自動(dòng)收衣系統設計應用論文

　　1.自動(dòng)收衣系統的結構

　　本產(chǎn)品主要由處理器、主控面板、雨量傳感器模塊、風(fēng)速傳感裝置模塊、電源模塊、減速電機等模塊組成。

　　1.1自動(dòng)收衣系統的傳動(dòng)機構

　　本設計的自動(dòng)晾衣架與晾衣架相配套的遮雨布安裝在陽(yáng)臺，機械部分是在普通不銹鋼管晾衣架兩端各安裝一個(gè)滑輪和光軸，再穿入鋼絲繩，由電機控制其上升/下降，另一個(gè)電機控制不銹鋼管向前/向后運轉，達到晾衣架的伸縮和上升、下降的效果。左、右兩側支架的前后端分別安裝有限位開(kāi)關(guān)，控制其運動(dòng)行程，當螺母運動(dòng)到極限位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使電動(dòng)機停止運行。

　　1.2自動(dòng)收衣系統的工作原理

　　本文從實(shí)用角度出發(fā)，設計了自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種工作模式，且可自動(dòng)在自動(dòng)控制和人工控制兩種工作模式之間切換。在自動(dòng)控制模式下，該系統可以實(shí)時(shí)感知天氣變化，實(shí)時(shí)控制晾衣架的自動(dòng)伸縮。當天晴時(shí)，通過(guò)溫濕傳感器和風(fēng)速傳感器檢測戶(hù)外空氣的溫度、濕度和風(fēng)速，并將信號傳遞給單片機，將接收到的信號進(jìn)行分析之后，單片機發(fā)出相應的控制信號驅動(dòng)電機使晾衣架伸出，當晾衣架完全伸出時(shí)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作并將信號傳遞給單片機，使晾衣架停止繼續伸出，從而達到晴天自動(dòng)曬衣的功能。下雨或刮大風(fēng)的時(shí)候，利用雨量、風(fēng)速傳感器檢測雨滴和風(fēng)速，并將信號傳遞給單片機，單片機發(fā)出相應的控制信號驅動(dòng)電機使晾衣架收回，當晾衣架完全收回時(shí)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作并將信號傳遞給單片機，使晾衣架停止繼續收縮，從而達到雨天自動(dòng)收衣的功能。在人工控制模式下，通過(guò)人機對話(huà)，可人工控制晾衣架的伸縮。當用戶(hù)需要收回衣服時(shí)，只需按下收衣按鈕，即可將衣服收回；當用戶(hù)需要晾曬衣服時(shí)，只需按下曬衣按鈕，即可將衣服伸出晾曬。此外，為保護傳感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(shí)，溫濕度傳感器和風(fēng)速傳感器會(huì )自動(dòng)停止工作，這樣既節約了電能，又延長(cháng)了傳感器的使用壽命。

　　2.硬件電路設計說(shuō)明

　　2.1單片機控制模塊

　　P2.6、P2.5：該兩個(gè)按鈕是帶鎖的白色按鈕；P2.4、P2.3：該兩個(gè)按鈕是不帶鎖的黑色按鈕；P2.2、P2.0：是給1602作為寫(xiě)入數據，讀出數據用的；P1.0、P1.1：是用來(lái)分別導通2個(gè)接觸器J1和J2；P1.2：當雨量傳感器有反轉信號時(shí)候，這個(gè)I/O口設置為低電平，然后LED紅燈就會(huì )導通；P1.4：雨量傳感器的信號線(xiàn)；P3.4：測量光電傳感器的脈沖數。

　　2.2電機模塊

　　當繼電器J1閉合時(shí)：J1常閉觸頭斷開(kāi)并且常開(kāi)觸頭閉合。此時(shí)，電流通過(guò)LED燈DS3和電機M1。當繼電器J2閉合時(shí)：J2常閉觸頭斷開(kāi)并且常開(kāi)觸頭閉合。此時(shí)，電流通過(guò)LED燈DS2和電機M1。若電機J1和J2同時(shí)得電，LED燈和電機都不動(dòng)作。

　　2.3雨量檢測模塊

　　VCC通過(guò)上拉電阻R15回到P1.4等待三極管Q3導通。當有導電物體碰到雨量傳感器的時(shí)候，三極管Q3就會(huì )被導通，P1.4的電平拉低，單片機就得到一個(gè)反轉信號，同時(shí)M2電機開(kāi)始運轉，加快雨量傳感器的風(fēng)干。

　　2.4風(fēng)力檢測模塊電路

　　二極管部分：VCC通過(guò)1K電阻限流，然后導通紅外的LED二極管再回到負極。三極管部分：VCC經(jīng)過(guò)上拉電阻10K，回到TL0保持高電平，等到三極管導通。當紅外LED被導通時(shí)，三極管得到電流信號導通，TL0就被拉到低電平，當有障礙物阻擋紅外LED燈的時(shí)候，三極管就會(huì )斷開(kāi)，TL0又被拉到高電平。利用這個(gè)通斷的原理，通過(guò)不同導通頻率來(lái)檢測出風(fēng)力。

　　3.自動(dòng)收衣系統的軟件設計

　　系統軟件設計包括主程序設計和多個(gè)子程序設計。

　　4.試驗及應用驗證

　　該自動(dòng)收衣系統樣機做成并安裝好后，對其進(jìn)行了模擬降雨試驗，通過(guò)人工加濕的方式反復進(jìn)行了多次試驗，其中有98%次成功實(shí)現智能收衣，保證衣物未被雨水淋濕。

　　5.結語(yǔ)

　　本文設計的基于單片機的自動(dòng)收衣系統，以直流電機作為動(dòng)力源帶動(dòng)滑輪機構從而實(shí)現電動(dòng)晾衣和收衣功能，直流電機采用繼電器電路進(jìn)行控制，操作方便，同時(shí)通過(guò)雨量傳感器檢測天氣的變化并自動(dòng)控制直流電機運轉，實(shí)現降雨時(shí)自動(dòng)收衣的功能。經(jīng)過(guò)試驗及實(shí)際應用驗證表明，該系統安裝使用方便，智能檢測雨滴、風(fēng)速、濕度等因素，自動(dòng)收衣晾衣成功率高，可實(shí)現無(wú)人監控，具有較好的應用前景。

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