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基于梁山派微控制器的智能窗帘控制系统

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简介

以立创梁山派为核心的智能窗帘控制,通过红外、语音识别、光线强度而达到控制窗帘关或者开。

简介:以立创梁山派为核心的智能窗帘控制,通过红外、语音识别、光线强度而达到控制窗帘关或者开。
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Public Domain

(未经作者授权,禁止转载)
创建时间:2023-08-15 12:52:06更新时间:2023-10-16 02:52:22

描述

一、题目要求

(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。

二、题目分析

(1)可以通过红外遥控与语音设置是否打开自动模式;
(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。

三、原理图设计说明

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(1)雨滴传感器

雨滴传感器接入电源,当雨滴传感器的电阻发生变化时,其电压也会产生变化。将雨滴传感器看作一个开关。当没有雨滴时,雨滴传感器没有因为雨滴短路,所以处于断路状态;当有雨滴时,雨滴传感器因为雨滴导电,导致两个电极短路。当传感器的雨滴过多时会导致两极彻底短路。为了防止雨滴传感器彻底短路,需要增加一个电阻R1作为负载,防止3.3V直接接入GND,形成电源短路。
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(2)光照传感器

扩展板的光照检测功能是通过光敏电阻进行识别。光敏电阻是一种特殊的电阻器,它随着光照强度的升高,电阻值会迅速降低,其在无光照时,几乎呈高阻状态,因此暗时电阻很大。通过光敏电阻对于光的接收,从而使窗帘关闭或者打开。

YlMeml1SXTziaY08GPpIh8CQEZc2g9oqQGr8tGjK.png

(3)红外接收驱动

接收端的芯片对这个红外光比较敏感,可以根据有没有光输出高低电平,如果发送端的闪烁频率是有规律的,接收端收到后输出的高电平和低电平也是有规律对应的,这样发送端和接收端只要约定好,那就可以做数据传输了。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。因此,我们只要检测OUT端,是否输出低电平,就可以知道是否有接收到红外数据。这里选择接入PF7,没有什么特殊要求,使用普通的GPIO即可。

AqTRYP44SaZj8i82oAKVvJIy9EI5iiUqEGRxy4Vz.png

(4)语音识别驱动

语音识别采用海凌科的语音模块,HLK-V20是海凌科电子针对大量纯离线控制场景和产品推出的高性能纯离线语音识别模块。该语音识别模块是可以由我们自由设计命令词的,可以通过在线配置平台进行配置。配置完成之后会生成一个语音识别固件,我们要将固件下载到模块里,通过模块的B6,B7引脚进行下载。所以下方通过排针的方式引出了B6,B7引脚方便我们下载。

 

wCcnLIxkDl9VvWs23vu8JW4fpFd7kT2etooeG5L3.png

(5)步进电机驱动

步进电机是将电脉冲信号,转变为角位移或线位移的开环控制电机,又称为脉冲电机。

我们采购的是二相四线式步进电机,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。
vQ0TLTagI23PUDXxbFKxfY1Akcy5oydQHoooxXQt.png

四、PCB设计说明

ETuwUZZtYfV9lsCojm2RZ6b1NCNGSlujA9smr3L7.png

为连线容易采用双面板过孔的方式使布局更合理,不同的线需配置不同的线粗。

五、软件说明

以红外设置为例

当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。因此我们配置红外引脚为外部中断下降沿触发方式,当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。
代码块:

#define IR_RCU              RCU_GPIOF
#define IR_PORT             GPIOF
#define IR_PIN              GPIO_PIN_7

#define EXTI_X              EXTI_7
#define EXTI_IRQ            EXTI5_9_IRQn
#define EXTI_SOURCE_PORT    EXTI_SOURCE_GPIOF
#define EXTI_SOURCE_PIN     EXTI_SOURCE_PIN7


六、实物展示说明

WI3YMtwWDm2qmdSJz851wbo02629YuuLDKrNuN8W.jpeg

七、注意事项

在下载固件时,要先将模块断电。待下载工具识别到模块之后,再给模块通电,才可以正常下载。

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

BOM

暂无BOM

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ae4c0e994f0bb9febe9dbc9974d7acdb.mp4
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