多功能智能晾衣架系统
作者:邓天金 王昭武
来源:《电子技术与软件工程》2018年第16期
摘要
智能晾衣系统是以AT89C52为主控芯片,通过按键控制,由状态监测模块,即光敏电阻、雨滴检测模块实时反馈环境光线强度及天气信息给主控芯片,再由主控芯片操作A4988驱动芯片控制步进电机正反转,从而使传动装置控制滑动丝杆伸缩,所有系统状态都通过LCD1602液晶屏实时显示。通过对系统的调试,达到了预期效果,各项性能指标均正确、可靠。
【关键词】智能晾衣系统 AT89C52 步进电机传动装置 丝杆伸缩
随着科技智能化的快速发展,智能设备也随之蓬勃发展。目前,传统的晾衣架已经满足不了生活节奏快速的人们,许多上班族基本都是早出晚归,对于变化多端的天气,他们的晾晒衣物可能遭受恶劣天气的影响,使原本己经晾干的衣物被淋湿或受潮或暴晒,导致他们的生活秩序受到影响。
因此,本设计基于现存问题,设计一种智能化晾衣系统,该系统通过按键控制,由主控芯片、传感器、步进电机、传动装置、滑动丝杆等硬件组成,使晾晒衣物在受到恶劣天气影响时自动缩回,良好天气自动伸出。从而极大的方便了人们的生活。 1 智能晾衣系统的结构和功能 1.1 智能晾衣系统的结构
该智能晾衣系统伸缩结构采用如图1所示的滑动丝杆套件组,包括丝杆、轴承、轴承座、联轴器、转接块,相比于用菱形架构成的晾衣架,此结构优势在于:不需要复杂的传动结构,直接将42步进电机与滑动丝杆一端的连接器连接即可控制其伸缩,并且滑动丝杆相对于菱形架较便宜,其作用和效果相差不大,达到物美价廉的效果。 1.2 智能晾衣系统的功能 智能晾衣系统的功能如下:
(1)天气晴朗时,如果晾有衣服,使用者可以通过UP按键,使晾衣架自动伸出。待衣物晾干时,使用者可以通过BACK按键,使晾衣架自动缩回。
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(2)天气下雨时,雨滴检测模块监测到有雨水,报警系统即蜂鸣器将会发出滴滴滴的响声,主控芯片检测到此时雨滴信号,控制步进电机反转,使晾衣架自动缩回,避免衣物被淋湿。
(3)天气温度过高或光线强度很强时,
图2:智能晾衣系统硬件设计总体框图为了避免衣物被暴晒导致衣物损坏,此时监测模块即光敏电阻阻值达到预设的阈值,将向主控芯片发出信号,主控芯片将控制步进电机反转,将晾衣架自动缩回。
当到达夜晚时,由于光线强度变弱,光敏电阻检测到此信号,进而主控芯片控制步进电机反转,也可将晾衣架自动缩回。此外,该晾衣系统还配有LCD 1602液晶显示屏,能够实时显示系统的状态。
2 智能晾衣系统硬件设计
智能晾衣系统硬件设计总体框图如图2所示,其包括主控芯片AT89C52、按键、光敏电阻、雨滴检测模块、A4988步进电机驱动芯片、42步进电机、1602液晶显示屏、传动装置等。通过状态监测单元,将环境实时状态信号反馈给单片机,单片机经过信号处理,作出相应的决策即控制电机的正反转,
并将状态实时显示在液晶显示屏上。 2.1 单片机与A4988驱动芯片的电路设计
A4988是一款完全的微步电动机驱动器,带有内置转换器,易于操作。该产品可在全、半、1/4、1/8及1/16步进模式时操作双极步进电动机,输出驱动性能可达35V及±1A。转换器是A4988易于实施的关键。只要在“步进”输入中输入一个脉冲,即可驱动电动机产生微步。无须进行相位顺序表、高频率控制行或复杂的界面编程。因此,操作非常便捷。A4988与单片机的电路连接如图3所示。 2.2 状态监测模块电路设计
状态监测模块分为两个部分即光敏电阻模块和雨滴检测模块。光敏电阻模块对环境光线敏感,一般用来检测周围环境的光线强度,触发单片机,其使用宽电压LM393比较器,模块在环境光线亮度达不到设定的阈值时,DO端输出高电平,当外界环境光线亮度超过设定阈值时,DO端输出低电平。系统采用两块光敏电阻模块分别检测光线亮度强和弱,分别代表:光线亮度过强时,会导致损伤衣物,让衣架自动缩回;光线强度弱时,例如夜幕降临,让衣架自动缩回。雨滴检测模块电路原理图如图4所示,接上5V电源电源灯亮,感应探头上没有水滴时,DO输出高电平,开关指示灯灭,滴上一滴水,DO输出低电平,开关指示灯亮。将DO数字输出连接到单片机便可以检测是否有雨。
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3 软件流程
系统程序总体流程图如图5所示。 4 结束语
智能晾衣系统设计过程包括硬件系统、电路设计、软件编程和后期的整体调试,最终完成预期的功能,能够有效的对晾晒衣物进行智能化管理,极大的方便了人们的生活,并且制作成本低,具有一定的市场推广价值。 参考文献
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