鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:695次 | 2020年06月19日
基于金升陽(yáng)電源的智能窗簾控制器的設(shè)計(jì)
1背景隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)智能生活方式的追求越來(lái)越高。近年來(lái),各式新穎技術(shù)的提出及發(fā)展,智能生活離我們也越來(lái)越近了。智能家居是比較熱門(mén)的概念之一,該概念已經(jīng)成熟,目前處于爆發(fā)期階段,各個(gè)廠家都爭(zhēng)相推出智能家居平臺(tái),并且給出對(duì)應(yīng)的方法,讓下游實(shí)現(xiàn)者更容易地對(duì)智能家居進(jìn)行大力的推廣。智能家居其實(shí)就是以住宅為平臺(tái),利用諸如無(wú)線(xiàn)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)、安全防范技術(shù)等技術(shù),將住宅設(shè)施及日常事務(wù)很好地融合,達(dá)到安全、智能、方便、環(huán)保的目的。一般而言,智能家居中不可防止地會(huì)利用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò),通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行光電等信號(hào)感知及轉(zhuǎn)換,然后利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行傳輸,進(jìn)而達(dá)到遠(yuǎn)程遙控及管理的目的。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)一般采用電池供電的方式,供電環(huán)境通常比較惡劣,而且數(shù)量比較龐大,電源的利用率也很低,不夠環(huán)保節(jié)能,不夠智能。另外,電池組的更換也經(jīng)常成為困擾人們的難題。所以,本文針對(duì)上述不足和缺點(diǎn),提出一種更加智能、環(huán)保節(jié)能的供電電路方法。該方法應(yīng)用于智能窗簾控制器的設(shè)計(jì)中,通過(guò)控制供電電路的斷開(kāi)以節(jié)約用電,而當(dāng)有指令將其喚醒時(shí),則接通供電電路以保證系統(tǒng)的正常工作。當(dāng)然,本文所提出的方法也可以用于智能家居的其他應(yīng)用場(chǎng)景中。
圖1智能窗簾控制器架構(gòu)2智能窗簾控制器的硬件設(shè)計(jì)本文提出的方法重要包括如下若干模塊:供電模塊、電源模塊、控制窗簾升降模塊、無(wú)線(xiàn)傳感模塊、系統(tǒng)控制模塊等,如圖1所示。1、電源各路開(kāi)關(guān)控制模塊:用于控制電源的開(kāi)關(guān),以便更好地對(duì)電源進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制,更好地使用電源,達(dá)到節(jié)能的目的。圖2給出了一種利用場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)的電源開(kāi)關(guān)的控制結(jié)構(gòu),當(dāng)然,可以根據(jù)系統(tǒng)的需求設(shè)計(jì)不同的電源開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)。2、金升陽(yáng)AD-DC電源模塊:本設(shè)計(jì)選擇金升陽(yáng)AD-DC電源模塊(例如LS03系列),關(guān)于輸入端,由于供電端是交流電220VAC,供電電壓不太穩(wěn)定,正常情況下會(huì)有±10%的波動(dòng)范圍,而在比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)嚴(yán)重的情況下會(huì)達(dá)到±30%的波動(dòng)范圍,因此要開(kāi)關(guān)電壓有較寬的輸入電壓范圍,LS03系列產(chǎn)品的工作電壓范圍是85V~264VAC,很好地適應(yīng)了電網(wǎng)電壓的波動(dòng)范圍,使產(chǎn)品工作不受影響。另一方面,電網(wǎng)不會(huì)單純只給一個(gè)設(shè)備供電,還會(huì)有其他電子設(shè)備,假如接入功率很大的設(shè)備一起使用該電網(wǎng),那么大功率設(shè)備啟動(dòng)或工作過(guò)程中很可能導(dǎo)致周?chē)渌O(shè)備受到干擾,類(lèi)似于EMC中的快速瞬變脈沖群、浪涌等情況,所以在輸入端都會(huì)建議新增防護(hù)電路,保證系統(tǒng)不受外界干擾影響。輸出端:由于LS03系列產(chǎn)品本身具備過(guò)流保護(hù)和短路保護(hù)功能,因此無(wú)需在輸出端設(shè)計(jì)保護(hù)電路就可以直接給負(fù)載電路供電,處理器通過(guò)處理按鍵或無(wú)線(xiàn)接收模塊等輸入信息,然后通過(guò)光耦等信號(hào)隔離器件把控制信息傳輸給繼電器組,進(jìn)而控制馬達(dá)改變窗簾的狀態(tài)。
圖2一種電源開(kāi)關(guān)方法
圖3開(kāi)關(guān)特性曲線(xiàn)
圖4電源模塊
圖5智能窗簾控制系統(tǒng)雛形3、處理器(MCU):用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和協(xié)調(diào),例如利用轉(zhuǎn)換的無(wú)線(xiàn)信號(hào)控制窗簾的升降操作。處理器可以選用傳統(tǒng)的單片機(jī)方法,也可以選擇ARM系列芯片。為了使整個(gè)系統(tǒng)的性能更為完善,優(yōu)選選擇ARM系列芯片,因?yàn)锳RM在工業(yè)控制、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)中有很多的應(yīng)用案例可以參考,另外ARM的性能比較強(qiáng)勁,可以進(jìn)行各種復(fù)雜的操作控制。4、無(wú)線(xiàn)光感網(wǎng)絡(luò):用于感受光的強(qiáng)度,然后轉(zhuǎn)換為無(wú)線(xiàn)信號(hào),光的強(qiáng)度可以用于判斷天亮、天黑,進(jìn)而用來(lái)判斷是否進(jìn)行窗簾的升降操作。本模塊當(dāng)然也可以利用光傳感器加上無(wú)線(xiàn)傳輸模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。5、無(wú)線(xiàn)接收信號(hào):接收無(wú)線(xiàn)光感網(wǎng)絡(luò)的信號(hào),然后傳送給處理器進(jìn)行相應(yīng)的處理。6、按鍵輸入:通過(guò)按鍵的方式控制窗簾的升降,這個(gè)模塊的目的重要
圖6智能家居的一種模式(參考網(wǎng)絡(luò))是滿(mǎn)足用戶(hù)的特別需求,譬如晚上選擇將窗簾打開(kāi)。7、高速光耦組、繼電器組及電機(jī)用于對(duì)窗簾進(jìn)行升降操作。整個(gè)“智能窗簾控制器的硬件架構(gòu)”基于處理器、電源、傳感器實(shí)現(xiàn)智能、節(jié)能、方便的目的,不僅僅局限于窗簾的應(yīng)用,經(jīng)適當(dāng)?shù)母耐瑯涌梢詰?yīng)用于智能家居的其他場(chǎng)景中。3智能窗簾控制器雛形的設(shè)計(jì)為了驗(yàn)證本文提出的“智能窗簾控制器”方法的可行性,本文給出了如下的雛形設(shè)計(jì)結(jié)果。整個(gè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)采用上述方法,在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中選擇了比較重要的幾個(gè)模塊進(jìn)行了雛形驗(yàn)證,以確保整個(gè)方法的可行性。電源模塊參考了金升陽(yáng)電源的設(shè)計(jì)方法,由于金升陽(yáng)AC-DC模塊電源LS系列產(chǎn)品在小體積芯片的基礎(chǔ)上滿(mǎn)足了安規(guī)設(shè)計(jì)規(guī)范,同時(shí),在無(wú)浪涌、脈沖群等EMC要求的條件下,LS03系列按照上文描述的電路在輸入和輸出端外接一個(gè)濾波電容便可以實(shí)現(xiàn)AC輸入與DC輸入兩用??梢詽M(mǎn)足電力儀表、智能家居等不同行業(yè)客戶(hù)的應(yīng)用,為本文的設(shè)計(jì)布局供應(yīng)了很大的便利。4總結(jié)隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)勢(shì)崛起,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)的大力推廣,21世紀(jì)以后所有的產(chǎn)品都要和智能聯(lián)系到一起。而智能家居將是日后改變?nèi)祟?lèi)生活的一種新型模式,智能家居最基本的目標(biāo)是為人們供應(yīng)一個(gè)舒適、安全、方便和高效的生活環(huán)境。這個(gè)過(guò)程中,它會(huì)摒棄掉那些華而不實(shí)、只能充作擺設(shè)的功能,智能家居產(chǎn)品將以實(shí)用性、易用性、智能性和人性化為主。本文提出的一種“基于金升陽(yáng)電源的智能窗簾控制器的設(shè)計(jì)”很好地滿(mǎn)足了人們的需求,該方法不僅滿(mǎn)足智能的需求,同時(shí)能夠達(dá)到節(jié)能的效果,通過(guò)對(duì)方法的略加更改,可以快速移植到智能家居的其他平臺(tái)中,為加速智能化生活供應(yīng)了一定的參考意義。