基于【立创·梁山派开发板】智能窗帘项目

技术要求

（1）雨滴传感器模块：用于检测雨滴；

（2）光线强度传感器模块：用于检测光线强度；

（3）红外接收模块，用于遥控控制；

（4）步进电机模块：用于窗户窗帘驱动。

技术指标

（1）可以通过红外遥控与语音设置是否打开自动模式；（由于个人技术原因，无法烧录语音模块，导致语音设置缺失）

（2）在自动模式下，当光照强度很高时，自动展开窗帘；当光照强度很低时，自动关闭窗帘；

（3）在自动模式下，当检测到大量雨滴时，自动展开窗帘，此优先级比光照检测高；

（4）在任何时候，可以通过红外遥控或语音命令展开与关闭窗帘，并关闭自动模式；

（5）主控芯片接收到数据后，驱动电机运转，现实智能窗帘窗户系统。

设计原理

（1）雨滴传感器模块：

上图分别为雨滴传感器的实物图与原理图，图中根据梁山派立创开发板的雨滴传感器移植模块，通过PF8串口对传感器信息进行接收。

我们知道雨水最容易识别的特性是导电性，因此只需如实物图一般布置排布较密的线形镍面即可。

在常态时，两个电极之间是隔断状态，但当雨水滴到传感器上后，水的导电性会使得电流通过形成回路，从而改变了两极之间的压降，也提供了可供我们识别的信息。

（2）光线强度传感器模块：

上图分别为光敏电阻与光线检测接口原理图，图中根据梁山派立创开发板的光敏电阻移植模块，通过PF6串口对光线强度进行信息采集。

光敏电阻是一类特殊的电阻，其在无光照时，阻值很大，而在强光照下，阻值又会变的很小。

通过这一特点，我们通过检测处在光敏电阻线路上的PF6串口的电流强度，进而判断光敏电阻的阻值，并对光照强度加以判断。

（3）红外接收模块：

上图分别为红外接收器、红外遥控器以及红外接收接口原理图，图中根据梁山派立创开发板的红外接收移植模块，通过PF7串口对红外信号进行采集处理，得到我们想要的信息。

红外信号是通过一种特殊的波段进行传播，其中包括：引导码、地址码、地址反码、命令码、命令反码，其中各个部分又有着自己独特的特性，使得我们可以通过其进行区分和捕捉。

下图为红外信号包括的成分：

在确认接收到正确的红外信号后，我们设置了红外线接收头感应到有红外光就输出低电平，没有感应到红外光就输出高电平；即红外引脚有下降沿时，我们马上进入中断处理并接收红外信号。

此时，我们就可以通过红外遥控器，对窗帘的打开和关闭进行控制，并且也能够调整窗帘的自动模式和手动模式。

（4）步进电机模块：

上图为二相四线电机实物图以及步进电机设计原理图，图中根据梁山派立创开发板的步进电机移植模块，实现通过四个引脚对步进电机的正向旋转、反向旋转进行控制。

二相四线步进电机，二相指的是有两个线圈，四线指的是每一个线圈有两根线。其中A+与A-为一相，B+与B-为一相。要让它转动起来，需要给线圈连续通电。而转动方式有四拍方式、八拍方式，此处我们选择四拍方式，其中四拍方式的转动顺序为：A+ -> B+ -> A- -> B-。

其中步进电机的控制可以说是智能窗帘项目的核心，此处我们使用L9110S芯片驱动步进电机，对步进电机的四个引脚进行控制。在调整步进电机行进时间的同时，为避免步进电机运行过快，通过在每一步设置延迟，达到以合理的速度控制电机运行。

与此同时，为了保证电机运行方向切换的流畅度，我们进一步地对代码进行了完善，使得无论是在外界环境变化（雨滴、光照）下还是红外遥控时，都能够以较快并流畅的速度进行变化。

（5）自动模式：

在以上模块设计完成后，相对于手动的红外遥控，我们需要一个模块来对雨滴、光照这类非人为因素进行包装，这便是自动模式。

自动模式以梁山派立创开发板为基础，通过循环里不断对雨滴参数和光照参数进行比较，能够准确地对外界环境进行判断，并依此来控制窗帘的开关。

（6）语音识别模块（未能实现）

上图为HLK-V20语音识别模块实物图以及语音识别模块原理图，图中根据梁山派立创开发板的语音识别移植模块，期望能够语音播报、语音唤醒、语音操作、语音反馈等功能。

通过HLK-V20集成模块，我们能够通过PB7和PB6引脚对语音程序进行烧录，同时为了操作方面，在上电端防止了拨码开关，使得我们能够在有需要时再打开语音模块。

在实际操作中，我成功将语音识别移植模块设计到智能窗帘项目中。但由于个人技术原因，无法将语音程序烧录到HLK-V20语音识别模块当中，使得无法呈现语音播报、语音唤醒、语音操作、语音反馈等功能，实在遗憾。

实物展示：

感想：

在项目开始实践后，才知道从头到尾将一个项目完完整整地实现是一件多么困难的事情，在这期间，我虽然因为自己的粗心大意导致了一些无法挽回的后果，但在设计过程中，我充分的学习了电路设计的知识，不仅仅是电路原理图的设计，还是PCB的绘图技巧以及元件排版，以及程序移植设计过程中学习到的新技巧，我非常感谢嘉立创给了这个平台，让我能够参与到工程的设计实现中去，同时也非常感谢立创开发板再这两个月的时间内为我们提供了相当丰富的视频指导以及答疑解惑。

设计注意事项：

在焊接电路时，注意焊接的引脚是否对的上原理图，否则你可能会像我一样感受到给40P排针插上杜邦线的噩梦经历；

焊接电路可以优先焊接与电源有关电路，便于一步步地对线路进行检查；

芯片需要滤波，那么电源线一定要先经过电容，再连接到芯片电源引脚上去；

购买外接插件是需注意是否需要一起购买转接头，防止因无法连接插件而拖沓时间。