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立创训练营窗帘控制扩展板

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简介

简介:基于立创开发板智能窗帘扩展板。

简介:简介:基于立创开发板智能窗帘扩展板。
立创·开发板电子设计训练营

开源协议

GPL 3.0

创建时间:2023-08-18 04:09:28更新时间:2023-10-16 07:25:35

描述

项目描述

硬件原理

(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。

应用功能

(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。

 

一、雨滴与光照检测

雨滴检测原理:雨滴传感器常见的工作原理是通过检测水滴的导电性来判断是否下雨。它是利用两个电极之间的电导性变化来测量水滴的存在。这两个电极之间会有一个空气间隙,正常状态下是断路状态。当水滴接触到电极上时,水滴的导电性会导致电流通过水滴形成电流回路,从而改变电极之间的电阻值。通过测量电阻值的变化,就可以判断是否有水滴存在。

 

 

雨滴原理制作

工程链接:https://oshwhub.com/a1211/yu-shui-yu-di-zhuan-gan-qi

yfAWHddoQyuGFs2sNGzW6PpO6TYjyffq9jtXt3W6.jpeg

 

 

 

二、光照检测原理与设计

 

光照检测原理: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。
市场上最常见的用于检测光照的模块就是以光敏电阻作为主要识别器件。它的原理图见右方,原理图中的U2.1是一个电压比较器。当电压比较器的2脚电压大于3脚电压时,1脚输出低电平;当电压比较器的2脚电压小于3脚电压时,1脚输出高电平;R3为光敏电阻,当光敏电阻周围环境很亮时,其阻值会变小,AO的电压也会变小;当光敏电阻周围环境很暗时,其阻值会变大,AO的电压也会变大;因此通过调整R4滑动电阻的阻值,就可以调整DO输出的灵敏度。

光照传感器接口设计:我们将模块原理图简化,直接使用一个分压电阻加上一个光敏电阻即可。我们扩展板直接检测的是光敏电阻的电压变化,见模块原理图中的AO。
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三、步进电机的转动

 

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。
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采购链接:原装进口Y15-56 二相四线 微型 步进丝杆电机 带滑块 激光雕刻机

 

 

四、红外接收硬件接口设计

 

红外线接收头模块输出电平的原理: 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。

 

提示:因为选用的红外接收头的款式不同,所以原理图中R9的10K和C17的4.7uF就没有焊接。本人刚开始时是焊接的,但在检测会出现报错或红外接收信号不正常,后来去掉R9和C17就能正常接收到信号。

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五、语音识别模块硬件设计

 

语音识别驱动与资料: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,可广泛且快速的应用于智能家居、各类智能小家电、86盒、玩具、灯具、工业、 医疗、物联网、汽车、安防与照明等需要语音操控的产品。 HLK-V20支持150条本地指令离线识别,可自由定制唤醒词、命令词与应答播报词,具有丰富的外围接口。离线语音识别指的是只能识别固定命令词条,不需要连接网络。
购买链接:AI智能语音模块V20 海凌科离线语音开关控制 语音识别控制开发板
模块的命令词、播报词等配置,可以通过在线配置平台进行配置,因篇幅过长,另起了一份文档,具体语音产品的配置案例见下方链接。

海凌科语音识别模块的语音固件创建与下载

该案例来自模块移植手册中4.13章节的 HLK-V20语音识模块。
参考案例的配置流程,本案例的语音模块引脚设置同样选择的是B2P3作为串口1。

 

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。还需要注意的是,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。这个通断电操作,由原理图中的SW1开关进行控制。

 

在验证实物中为了节省成本,可以用杜邦线和平排针代替了原理图中的开关。

语音下载的详细教程:https://www.bilibili.com/video/BV1634y1K7gU?vd_source=9f084484f17eed2d46f1eed5d14de8f5
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实物验证成果视频:https://www.bilibili.com/video/BV1R34y1u7Zj?vd_source=9f084484f17eed2d46f1eed5d14de8f5

设计图

未生成预览图,请在编辑器重新保存一次

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