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正文內(nèi)容

窗戶窗簾的智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計優(yōu)秀及文獻綜述(參考版)

2024-12-10 00:52本頁面
  

【正文】 由于在整文設(shè)計中要提供給電路三個直流電壓,分別為 5V、 5V、 30V,因此在本文設(shè)計中分別采用型號為 W78L00、 W79L00、W317L 穩(wěn)壓器進行穩(wěn)壓。從而負載兩端的輸出電壓在 10V 左右。 圖 272 單相橋式整流電路 東華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 各個工作模塊的工作原理及程序 29 當 RLC=( 3~ 5) T/2時,輸出電壓平均值 UO( AV) ≈ U2 為了獲得較好的濾波效果,在實際電路中,應(yīng)選擇濾波電容的容量滿足 RLC=( 3~ 5) T/2 的條件。電容濾波電路利用電容的充、放電作用,使輸出電壓趨于平滑。具體電路如圖 273 所示。 ( 3)濾波電路 整流電路的輸出電壓雖然是單一方向的,但脈沖較大,含有較大的諧波成分,不能適應(yīng)大多數(shù)電子線路及設(shè)備的需要。 這樣,由于 D D3 和 D D4 兩對二極管交替導通,至使負載電阻 RL上在u2 的整個周期內(nèi)都有電流流過,而且方向不變,輸出電壓 uo=| √2U 2sinwt|。 當為 u2為負半周時,電流由 B 點流出,經(jīng) D RL、 D4 流入 A 點,負載電阻RL上的電壓等于 u2。 D1~D4~220V 50HZT1RL 設(shè)變壓器副邊電壓 u2=√ 2U2sinwt, U2為有效值。電路如圖 272所示。 整流 電路 AC 220V Ui Uo 變壓 器 濾波 電路 穩(wěn)壓 電路 圖 271 直流電源方框圖 東華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 各個工作模塊的工作原理及程序 28 D1 D4 D3 D2 A B ( 2)整流電路 整流電路把變壓器副邊的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓,即將正弦波電壓轉(zhuǎn)換為單一方向的脈動電壓。 ( 1)電源變壓器 直流電源的輸入為 220V 的電網(wǎng)電壓(即市 電),一般情況下,所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大,因而需要通過電源變壓器降壓后,再對交流電壓進行處理。 直流電源的基本原理 單相交流經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓,其方框圖如圖 271所示。 電源模塊 在電子電路及設(shè)備中,一般都需要穩(wěn)定的直流電源供電。如在房間走動超過 5S,此時單溫態(tài)觸發(fā)器受到觸發(fā)而翻轉(zhuǎn),由穩(wěn)態(tài)變暫穩(wěn)態(tài),由低電平變高電平, Q0 導通,則報警器工作,發(fā)出報 警聲。 電路中,振動 /傳感檢測電路由振動傳感器 HN911L 和電阻 RP組成。保存溫度 =40~ 60℃。頻寬 =~ 7Hz。靜態(tài)電流 1mA。 10%;≤177。 本設(shè)計采用一體化人體紅外探測器 HN9IIL, 該熱釋電紅外探測防盜報警器電路由振動 /傳感檢測電路、熱釋電紅外傳感探測電路,單片機控制 電路和報警電路組成。 當單片機 端輸出低電平時,晶體三極管處于截止狀態(tài),極電流為零,發(fā)光二極管處于截止狀態(tài),蜂鳴器無電流輸入,處于截止 狀態(tài) 。 的電容是為了濾掉電路中的波動電壓。東華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 各個工作模塊的工作原理及程序 26 蜂鳴器音量 10cm/80分貝,電流 1520mA。 報警功能 模塊電路 報警 電路工作原理 : 防盜報警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施??梢援a(chǎn)生 6561 種編碼,即使有多個遙控器或多個接收模塊,只要地址編碼設(shè)置不同,也不會出現(xiàn)相互干擾的現(xiàn)象。所謂的 設(shè)置地址碼就是用焊錫將上下相鄰的焊盤用焊錫橋搭短路起來,例如將第 2腳和上面的焊盤 L用焊錫短路后就相當于將 PT2272 芯片的第 2腳設(shè)置為接地,同理將第 2 腳和下面的焊盤 H 用焊錫短路后就相當于將 PT2272 芯片的第 2腳設(shè)置為接正電源,如果什么都不接就是表示懸空。 無線遙控發(fā)射器和接收模塊上都預(yù)留地址編碼區(qū),采用焊錫搭焊的方式來選擇:懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)。后綴的 6和 4表示有幾路并行的控制通道,當采用 4路并行數(shù)據(jù)時( PT2272M4),對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 8 位,如果采用 6路的并行數(shù)據(jù)時 (PT2272M6),對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 6位。 PT2272 解碼芯片有不同的后綴,表示不同的功能,有 L4/M4/L6/M6 之分,其中 L表示鎖存輸出,數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài),直到下圖 244 無線 遙控器電路 東華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 各個工作模塊的工作原理及程序 25 次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變。特點: CMOS 工藝制造,低功耗外部應(yīng)用線路元器件少單腳電阻振蕩電路工作電壓范圍寬: ~ 15V, PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳 (懸空 ,接高電平 ,接低電平, ,任意組合可提供 531441 地址碼, PT2262 最多可有 6位 (D0D5)數(shù)據(jù)端管腳,設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出,可用于無線遙控發(fā)射電路。而目前市場上的一些低價位無線電遙控模塊一般仍采用 LC 振蕩器,穩(wěn)定度及一致性較差,即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容,當溫度變化或者震動后也很難保證已調(diào)試好的頻點不會發(fā)生偏移,造成發(fā)射距離縮短。 無線遙控發(fā)射電路 外形尺寸: 58x38x13 毫米 天線拉出后長度: 13厘米 發(fā)射功率: 20 毫瓦 工作電流: 14 毫安 工作電壓: 12V A27 報警器專用電池 遙控距離: 開闊地無障礙物遮擋情況下 200米 發(fā)射器外形滑動保險蓋打開面板,其內(nèi)部遙控電路圖如圖 242 所示 ,面板上有四 位操縱按鍵及一個發(fā)射指示燈。 接收模塊介紹: 接收模塊有七個引出端,分別為 1 1 1 GND、圖 242 紅外接收等效 電路 東華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 各個工作模塊的工作原理及程序 23 VT、 VCC,其中 VCC 為 5V供電端, GND 為接地端, VT 端為解碼有效輸出端, 1 1 13是解碼芯片 PT2294 集成電路的輸出腳,為四位數(shù)據(jù)點動輸出端,接收到有效信號時能輸出 5V 高電平,驅(qū)動電流約 2mA,與發(fā)射器上的四個按鍵一一對應(yīng) 。另外未經(jīng)封固的可調(diào)電容在受到振動時定片和動片之間發(fā)生位移;溫度變化時熱脹冷縮會使定片和動片間距離改變;濕度變化因介質(zhì) 變化改變?nèi)萘浚婚L期工作在潮濕環(huán)境中還會因定片和動片的氧化改變?nèi)萘?,這些都會嚴重影響接收頻率的穩(wěn)定性,而采用可調(diào)電感就可解決這些問題,因為電感可以在調(diào)整完畢后進行封固,絕緣體封固劑不會使電感量發(fā)生變化,而且由于采用貼片工藝,所以即使強烈震動也不必擔心接收頻點漂移,接收電路的接收帶寬約 500KHz,產(chǎn)品出廠 時已經(jīng)將中心頻率調(diào)整在 315MHz,接收芯片上的微調(diào)電感約有 5MHz 頻率的可調(diào)范圍,使用時不要輕易變動,以免影響性能??烧{(diào)電容調(diào)整精度較低,只有 3/4圈的調(diào)整范圍,而可調(diào)電感可以做到多圈調(diào)整。 ( 1) 天線輸入端有選頻電路,而不依賴 1/4 波長天線的選頻作用,控制距離較近時可以剪短甚至去掉外接天線 ( 2) 接收電路自身輻射極小,加上電路模塊背面網(wǎng)狀接地銅箔的屏蔽作用,可以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號的侵入。在 RX 測量后就可以查表計算相對濕度值 參數(shù)設(shè)計 : 電阻 R0與電容 C的選擇主要取決于需要的分辨率,與單片機周期等有關(guān) 電阻建議選擇精密金屬膜電阻,建議為 60K300K( 1%)之間(取值與測量范圍有關(guān),取與 Rxmax 的 1/2 左右) 電容的選擇既要考慮到測量的靈敏度,又要考慮不使計數(shù)時間太長,具體考慮單片機的時鐘頻率等因素。如此重復,進行充放電。 檢測電路 : 使用電容充放電電路如下圖示,將測量濕度傳感器等效為電阻 RX 進行充放電,通過測量充放電時間進行反推阻抗可以測量電阻阻抗,通過讀表可以檢測相對濕度值。 集成濕度傳感器 HM1500 的輸出電壓在 1~ 4 V間隨濕度線性變化,考慮到本系統(tǒng)的單電源特點,設(shè)計的濕度信號采集電路如圖 十 所示,該電路的測濕范圍為0~ 100%。 其中小信號通過集成放大 ,邊成大信號輸出傳到單片機 ,使之達到檢測的目的 .如圖 (圖 231)所示 IN12OUT3GNDU2 L M 780823141U 1: 1M C 332745672U 1: 2M C 3327481093U 1: 3M C 332741412134U 1: 4M C 33274A2GND1B4V C C3M P X 21002KR12KR21KR315KR4R5120R6220R71KR81uFC11uFC2D1I N 6810245U 4: 1L M 339+ 12VU I N10KR9 10V C C + 12vUR10KR 20B G 19013200R p15 6U 1: 3P1.5I N T 1 濕度測量電路 高分子濕度傳感器 CHR01 為新一代復合型電阻型濕度敏感 [5]部件,其復阻抗與空氣相對濕度成指數(shù)關(guān)系,直流阻抗(普通數(shù)字萬用表測量)幾乎為無窮大,與傳統(tǒng)意義上的電阻有空氣中水分子參與膜感濕中的離子導電,由于水分子為極性分子,在直流電存在的情況下,會電離,分解,從而影響導電與元件的壽命,所以要求采用交流電路對傳感器進行 供電。輸出端的零壓力偏置由 R4 和 RP1 引入。零壓力時,傳感器的 2 和 4 端之間的電壓差為零。 表 222正轉(zhuǎn)控制模型數(shù)據(jù) 表 223 反轉(zhuǎn)控制模型數(shù)據(jù) 東華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 各個工作模塊的工作原理及程序 18 放大器采用 MC33274 四運算放大器,它組成一個儀表放大 電路,具有高差模增益和高共模抑制比,輸入阻抗高,可調(diào)節(jié)偏置電路。 %); ⑤有較寬的工作溫度范圍( 40℃ ~ +125℃); ⑥允許過載大( 400%) 。 1mV; ②傳感器靈敏度較高,為 40mV177。但這種傳感器由于四個橋臂電阻不完全匹配而引起測量誤差,零點偏移較大,不易調(diào)整。當沒有外加壓力時,電橋處于平衡狀態(tài),電橋輸出為零。壓力傳感器的種類很多,其中硅半導體傳 感器因其體積小、重量輕、成本低、性能好、易集成等優(yōu)點得到廣泛的應(yīng)用。具體方法如下: 正轉(zhuǎn) : A— AB— B— BC— C— CA— A 反轉(zhuǎn) : A— AC— C— CB— B— BA— A 221步進電機控制驅(qū)動方框圖 驅(qū)動電源 控制器 輔助電 路 步進電動機 功 率放 大器 環(huán)形分配器 東華理工大學長江學院畢業(yè)設(shè)計(論文) 各個工作模塊的工作原理及程序 17 正反轉(zhuǎn)控制模型數(shù)據(jù)的存放單元見表 222 、表 223,其中 26H 和 2DH中存放模型結(jié)束標志。本文中單片機發(fā)一個脈沖即步進電機轉(zhuǎn) 。根據(jù)步進電機需要轉(zhuǎn)動的方向和圈數(shù)(或角度), 口按照“ A— AB— B— BC— C— CA— A”或“ A— AC— C— CB— B— BA— A”的順序?qū)Σ竭M電機各相輸出脈沖信號使步進工作。鑒于對本次設(shè)計的要求考慮,在這里我采用開環(huán)控制。開環(huán)控制是指步進電機驅(qū)動系統(tǒng)的輸入脈沖不依賴與轉(zhuǎn)子的位置 ,而是事先按一定規(guī)律給定的。 時通以相同大小的電流,合磁場方向變?yōu)?A 偏 C 。軟件環(huán)分則往往受到微機運算速度的限制,有時難以滿足高速實時控制的要求。環(huán)形分配器可以由硬件和軟件 [3]兩種方式實現(xiàn)。 正轉(zhuǎn): A → AB → B → BC→ C → CA→ A 反轉(zhuǎn): A → AC → C → CB→ B → BA→ A 環(huán)形分配器、功率放大器以及其他輔助電路統(tǒng)稱為步進電機的驅(qū)動電源。 通過單片機按順序給繞組施加有序的脈沖電流,就可以控制電機的轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)數(shù)字角度的轉(zhuǎn)換。因此,步進電機向 C轉(zhuǎn)動 ,之后只有 C 通電,合磁場方向為 C 相,步進電機再向 C轉(zhuǎn)動 186。 步進電機的轉(zhuǎn)動是由相電流合成的磁場變化而引起的當磁場方向變化時,步進電機隨之轉(zhuǎn)動,最終定位于相電流合成的磁場方向,對于三相六拍的方式,每相之間相角差(即步距角)為 。 步進電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的速度取決于脈沖信號的頻率,總位移量取決于總的脈沖數(shù),它作為伺服電動機應(yīng)用于控制系統(tǒng)時,可以使系統(tǒng)簡化,工作可靠,而且可以獲得較高的控制精度。 表 216 工作方式 工作方式 電源電壓/V 電源電流/MA 晶振/MHZ 正常方式 5 16 等待方式 5 3 .7 掉電方式 2 50 停振 軟件流程圖如下: 總中斷開啟, INT0
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