自動收衣系統設計應用論文

自動收衣系統設計應用論文

　　1.自動收衣系統的結構

　　本產品主要由處理器、主控面板、雨量感測器模組、風速感測裝置模組、電源模組、減速電機等模組組成。

　　1.1自動收衣系統的傳動機構

　　本設計的自動晾衣架與晾衣架相配套的遮雨布安裝在陽臺，機械部分是在普通不鏽鋼管晾衣架兩端各安裝一個滑輪和光軸，再穿入鋼絲繩，由電機控制其上升/下降，另一個電機控制不鏽鋼管向前/向後運轉，達到晾衣架的伸縮和上升、下降的效果。左、右兩側支架的前後端分別安裝有限位開關，控制其運動行程，當螺母運動到極限位置時，限位開關動作，使電動機停止執行。

　　1.2自動收衣系統的工作原理

　　本文從實用角度出發，設計了自動控制和手動控制兩種工作模式，且可自動在自動控制和人工控制兩種工作模式之間切換。在自動控制模式下，該系統可以實時感知天氣變化，實時控制晾衣架的自動伸縮。當天晴時，透過溫溼感測器和風速感測器檢測戶外空氣的溫度、溼度和風速，並將訊號傳遞給微控制器，將接收到的訊號進行分析之後，單片機發出相應的.控制訊號驅動電機使晾衣架伸出，當晾衣架完全伸出時，限位開關動作並將訊號傳遞給微控制器，使晾衣架停止繼續伸出，從而達到晴天自動曬衣的功能。下雨或颳大風的時候，利用雨量、風速感測器檢測雨滴和風速，並將訊號傳遞給微控制器，單片機發出相應的控制訊號驅動電機使晾衣架收回，當晾衣架完全收回時，限位開關動作並將訊號傳遞給微控制器，使晾衣架停止繼續收縮，從而達到雨天自動收衣的功能。在人工控制模式下，透過人機對話，可人工控制晾衣架的伸縮。當用戶需要收回衣服時，只需按下收衣按鈕，即可將衣服收回；當用戶需要晾曬衣服時，只需按下曬衣按鈕，即可將衣服伸出晾曬。此外，為保護感測器使晾衣架能夠正常工作，當晾衣架工作在人工控制模式時，溫溼度感測器和風速感測器會自動停止工作，這樣既節約了電能，又延長了感測器的使用壽命。

　　2.硬體電路設計說明

　　2.1微控制器控制模組

　　P2.6、P2.5：該兩個按鈕是帶鎖的白色按鈕；P2.4、P2.3：該兩個按鈕是不帶鎖的黑色按鈕；P2.2、P2.0：是給1602作為寫入資料，讀出資料用的；P1.0、P1.1：是用來分別導通2個接觸器J1和J2；P1.2：當雨量感測器有反轉訊號時候，這個I/O口設定為低電平，然後LED紅燈就會導通；P1.4：雨量感測器的訊號線；P3.4：測量光電感測器的脈衝數。

　　2.2電機模組

　　當繼電器J1閉合時：J1常閉觸頭斷開並且常開觸頭閉合。此時，電流透過LED燈DS3和電機M1。當繼電器J2閉合時：J2常閉觸頭斷開並且常開觸頭閉合。此時，電流透過LED燈DS2和電機M1。若電機J1和J2同時得電，LED燈和電機都不動作。

　　2.3雨量檢測模組

　　VCC透過上拉電阻R15回到P1.4等待三極體Q3導通。當有導電物體碰到雨量感測器的時候，三極體Q3就會被導通，P1.4的電平拉低，微控制器就得到一個反轉訊號，同時M2電機開始運轉，加快雨量感測器的風乾。

　　2.4風力檢測模組電路

　　二極體部分：VCC透過1K電阻限流，然後導通紅外的LED二極體再回到負極。三極體部分：VCC經過上拉電阻10K，回到TL0保持高電平，等到三極體導通。當紅外LED被導通時，三極體得到電流訊號導通，TL0就被拉到低電平，當有障礙物阻擋紅外LED燈的時候，三極體就會斷開，TL0又被拉到高電平。利用這個通斷的原理，透過不同導通頻率來檢測出風力。

　　3.自動收衣系統的軟體設計

　　系統軟體設計包括主程式設計和多個子程式設計。

　　4.試驗及應用驗證

　　該自動收衣系統樣機做成並安裝好後，對其進行了模擬降雨試驗，透過人工加溼的方式反覆進行了多次試驗，其中有98%次成功實現智慧收衣，保證衣物未被雨水淋溼。

　　5.結語

　　本文設計的基於微控制器的自動收衣系統，以直流電機作為動力源帶動滑輪機構從而實現電動晾衣和收衣功能，直流電機採用繼電器電路進行控制，操作方便，同時透過雨量感測器檢測天氣的變化並自動控制直流電機運轉，實現降雨時自動收衣的功能。經過試驗及實際應用驗證表明，該系統安裝使用方便，智慧檢測雨滴、風速、溼度等因素，自動收衣晾衣成功率高，可實現無人監控，具有較好的應用前景。