一种电动窗帘控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及控制系统，特别涉及一种电动窗帘控制系统。


背景技术：

2.窗帘，从古至今都是人们生活中不可缺少的一个东西，从最原始的汉朝蔡伦发明纸张后，人们就用纸作为窗户的遮盖物。起到了防隐私暴露以及防日晒风吹的作用。到后来的宋朝出现了纺织布艺之后，人们便把布作为窗帘的材料，因为布艺的工艺，手法以及不同的颜色，纹理，材质，图案等综合起来形成了不同风格的布帘。窗帘文化陪着人们一路走来，历经千年，依旧在我们的身边，虽然平常没觉得有多么重要，但却是每一个家庭不可或缺的。随着社会的不断进步，时至今日，窗帘已经不仅仅是款式多种多样，就连材质也不再拘泥于布艺，像百叶窗，木竹烤漆窗等等。
3.在智能化的今天，同样的，窗帘文化也随着时代的洪流而进入了智能时代，迎来了窗帘文化的第二春，智能家居窗帘。不再是传统意义上的美观，遮挡隐私，更是能够保持温度，阻挡紫外线，防尘隔音，隔热防水,智能化控制等等，并且真正意义上做到了一键升降，千里遥控，使窗帘文化不再拘泥于时间空间。以往只能使用手动开关的方式进行窗帘的使用，不能进行电动控制也不能和智能家居进行互联互通，给生活带来了不便。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种电动窗帘控制系统，采用双电机驱动，可以实现多种方式的开窗模式，能够通过手机端的设定进行电动窗帘的控制。
5.本实用新型的目的是这样实现的：一种电动窗帘控制系统，包括mcu主控制模块，所述mcu主控制模块与电机控制模块电连接，所述电机控制模块用于驱动双电机，控制窗帘的开关和停止位置；
6.所述mcu主控制模块与rf射频发送与接收主控制模块电连接，所述rf射频发送与接收主控制模块用于通过rf射频天线进行无线信号的接收与发送，与支持该信号的家庭物联网网关进行连接；
7.所述mcu主控制模块与eeprom存储器电连接，所述eeprom存储器用于存储数据和mcu主控制模块运行时的数据缓存；
8.所述mcu主控制模块与按键模块电连接，所述按键模块用于通过按键实现对电机的点动控制和与rf射频的配对；
9.所述电机控制模块与锂电池供电模块电连接，所述锂电池供电模块用于为电机控制模块提供稳定电压；
10.所述锂电池供电模块与充电电路模块电连接，所述充电电路模块用于为锂电池供电模块提供充电电源。
11.本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，有益效果为：采用双电机驱动，可以实现多种方式的开窗模式，如只开左边半边，或者右边半边，还可以根据任何需求控制
窗帘的停止位置。使用可充电的锂电池作为备用电源，解决了在停电后窗帘无法手动操作的问题；mcu主控制模块与rf射频发送与接收主控制模块电连接，采用ieee802.15.4g物联网通信协议进行智能家居的互联互通，可以通过手机端的智能场景的设定进行电动窗帘的控制，低能耗设计，比其他常见的无线操控方式更节能环保；同样可以根据用户的喜好定义不同的场景，不同的模式设定智能窗帘的场景模式，更人性化，操作更简便。
12.为了精准控制电机的运行，精确的控制窗帘的打开的位置，所述电机控制模块包括主电机控制模块和从电机控制模块，所述主电机控制模块与主电机h-桥电机控制模块和第一霍尔传感器电连接；所述第一霍尔传感器与第一电机电连接；所述主电机h-桥电机控制模块和第一霍尔传感器用于对第一电机输入信号的控制从而控制第一电机的运转状态。
13.为了精准控制电机的运行，精确的控制窗帘的打开的位置，所述从电机控制模块与从电机h-桥电机控制模块和第二霍尔传感器电连接；所述第二霍尔传感器与第二电机电连接；所述从电机h-桥电机控制模块和第二霍尔传感器用于对第二电机输入信号的控制从而控制第二电机的运转状态。
14.进一步的，所述mcu主控制模块还与led显示电路模块电连接，所述led显示电路模块用于系统进入不同状态时led 显示相对应的颜色。
15.进一步的，所述mcu主控制模块采用arm cortex-m3内核的处理器。
附图说明
16.图1本实用新型的系统框图。
17.图2本实用新型具体的系统框图。
18.图3本实用新型led显示电路模块的电路原理图。
19.图4本实用新型按键模块及usb type-c充电接口电路原理图。
20.图5本实用新型rf射频发送与接收主控制模块电路原理图。
21.图6本实用新型主电机控制模块的电路原理图。
22.图7本实用新型从电机控制模块的电路原理图。
23.图8本实用新型主电机h-桥电机控制模块及第一霍尔传感器电路原理图。
24.图9本实用新型从电机h-桥电机控制模块及第二霍尔传感器电路原理图。
25.图10本实用新型锂电池供电模块的电路原理图。
26.图11本实用新型充电电路模块的电路原理图。
具体实施方式
27.如图1-2所示的一种电动窗帘控制系统，包括mcu主控制模块，mcu主控制模块采用arm cortex-m3内核的处理器。
28.mcu主控制模块与电机控制模块电连接，电机控制模块用于驱动双电机，控制窗帘的开关和停止位置；
29.mcu主控制模块与rf射频发送与接收主控制模块电连接，rf射频发送与接收主控制模块用于通过rf射频天线进行无线信号的接收与发送，与支持该信号的家庭物联网网关进行连接；
30.所述mcu主控制模块与eeprom存储器电连接，所述eeprom存储器用于存储数据和
mcu主控制模块运行时的数据缓存；
31.mcu主控制模块与按键模块电连接，按键模块用于通过按键实现对电机的点动控制和与rf射频的配对；
32.电机控制模块与锂电池供电模块电连接，锂电池供电模块用于为电机控制模块提供稳定电压；
33.锂电池供电模块与充电电路模块电连接，充电电路模块用于为锂电池供电模块提供充电电源。
34.电机控制模块包括主电机控制模块和从电机控制模块，主电机控制模块与主电机h-桥电机控制模块和第一霍尔传感器电连接；第一霍尔传感器与第一电机电连接；主电机h-桥电机控制模块和第一霍尔传感器用于对第一电机输入信号的控制从而控制第一电机的运转状态。
35.从电机控制模块与从电机h-桥电机控制模块和第二霍尔传感器电连接；第二霍尔传感器与第二电机电连接；从电机h-桥电机控制模块和第二霍尔传感器用于对第二电机输入信号的控制从而控制第二电机的运转状态。
36.mcu主控制模块还与led显示电路模块电连接，led显示电路模块用于系统进入不同状态时led 显示相对应的颜色。
37.如图3所示，led显示电路模块为红绿双色led显示电路，led的红色与绿色共阳极连接到rf3v3电源，通过限流电阻r1与限流电阻r2，然后分别由两颗三极管q1和q2驱动，通过这两个三极管的基极连接到主芯片ic81的dio_3与dio_4引脚，当进入不同的状态时led显示相对应的颜色。
38.如图4所示的按键模块及usb type-c充电接口电路，sw1为贴在pcb班上的轻触开关，按照提前设定的程序可以实现短按控制电机的点动，长按实现rf的配对；x1为usb type-c接口，本实施例中采用目前流行的usb接口，可以很方便的找到充电器，图4中的d1为接到usb接口的5v电源线上的esd保护二极管，可以防止静电破坏本产品，起到保护作用。
39.如图5所示的rf射频发送与接收主控制模块，ic82为2m的eeprom芯片，通过端口scl、端口sda的i2c总线连接到ic81的dio_1与dio_6端口，可以将运行数据缓存在此芯片中，从而让整个系统流畅运行。电阻r82，电阻r83分别连接到端口scl，端口sda连接到3v电源，起到上拉的作用。电阻r87与电容c93构成一个rc复位电路，电阻r81与电容c86构成另一路复位电路。xtal1与xtal2为给主芯片提供时钟信号的晶振，高精度的晶振频率让系统运行稳定。电容c87，电容c88分别连接到晶振xtal1的两端，此为晶振匹配电容，可以让晶振的精度调节到
±
10ppm精度范围内。电容c81，电容c82，电容c83，电容c84和电容c85分别连接到ic81主芯片的vdds，vdds2，vdds-dcdc，vddr供电引脚，起到滤波去耦的作用。xp为5pin的插座，可以通过该插座连接烧录器对该芯片进行编程；电感l6，电容c90，电容c91和电容c92构成的lc滤波电路，给vddr一个干净稳定的输入电源。
40.如图6所示的主电机控制模块，ic11为microchip的pic系列单片机，拥有128k内存空间，以及3728 比特的sram（随机存取存储器），此芯片分别连接到batt-lvl，可以检测电池电压，当电池电压低于报警电压时led会闪烁从而提醒用户电池电量不足，需要充电了。comp为比较电压，mess-on此线路为打开测量的开关信号。rf module-off可以通过此线路控制射频模式的开启与关闭。temperature连接到板载温度传感器芯片，可以实时读取系统
的温度，naux引脚可以切换外部的module的打开与关闭。vbus-on可以控制通过usb type-c接口给锂电池当电池电压下降到一定值时打开充电电路为电池进行充电。rf-rx与rf-tx经过ic12的双通道rc低通滤波器连接到ic11对应的引脚，对rf信号数据进行发送与接收的数据传输。scl1与sda1分别通过电阻r15，电阻r16连接到电源3v3上拉，电容c11为该芯片电源3v3的滤波及退耦电容。电阻r19及电容c19构成的rc低通滤波器，滤除了没用的高频信号。hall-a，hall-b，hall-sel三个引脚连接到ic-ma，ic-mb的第一霍尔传感器ic，通过电机转子上固定的圆柱形永磁铁转动识别n极，s极的变化检测电机的转速，进行电机转速的精准控制。
41.如图7所示的从电机控制模块，batt-lvl输入端通过r115与主芯片ic111连接，可以检测电池电压，输入端vbus-on通过电阻r116与芯片ic111连接，可以控制vbus的打开给电池进行充电。slave-tx与slave-rx进行数据的传输，控制电机的运行。c111为电源的滤波及退耦电容，电阻r119与电容c119构成的低通滤波器。hall-a-s，hall-b-s，hall-sel-s分别连接到ic-as，ic-bs，通过第二霍尔传感器芯片的数据变化判断电机的转速，精确的控制电机运行。
42.如图8所示的主电机h-桥电机控制模块及第一霍尔传感器电路，ic51由vmotor经c55的电解电容以及c52，c53的电容滤波去耦后供电。mdrvon，min1，min2，nmfault，msense分别连接到图6所示的相对应的引脚，c56，c57为滤波及退耦电容，ic-ma，ic-mb分别连接到如图示6所示的引脚，该霍尔元件可以根据电机定子上的磁铁的旋转计算出第一电机的转速，可以根据转速的大小进行电机输入信号的控制从而控制第一电机的运转状态，如正转，反转，匀速转，加速转等等。还可以通过第一电机的转动圈数计算出窗帘轨道的精确位置，从而可以精确的控制窗帘的打开的位置。
43.如图9所示的从电机h-桥电机控制模块及第二霍尔传感器电路，功能与8的主电机h-桥电机控制模块及第一霍尔传感器电路相同，可以实现第二电机的精确控制，正转，反转，匀速转，加速转等。
44.如图10所示的锂电池供电模块，batt+连接锂电池的正极，连接d31的抗esd二极管，经过电阻r31，电阻r32分压后得到batt-lvl输出，连接到如图6所示的对应引脚，c35为滤波去耦电容，连接c31，c34滤波电容连接到芯片ic31的ldo输入端，输出3.3v，经电容c32，电容c33滤波后输出稳定的3.3v电压，d32为3v3电源的esd防静电二极管，ntc与电阻r33，电阻r34和电容c36连接，可以监控电池的实时温度。 rf-module-off连接电阻r35连接到场效应管q31的栅极，电阻r36接地，电容c37并联场效应管q31的栅极与源极两端，场效应管q31的漏极并联d34的tvs二极管，起到防浪涌的作用，输出稳定的rf3v3电压。
45.如图11所示的锂电池供电模块，采用mps专业充电管理芯片，由vbus经过电容c71，电容c72和电阻r73滤波后输入到芯片ic71的vin引脚，电容c66，电阻r74，电阻r75，电阻r79，电容c75，电容c74，电容c73，电容c65和电阻r78的串并联接入芯片ic71的pmid与fb引脚，ic71的引脚dpi、dmi分别连接电阻r71，电阻r72接地，电阻r77接地与nc脚连接，芯片ic71的sys引脚输出连接到电容c69，电容c70，电感l72，电容c68，二极管d71以及电容c60构成的滤波网络，输出为vmotor电源。引脚batt，引脚csp，引脚bst，引脚sw分别连接到电阻r70，电容c79，电感l71，电阻r76，电容c78，电容c76和c77构成的滤波网络，输出为给锂电池充电的batt+电源，经vbus分路连接到由电阻r63，电阻r64，电阻r61，电阻r62，电阻r66，电
容c62，电容c63，三极管t61，电阻r65以及三极管t161构成的滤波及控制电路，输出为nmclr、nmclr-s和vbus-on信号。
46.本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。