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智能电风扇控制器设计与开发方案.docx

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文档介绍

文档介绍:智能电风扇控制器设计与开
发方案
1绪论
1智能电风扇在当今社会中的研究意义
电风扇曾一度被认为是空调产品冲击下的淘汰品,其实并非如此,市场人士称,家 用电风扇并没有随着空调的普及而淡出市场,近两年反而出现了市场销售复的态势。其 主围
利用这种方法,可以不用考虑红外检测围是否存在人这种情况,原因是LED模拟的 角度是以30。来递增的,相比而言,红外检测的角度远远小于模拟的角度,即使在红 外检测围存在有人,在步进电机旋转一步后就可以检测出来,不会影响到检测的结果。
例:当步进电机正转90°后,红外探头检测到有人(° -° ), 此时记录下的电机步数为X大步(X=3,90° );。,此时检测不 到人(探测围95° •••100° ),记录此时的电机步数为X+1大步(X=3, 120° ),对检测 没有什么影响。
图2-4下一状态检测不到人
这种方法的优点:思路比较简单,基本没有涉及到算法,在步进电机旋转速度比较 慢的情况下能够很快获得人的位置,从而改变LED的闪烁;缺点:需要利用不透红外材 料来封装,在开机情况下,需要人在此等待十几秒时间,确认一直有人存在开机后才能 离开此位置。
b)方案二
事先确定红外感应装置的探测角度,步进电机需要正转360。。下面举例说明:
假设红外感应装置的探测角度为150。,人所在围为30。-120。围,则在步进电机 开始正转时就能够检测到有人存在(检测角度
-75。•••75。),步进电机旋转至90° (3 大步)时仍能检测到人(检测围30° -150° ),只有当步进电机旋转至195° (6大步) 时才检测不到人(检测围120° -270° ),此时记录的角度为210° (6+1大步),需要 减去红外感应装置探测角度的一半,此时才是真正开始没探测到人时人的位置,即结束 角度,角度为120° (6+1- (2+1) =4大步)(2+1为探测角度一半所占大步);步进电 机继续正转,当步进电机正转至315° (10大步)时,又一次检测到有人(检测围为 240° -30° ),此时记录的角度为315。 (10大步),仍然需要减去红外感应装置探测 角度的一半,则起始角度为30° (10+ (2+1) -12=1大步)(2+1为探测角度一半所占 大步,12为旋转360。所需步数)。这样只记录两次值就得到了人的围,不论人站的稀 疏。
图2-5红外探头初始位置
图2-6检测到无人时的位置
图2-7检测到刚有人时的位置
这种方法的优点:不需要做什么其他操作,开机更加人性化,不需要让电机进行反 转动作,在判断完人围后即可判断是否需要关机操作;缺点:思路有点复杂,中间涉及 到算法问题,事先必须知道此红外感应装置的探测角度,因为步进电机转速比较慢导致 确定一个围需要比较长的时间。
注:方案一和方案二中涉及到得确定围需要的时间是由所选红外感应装置决定的, 在这里所选的BISS0001默认延时时间为10秒,因此需要的时间比较长,如果调为1秒, 则步进电机旋转的速度扩大10倍,需要的时间也就相应缩短。
两种方案硬件电路完全一样,只是对红外感应装置的处理不同,主要表现在红外感 应装置的探测围上,实现不同的方案由程序控制。本设计选用方案一作为主要思路,原 因有几点:思路简单,容易被他人理解;可以允许在未检测区域随意改动位置,在当前 正转结束后用LED模拟显示出;在实物演示中,正转后反转不会对引线产生影响;在较 短时间可以看到演示效果。
3硬件设计
本系统主要由微处理器控制、红外感应模块、步进电机模块及LED模拟风扇旋转模 块等组成。下面介绍各部分原理及电路图。

1. 1 SN8P2500 系列介绍
SN8P2500系列单片机是SONIX公司最新推出的高速低功耗8位单片机。它采用低 功耗CMOS设计工艺及高性能的RISC架构,具有优异的抗干扰性能。突出的特点是:低 成本、高抗干扰性、置16Mhz RC振荡电路、高速8位、59条精简指令集。
3. 1. 2 SN8P2501B单片机介绍
当前市场上的单片机有51系列,STC系列等单片机,考虑到设计只需实现自动开 关机及锁定人围LED闪烁的功能,但又要确保其抗干扰能力强的特点,在考虑功能需求 及成本的基础上,选择了 SONIX公司研发的SN8P2501B 8位单片机作为本系统的控制器, 有14个引脚,如图3-1,它具有以下特性:
a) OTP ROM 空间:IK * 16 位;
b) RAM空间:48字节;
c) STKP堆栈:4层;
d) 多种振荡源选择:最大可达16MHz的外部晶振、10MHz的外部RC振荡、部16MHz 的高速时钟及16KHz的低