专利名称：一种自动百叶窗的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种百叶窗，特别是涉及一种可实时自动调节升降和叶片开合角度的
百叶窗。
背景技术：
通过控制百叶窗的开合及开合角度，人们可以获得较为理想的通光及通风效果。 目前市售的百叶窗，主要是通过机械铰链控制百叶窗的开合，有手动控制的，也有通过电机带动控制的。这些产品无法根据光线强弱和室内的空气质量实时自动调节百叶窗的开合角度，更无法根据人们的个性需求进行自动调节。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种能实时自动调节升降和开合角度的百叶窗，同时所述百叶窗还能根据人们个性需求进行自动调节。为了解决上述问题，本申请公开了一种自动百叶窗，包括固定在窗户上部的墙壁上的两根平行的转轴，与上部的转轴(4)相连的步进电机 ⑴及升降绳(8)，与下部的转轴(5)相连的步进电机(2)及开合调节绳(7)，与升降绳⑶ 和开合调节绳(7)相连的百叶窗叶片(6)，与两台步进电机都相连的控制模块(3)，与控制模块C3)相连的光感传感器(10)和二氧化碳传感器(11)，与控制模块C3)进行无线通信的液晶显示的用户控制端。优选的，所述自动百叶窗，还包括与控制模块(3)相连的空气净化模块(9)，所述空气净化模块(9)包括气泵、进气通道、出气通道及净化仪。优选的，所述两根平行的转轴两端有突起结构或凹槽结构，用于固定升降绳(8) 及开合调节绳(7)；步进电机(1)带动上转轴(4)的转动，通过升降绳(8)调节叶片(6)的升降；步进电机( 带动下转轴(5)的转动，通过开合调节绳(7)调节叶片(6)的开合角度。优选的，所述控制模块( 包括驱动电路和下位机控制电路，所述驱动电路包括两台步进电机驱动电路和空气净化模块(9)驱动电路，分别为两台步进电机和空气净化模块(9)提供工作电流。优选的，所述下位机控制电路根据光感传感器(10)的检测数据及用户设定的工作模式为两台步进电机提供脉冲控制信号；所述下位机控制电路根据二氧化碳传感器 (11)的检测数据及用户设定的工作模式为空气净化模块(9)提供控制信号。优选的，所述液晶显示的用户控制端包含上位机控制电路，液晶显示器和六个基本按键；所述用户控制端与控制模块C3)通过无线串口进行通信；所述上位机控制电路包括四种工作模式选择模式一为手动模式，模式二为光度自动调节模式，模式三为自动换气模式，模式四为自定义模式；所述六个基本按键分别为“模式选择”、“模式加”、“模式减”、 “下位机电子复位”、“正转”、“反转”。
优选的，选择所述模式一手动模式后，允许用户自行对百叶窗的升降、叶片(6)的角度进行调节；选择所述模式二光度自动调节模式后，用户设定所需的光强，百叶窗将根据室内及室外光强的变化，实时自动调节叶片(6)的升降和开合角度将室内的光强稳定在用户设定的值附近；选择所述模式三自动换气模式后，液晶显示器会提示是否与模式二共同工作，通过设置换气时间，上位机控制电路根据二氧化碳传感器(11)实时检测的数据通过控制模块C3)控制气泵的开启为室内输入新鲜的空气；选择所述模式四自定义模式后，可通过各按键设置换气的次数、换气的时间间隔。与现有技术相比，本申请具有以下优点首先，本申请中的控制模块能够接收并处理光感传感器的检测数据，然后再根据用户之前设置的模式，在相当长的一段时间里，自动调节百叶窗的开合角度，使室内光强始终适宜用户之所需。其次，本申请中的控制模块能够接收并处理二氧化碳传感器的检测数据，然后根据用户之前设置的模式通过空气净化模块内部的小型气泵，将外部的新鲜空气源源不断的送进室内。总之，本申请提供的自动百叶窗能按照用户的需求，在一定时间内根据光强自动调节叶片的升降和开合角度，并能通过空气净化模块为室内提供新鲜空气。
图1是本申请实施例所述的自动百叶窗整体效果示意图；图2是本申请实施例所述的两台步进电机的驱动电路图；图3是本申请实施例所述的下位机控制电路图；图4是本申请实施例所述的用户控制端外观示意图；图5是本申请实施例所述的上位机控制电路图；图6是本申请实施例所述的自动百叶窗工作流程控制图。
具体实施例方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本申请作进一步详细的说明。参照图1所示，本申请提供的自动百叶窗，主要包括以下几部分固定在窗户上部的墙壁上的两根平行的转轴，与上部的转轴(4)相连的步进电机 ⑴及升降绳(8)，与下部的转轴(5)相连的步进电机(2)及开合调节绳(7)，与升降绳⑶ 和开合调节绳(7)相连的叶片(6)，与两台步进电机都相连的控制模块(3)，与控制模块 ⑶相连的光感传感器(10)和二氧化碳传感器(11)，与控制模块(3)相连的空气净化模块 (9)，与控制模块C3)进行无线通信的液晶显示的用户控制端。所述空气净化模块(9)包括气泵、进气通道、出气通道及净化仪，空气净化模块中还可加入香氛制剂等。通过气泵的开启可以为室内提供新鲜空气，改善室内空气质量，当室外空气有轻微污染时可通过净化仪的过滤处理后再补充到室内。所述两根平行的上下转轴的两端有突起结构或凹槽结构，用于固定升降绳(8)及开合调节绳(7)；步进电机(1)带动上转轴的转动，通过升降绳(8)调节叶片(6)的升降；步进电机( 带动下转轴(5)的转动，通过开合调节绳(7)调节叶片(6)的开合角度。所述控制模块(3)包括驱动电路和控制电路，驱动电路又分为两台步进电机驱动电路和空气净化模块(9)驱动电路；控制电路因其直接控制两台步进电机和空气净化模块 (9)，又称为下位机控制电路。参照图2所示，为步进电机的驱动电路图，该电路为步进电机提供工作电流。所述驱动电路采用L297和L298的组合方式对步进电机进行驱动控制，其中L297为意大利S-T 公司生产的较成熟的步进电机驱动芯片，U98为内置两路“H桥”的点击驱动芯片。如果仅使用L297，驱动能力有限；如果仅使用L298，控制一个步进电机仅脉冲就需四路输入。而将两者结合起来使用就可实现在输入一路脉冲，利用4种主要控制方式即可驱动控制一个步进电机。参照图3所示，为下位机控制电路图，该电路采用51内核20管脚的STC12C5201单片机为控制芯片。左端是由电容C3、电容C5、Y1 (12MHz石英晶体振荡器)组成的为单片机提供系统基本时钟的电路。管却P3. 0、P3. 1分别为与上位机进行通信的接收、发送管脚，P3. 7 为系统的电子复位管脚，P3. 5使用本单片机的内部资源为两套步进电机驱动电路提供时钟信号。Halfl(P1.0),Half2(Pl. 1)分别为两套步进电机驱动模块的二分控制管脚(所谓的二分控制是指能将输送给步进电机的脉冲频率增倍)；Enablel (P1. 2)、Enable2 (PL 3)分别为两套步进电机驱动模块的“使能”控制端；CWl (P1. 4)、CW2 (P1. 5)分别为两套步进电机驱动电路的脉冲信号输入端。所述下位机控制电路用于控制两台步进电机和空气净化模块(9)，下位机控制电路根据光感传感器(10)的检测数据及用户设定的工作模式为两台步进电机提供脉冲控制信号，以调节百叶窗叶片(6)的升降及开合角度；下位机控制电路根据二氧化碳传感器 (11)的检测数据及用户设定的工作模式为空气净化模块(9)提供控制信号，通过开启气泵达到为室内提供新鲜空气的目的。参照图4所示，为用户控制端的外观示意图。所述用户控制端包含上位机控制电路，液晶显示器和六个基本按键；用户控制端与控制模块C3)通过无线串口进行通信；所述上位机控制电路包括四种工作模式选择模式一为手动模式，模式二为光度自动调节模式， 模式三为自动换气模式，模式四为自定义模式；所述六个基本按键分别为“模式选择”、“模式加”、“模式减”、“下位机电子复位”、“正转”、“反转”。参照图5所示，所述上位机控制电路采用的芯片为STC12C5A60S2。这是一款8位 51内核单片机，内部集成PCA模块，ADC，两路串口等资源。左下角是由电容C6、电容C7、 XTAL(12MHz的石英晶体振荡器)构成的系统基本时钟电路。两路串口为本申请主要采用的通信方式P3. 6、P3. 7为与电脑通信，即下载程序及串口调试的收发管脚；Pl. 3、Pl. 4为本单片机作为上位机与下位机通信的收发管脚。Pl. 0、Pl. 1、Pl. 2、Pl. 5、Pl. 6、P3. 0分别为六个基本按键的输入管脚。LCD12864为带有中文字库的20管脚液晶显示屏，其中4、5、 6管脚分别为“复位”控制、“写入”控制、“使能”控制。7至13管脚为8位并行数据交换管脚(主要是上位机发送至IXD12864并显示相应的内容)。参照图6所示，为自动百叶窗的工作流程控制图。开启系统后，用户通过用户控制端的六个基本按键对系统的工作模式进行设定。除模式四外，其他三种模式为系统预置模式。
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在“工作模式一-手动模式”下，允许用户自行对百叶窗的升降、叶片(6)转动角度进行调节，通过用户控制端的按键“模式选择”选择“模式一”后，停留一秒后，液晶显示器会提示用户设置是否通过“正转”、“反转”按键调节叶片(6)的升降，设置完成后，再调节叶片(6)的转动角度。在“模式一”中，也允许用户采用普通百叶窗的手动机械调节模式， 直接操作升降绳(8)和开合调节绳(7)。选择“工作模式二 -光度自动调节模式”后，首先，上位机控制电路接受并处理光感传感器(10)的检测数据，提供当前室内的光强值，以液晶显示并提示用户设置需要的值 (如光强设定为0表示睡眠的最佳模式，若设定为100表示自然光工作模式)。光强设定完成后，百叶窗将根据室内及室外光强的变化，实时自动调节叶片(6)的升降和开合角度将室内的光强稳定在用户设定的值附近。在这个模式下，由于步进电机的转动未加闭环反馈， 所以在开始“模式二”后，两台步进电机上位电机(1)及下位电机( 会自动向某个方向转动一定数量的角度并停下，然后用户控制端接受光感传感器(10)的数据并处理，得到上位电机(1)和下位电机O)的转动是导致室内光强升高还是降低，为之后的自动调节提供参考。选择“工作模式三-自动换气模式”后，液晶显示器会提示是否与模式二共同工作，通过设置换气时间，用户控制端的上位机控制电路根据二氧化碳传感器(11)实时检测的数据，通过控制模块(3)的下位机控制电路控制气泵的开启为室内输入新鲜的空气。选择“工作模式四-自定义模式”后，用户可通过各按键设置换气的次数、换气的时间间隔，也可以根据其他需求设定百叶窗的工作模式。以上对本申请所提供的一种自动百叶窗，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
权利要求
1.一种自动百叶窗，其特征在于，包括固定在窗户上部的墙壁上的两根平行的转轴， 与上部的转轴(4)相连的步进电机(1)及升降绳(8)，与下部的转轴( 相连的步进电机 ⑵及开合调节绳(7)，与升降绳⑶和开合调节绳(7)相连的百叶窗叶片(6)，与两台步进电机都相连的控制模块(3)，与控制模块C3)相连的光感传感器(10)和二氧化碳传感器 (11)，与控制模块C3)进行无线通信的液晶显示的用户控制端。
2.如权利要求1所述的自动百叶窗，其特征在于，还包括与控制模块(3)相连的空气净化模块(9)，所述空气净化模块(9)包括气泵、进气通道、出气通道及净化仪。
3.如权利要求1所述的自动百叶窗，其特征在于，所述两根平行的转轴两端有突起结构或凹槽结构，用于固定升降绳(8)及开合调节绳(7)；步进电机(1)带动上转轴(4)的转动，通过升降绳(8)调节叶片(6)的升降；步进电机( 带动下转轴(5)的转动，通过开合调节绳(7)调节叶片(6)的开合角度。
4.如权利要求1所述的自动百叶窗，其特征在于，所述控制模块C3)包括驱动电路和下位机控制电路，所述驱动电路包括两台步进电机驱动电路和空气净化模块(9)驱动电路， 分别为两台步进电机和空气净化模块(9)提供工作电流。
5.如权利要求4所述的自动百叶窗，其特征在于，所述下位机控制电路根据光感传感器(10)的检测数据及用户设定的工作模式为两台步进电机提供脉冲控制信号；所述下位机控制电路根据二氧化碳传感器(11)的检测数据及用户设定的工作模式为空气净化模块 (9)提供控制信号。
6.如权利要求1所述的自动百叶窗，其特征在于，所述液晶显示的用户控制端包含上位机控制电路，液晶显示器和六个基本按键；所述用户控制端与控制模块C3)通过无线串口进行通信；所述上位机控制电路包括四种工作模式选择模式一为手动模式，模式二为光度自动调节模式，模式三为自动换气模式，模式四为自定义模式；所述六个基本按键分别为“模式选择”、“模式加”、“模式减”、“下位机电子复位”、“正转”、“反转。
7.如权利要求6所述的自动百叶窗，其特征在于，选择所述模式一手动模式后，允许用户自行对百叶窗的升降、叶片(6)的角度进行调节；选择所述模式二光度自动调节模式后， 用户设定所需的光强，百叶窗将根据室内及室外光强的变化，实时自动调节叶片(6)的升降和开合角度将室内的光强稳定在用户设定的值附近；选择所述模式三自动换气模式后， 液晶显示器会提示是否与模式二共同工作，通过设置换气时间，上位机控制电路根据二氧化碳传感器(11)实时检测的数据通过控制模块(3)控制气泵的开启为室内输入新鲜的空气；选择所述模式四自定义模式后，可通过各按键设置换气的次数、换气的时间间隔。
全文摘要
本申请提供了一种自动百叶窗，包括固定在窗户上部的墙壁上的两根平行的转轴，与上部的转轴(4)相连的步进电机(1)及升降绳(8)，与下部的转轴(5)相连的步进电机(2)及开合调节绳(7)，与升降绳(8)和开合调节绳(7)相连的百叶窗叶片(6)，与两台步进电机都相连的控制模块(3)，与控制模块(3)相连的光感传感器(10)和二氧化碳传感器(11)，与控制模块(3)相连的空气净化模块(9)，与控制模块(3)进行无线通信的液晶显示的用户控制端；所述的自动百叶窗能根据用户的设定通过两台步进电机实时自动调节叶片(6)升降和开合角度，并能通过空气净化模块(9)向室内输送新鲜空气，改善室内空气质量。
文档编号E06B9/30GK102425368SQ20111025248
公开日2012年4月25日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者宋家平, 鄢立夏 申请人:北京交通大学