自动感光启闭办公百叶窗的设计

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【摘　要】为了减少因光线过强引起的显示器显示模糊程度，解决人们经常手动操作闭合窗帘的烦恼，在此，我们设计出了“自动感光启闭办公百叶窗”，智能控制室内光线。此装置通过室外光敏电阻感受光强变化，单片机接收光敏电阻信号，从而驱动步进电机使百叶窗角度改变，调整进入室内的光线；当室内光线达到适宜时，室内光敏传感器向单片机发出信号，单片机控制步进电机停止转动，这样使室内光线始终保持舒适宜人，让人们能够全神贯注地工作，解决了因窗帘开合面积不适，进入室内的光线过强或过弱给人们日常生活和工作带来的不便。

【关键词】百叶窗；单片机; 光控；步进电机

0.引言

随着国民经济的发展，尤其是电子产品的迅速发展，计算机不仅走近办公场所，而且也渗入了千家万户。但是大家知道无论是台式电脑还是笔记本电脑，显示器显示的清晰程度与室内的光线强弱有很大的关系。为了减少因光线过强引起的显示器显示模糊程度，人们经常通过闭合窗帘来达到目的。但是手动操作的窗帘早已落后于现代生活的节奏，在很大程度上影响了工作的效率。

为了使人们的工作和生活环境更加舒适宜人，让人们能够全神贯注地工作，而不受因窗帘开合面积不适，使进入室内的光线不适造成影响。在此，我们设计了“自动感光启闭办公百叶窗”。此感光百叶窗制造成本低廉，不用人为操作，非常方便，适用范围广阔且市场前景良好。本文介绍了这种适用于办公室、家居等场所的自动启闭办公百叶窗，并对其系统结构、工作原理以及设计过程中的注意点作了简要介绍。

1.系统结构及工作原理

1.1系统基本结构

此自动感光启闭办公百叶窗主要包括百叶窗、单片机模块、光强检测模块、步进电机驱动模块等。

1.2各主要模块介绍

1.2.1单片机模块

单片机模块选用单片机STC90C516AD处理光敏电阻传送的信息，并直接操纵步进电机的最终动作。

STC90C516AD主要参数：

·工作电压:5.5V-3.3V

·工作频率范围:0～40MHz

·用户应用程序间:4K/8K/6K/32K/40K/

·片上集成256+4096字节RAM

·外部中断4路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒。

·8路10位A/D转换。

·通用异步串行口(UART),还可用定时器实现多个UART

·工作温度范围:-40~+85℃

1.2.2光强检测模块

选用光敏电阻GL5539，通过室内、室外光敏电阻采集室内外光照信息并将其转化为电信号。

·最大电压(VDC) 150V

·最大功耗(mW) 100

·环境温度（℃）－30～+70

·光谱峰值(nm) 540

·亮电阻（10Lux)(KΩ) 50-100

·暗电阻（MΩ） 5

·响应时间（mS）上升20 下降30

·照度电阻特性 5

1.2.3步进电机驱动模块

该模块由ULN2003、步进电机构成，电机对单片机发出的信号作出响应，ULN2003驱动步进电机左旋或右旋百叶窗控制杆以调节叶片倾角。

步进电机28BYJ48主要参数：

·额定电压：5V

·减速比：1/64

·步距角：5.625°/64

·驱动方式：4相8拍

·直流电阻：200Ω±7%(25℃)

·自定位转矩：≥34.3mN.m

ULN2003的主要参数：

·输入电压：0.2~5V

·集电极-发射极电压：0.5~15V

·集电极电流：350mA

·工作环境温度：-40~85℃

2.系统设计

2.1硬件设计

百叶窗

规格：57cm×3cm，扭矩阻力：26.2mN.m，步进电机直接与百叶窗控制杆连接。

2.2软件设计

本系统的软件编程部分的编写主要分为光强检测程序、步进电机驱动程序、显示程序、数据存储程序这四大类。程序框图如图2所示。

3.结论

在现代社会，办公百叶窗自动启闭装置为人们的生活带来了很大的便利，其各种设置充分考虑人的各种需求习惯，为用户提供了更能充分体现人性化、智能化的服务，使得用户的生活条件、办公条件更加便捷舒适。该装置免去了手动开闭百叶窗的麻烦，还能自动识别房间的亮度，当照度大于预定值时逐渐关闭百叶窗，照度过低时逐渐打开百叶窗，通过控制百叶窗的开闭使室内光线保持在最舒适的范围内。人们也可以根据自己的需要通过开关来调节百叶窗的开度。虽然该装置能实现自动调节室内光线，但仍存在很多问题和不足，例如，调节不够精确，灵敏度还有待提高，我们将会再接再厉进一步解决这些潜在的问题。　[科]

【参考文献】

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