自动检测当前室内光强，若光强大于设定的阈值2时，驱动继电器从幕布前排开始依次关闭从前排至后排的照明灯，直到光强小于等于设定的阈值2时停止驱动继电器；转步骤I)。
[0021]上述阈值I设定的值为使室内的人员正常工作的光强(看书上、写字及操作电脑等)，阈值2设定的值为使投影放映时的合适光强。
[0022]以上整个过程自动完成，不需要人工干预，当出现意外情况时，可以随时将自动控制切换到人工控制。
【主权项】
1.一种配合投影仪动作的室内自动调光系统，该系统设置在投影仪放影室内，放影室设置有投影仪、投影幕布、窗帘及驱动其开合的步进电机，以及照明灯；其特征在于，该自动调光系统包括单片机，分别与单片机相连的光电门、光敏传感器、限位传感器、步进电机、继电器，以及电源；其中，光电门与投影幕布的驱动机构相连，光敏传感器安装在幕布附近的室内壁上，限位传感器与驱动窗帘开合的步进电机相连，单片机还与照明灯的继电器相连。2.如权利要求1所述系统，其特征在于，该系统还设置与单片机相连的手动自动切换阀，实现在手动控制调光和自动控制调光之间进行切换。3.如权利要求1或2所述系统，其特征在于，所述单片机采用常规的控制芯片，其中，芯片的Pl.1 口与光电门相连，接收光电门发出的幕布运动状态信息；芯片的Pl.2 口与光敏传感器相连，接收其发出的光强信息；芯片的Pl.3 口与步进电机相连，向其发出正转的指令；芯片的Pl.4 口与步进电机相连，向其发出反转的指令；芯片的Pl.5 口与步进电机相连，向其发出停止转动的指令；芯片的Pl.6 口与一个限位传感器相连；芯片的Pl.7 口与另一个限位传感器相连，用于感知窗帘是否已经拉到拉杆的端部；芯片的P2.1 口与继电器相连；芯片的VCC 口与电源相连；芯片的GND 口接地；芯片的Pl.0 口与手动自动切换阀相连。4.一种如权利要求1所述系统的自动调光控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 1)单片机接收光电门的信号，获得投影幕布的状态，投影幕布无运动时系统处于待机状态，主频调低，单片机处于低功耗模式；当感知到投影仪幕布的动作后，首先进行初始化，设置相关参量和基本状态； 2)当投影仪幕布上升时，单片机驱动步进电机打开窗帘，并自动检测当前室内光强，若光强小于设定的阈值I时，驱动继电器逐排开启照明灯，直到光强大于等于设定的阈值I时停止驱动继电器；转步骤I); 3)当投影仪幕布下降时，单片机驱动步进电机关闭窗帘，窗帘到位时停止步进电机；并自动检测当前室内光强，若光强大于设定的阈值2时，驱动继电器从幕布前排开始依次关闭从前排至后排的照明灯，直到光强小于等于设定的阈值2时停止驱动继电器；转步骤I)。 上述阈值I设定的值为使室内的人员正常工作的合适光强，阈值2设定的值为使投影放映时的合适光强。
【专利摘要】本发明涉及配合投影仪动作的室内自动调光系统及其调光方法，属于自动控制技术领域，该系统包括单片机，分别与单片机相连的光电门、光敏传感器、限位传感器、步进电机、继电器，以及电源；其中，光电门与投影幕布的驱动机构相连，光敏传感器安装在幕布附近的室内壁上，限位传感器与驱动窗帘开合的步进电机相连，单片机还与照明灯的继电器相连。该方法包括当单片机感知到投影仪幕布落下时，则通过光敏传感器检测室内的光强，如光线较暗，适合投影仪的使用，则不采取动作；如光线较强，则关闭前排电灯并驱动步进电机拉上窗帘，使室内光线变暗。本发明可使室内亮度与投影仪之间实现智能联动，可有效节省人力，提高效率。是一个综合性较强的实用系统。
【IPC分类】G03B21/54, G09B5/02
【公开号】CN105159022
【申请号】CN201510616215
【发明人】李臻, 赵伟, 姚勇
【申请人】清华大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月24日