全自动光控的百叶窗及全自动光控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种全自动光控的百叶窗及全自动光控装置。它包括微处理器、光照传感器、电机驱动电路、位置反馈电路、红外遥控模块、蓝牙模块和太阳能电源。光照传感器将外部环境中的光强信号转化为电压信号，通过微处理器的内部模数转换精确测量环境中的光强信号，并输出PWM控制电机驱动电路，实现对电机的控制；同时，位置反馈电路实时测量百叶窗叶片所处位置，并返回到微处理器，形成对百叶窗叶片的负反馈控制，提高了控制精度。红外遥控模块接收用户发送的指令，可实现手动控制百叶窗的闭合；太阳能电源将外界环境中的太阳能转化为电能储存在太阳能电池中，实现能量的自给自足。
【专利说明】全自动光控的百叶窗及全自动光控装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种全自动光控的百叶窗及全自动光控装置，属于智能家居领域。
【背景技术】
[0002]智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、智能家居系统安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施进行集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务管理系统，提升家居的安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
[0003]百叶窗是一种广泛应用于办公和居住环境的调光工具，其材质可为织物、木材、塑料或金属等，可通过改变窗帘叶片的倾角调节室内光线的入射方向和强度。百叶窗具有通风良好、可自动调节光线和成本低廉的优点。
[0004]目前的百叶窗大多采用人工手动控制，电动控制也往往存在控制精度低、能耗高、安装复杂等缺点，这给使用者带来了很大的麻烦。本实用新型提供一种可自充电的全自动光控百叶窗。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种全自动光控的百叶窗及全自动光控装置。它利用光强传感器和微处理器测量环境中的光强，并根据使用者的要求控制百叶窗，使室内的光强维持在固定水平。
[0006]一种百叶窗的全自动光控装置，它包括微处理器、光照传感器、电机驱动电路、位置反馈电路、红外遥控模块、蓝牙模块和太阳能电源，所述的微处理器分别与光照传感器、电机驱动电路、位置反馈电路、红外遥控模块和蓝牙模块相连接，所述的太阳能电源分别与微处理器、光照传感器、电机驱动电路、位置反馈电路、红外遥控模块和蓝牙模块相连接。
[0007]—种全自动光控的百叶窗，它包括光照传感器、位置反馈电路、直流有刷电机、控制电路、百叶窗叶片和拉动轴，通过光照传感器获取环境中的光强信息并传递到控制电路，所述的控制电路驱动直流有刷电机，所述的直流有刷电机的轴带动拉动轴改变百叶窗叶片的角度，进一步改变室内的光强，位置反馈电路测量拉动轴所处的位置并反馈给控制电路，提高对百叶窗叶片的控制精度。
[0008]本实用新型的有益效果是:
[0009]I)可自动调控百叶窗，使室内光强维持在合适的范围内；
[0010]2)以太阳能作为能源，降低了功耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是全自动光控的百叶窗的结构示意图；
[0012]图2是百叶窗的全自动光控装置的结构示意图；[0013]图3是光照传感器的电气原理图；
[0014]图4是电机驱动电路的电气原理图；
[0015]图5是红外遥控模块发射机的原理示意图；
[0016]图6是红外遥控模块接收机的原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例及附图做进一步说明。
[0018]参见附图1，全自动光控的百叶窗的结构示意图，它包括光照传感器2、位置反馈电路4、直流有刷电机15、控制电路30、百叶窗叶片31和拉动轴32。工作原理是:通过光照传感器2获取环境中的光强信息并传递到控制电路30，所述的控制电路30驱动直流有刷电机15，所述的直流有刷电机15的轴带动拉动轴32改变百叶窗叶片31的角度，进一步改变室内的光强。位置反馈电路4测量拉动轴所处的位置并反馈给控制电路30，提高对百叶窗叶片31的控制精度。
[0019]参见附图2，百叶窗的全自动光控装置的结构示意图，它包括微处理器1、光照传感器2、电机驱动电路3、位置反馈电路4、红外遥控模块5、蓝牙模块6和太阳能电源7。所述的微处理器I分别于光照传感器2、电机驱动电路3、位置反馈电路4、红外遥控模块5和蓝牙模块6相连接。所述的太阳能电源7分别于微处理器1、光照传感器2、电机驱动电路
3、位置反馈电路4、红外遥控模块5和蓝牙模块6相连接。百叶窗的全自动光控装置的电气工作原理是:光照传感器2将外部环境中的光强信号转化为电压信号，通过微处理器I的内部模数转换精确测量环境中的光强信号，并输出PWM控制电机驱动电路3,实现对电机的控制；同时，位置反馈电路4实时测量百叶窗叶片所处位置，并返回到微处理器1，形成对百叶窗叶片的负反馈控制，提高了控制精度。红外遥控模块5接收用户发送的指令，可实现手动控制百叶窗的闭合；太阳能电源7将外界环境中的太阳能转化为电能储存在太阳能电池中，实现能量的自给自足。
[0020]参见附图3，这是光照传感器2的电气原理图，它包括直流电源8、第一电阻9和光敏电阻10。光敏电阻是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻随入射光强弱而变化的电阻器，又称光电导探测器。一般情况下，光照越强，阻值越小。为了提高测量精
度，光敏电阻10选用φ3系列GL3547 - 2型号，其暗电阻为IOMil,亮电阻为100 — 200ka，暗电阻和亮电阻的比值达到50?100，基本符合测量要求。由于光
敏电阻的光照特性曲线Cf = f(10 )呈非线性，故在一般的应用场合下，光敏电阻一般是
用作自动控制系统的光电开关，但本实用新型引入了微处理器1，可以采用折线近似拟合非线性，提高了光敏电阻的应用价值，且智能家居领域对自动控制系统的响应速度要求不高，因此不需要考虑光敏电阻的滞后效应。光照传感器2的工作原理是:直流电源8提供固定的电压，光敏电阻10和第一电阻9进行分压，并将信号输出给微处理器I的片内AD进行测量。
[0021 ] 参见附图4，这是电机驱动电路3的电气原理图，它包括第一 PMOS管11、第一 NMOS管12、第二 PMOS管13、第二 NMOS管14、直流有刷电机15、第一控制臂16和第二控制臂17。电机驱动电路3采用H桥驱动电路，可以控制直流有刷电机15的正转和反转，电机驱动电路3的工作原理是:H桥驱动电路桥臂上的4个场效应管相当于4个开关，其中第一 PMOS管11和第二 PMOS管13在栅极为低电平时导通，高电平时关闭；第一 NMOS管12和第二 NMOS管14在栅极为低电平时关闭，高电平时导通。场效应管为电压控制型元件，栅极通过的电流几乎为零。当第一控制臂16置为高电平，第二控制臂17置为低电平时，第一 PMOS管11和第二 NMOS管14关断，第一 NMOS管12和第二 PMOS管13导通，直流有刷电机15左端为低电平，右端为高电平，设此时电机为正转；当第一控制臂16置为低电平，第二控制臂17置为高电平时，第一 PMOS管11和第二 NMOS管14导通，第一 NMOS管12和第二 PMOS管13关断，直流有刷电机15左端为高电平，右端为低电平，此时电机为反转。通过PWM控制第一控制臂16和第二控制臂17即可实现直流有刷电机15的变速双向控制。此外，电机驱动电路3的一个优点是:无论第一控制臂16和第二控制臂17处于何种状态(排出悬空状态)，电机驱动电路3都不会出现共态导通的现象，可以减少软件和硬件设置死区的麻烦。
[0022]参见附图5，这是红外遥控模块发射机的原理示意图，它包括三极管18、红外二极管19、限流电阻20、第一二极管21、第二二极管22。红外遥控是可视范围内最廉价的遥控方式，目前几乎所有的视频和音频设备都是通过红外方式进行遥控。红外遥控就是通过发射和接受红外光实现信息的传递，为了能够有效屏蔽环境中的干扰信号，需要对信号进行调制和解调。红外遥控模块发射机的工作原理是:通过外接晶振产生一定频率的脉冲信号，控制三极管18的开通与关断。通过三极管18放大电流驱动红外二极管19发射红外光，限流电阻20可以限制三极管18的基极电流，第一二极管21和第二二极管22使得三极管18的基极电压固定为1.2V左右，这样三极管18的基极和射极电压差为0.6V左右，三极管18的放大倍数基本固定不变，使得通过红外二极管19的电流足够大。晶振一般选择陶瓷晶振，虽然陶瓷晶振的精度不如石英晶振，但不会因为机械振动而轻易损坏，且红外光的发射频率一般在30kHz到60kHz，对晶振的精度要求不高。选择三极管时应该考虑合适的HFE参数和频率响应参数。选择红外二极管时应该考虑其平均功耗和允许的峰值电流。
[0023]参见附图6，这是红外遥控模块接收机的原理示意图，它包括检波二极管23、放大器24、限幅器25、带通滤波器26、检波电路27、积分电路28和比较器29。红外遥控模块接收机的工作原理是:发射来的红外信号由检波二极管23识别并接收，通过放大器24和限幅器25对信号进行预处理，使信号具有稳定的脉冲电平，因而消除由于遥控距离不同而引起的接收信号强弱变化的问题。通过带通滤波器26滤除高频和低频的干扰信号，使得30kHz到60kHz的信号能够通过。通过检波电路27、积分电路28和比较器29对信号进行最后处理，得到调整频率。现在，红外遥控模块的发射机和接收机功能都已经集成到单一的电子器件之中，且价格低廉，使用起来十分方便。
【权利要求】
1.一种百叶窗的全自动光控装置，其特征在于，它包括微处理器、光照传感器、电机驱动电路、位置反馈电路、红外遥控模块、蓝牙模块和太阳能电源，所述的微处理器分别与光照传感器、电机驱动电路、位置反馈电路、红外遥控模块和蓝牙模块相连接，所述的太阳能电源分别与微处理器、光照传感器、电机驱动电路、位置反馈电路、红外遥控模块和蓝牙模块相连接。
2.一种全自动光控的百叶窗，其特征在于，它包括光照传感器、位置反馈电路、直流有刷电机、控制电路、百叶窗叶片和拉动轴，通过光照传感器获取环境中的光强信息并传递到控制电路，所述的控制电路驱动直流有刷电机，所述的直流有刷电机的轴带动拉动轴改变百叶窗叶片的角度，进一步改变室内的光强，位置反馈电路测量拉动轴所处的位置并反馈给控制电路，提高对百叶窗叶片的控制精度。
【文档编号】G05D3/12GK203705961SQ201420045714
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】江艺宝 申请人:浙江大学