多功能智能晾衣架系统

邓天金 王昭武

摘要

智能晾衣系统是以AT89C52为主控芯片，通过按键控制，由状态监测模块，即光敏电阻、雨滴检测模块实时反馈环境光线强度及天气信息给主控芯片，再由主控芯片操作A4988驱动芯片控制步进电机正反转，从而使传动装置控制滑动丝杆伸缩，所有系统状态都通过LCD1602液晶屏实时显示。通过对系统的调试，达到了预期效果，各项性能指标均正确、可靠。

【关键词】智能晾衣系统 AT89C52 步进电机传动装置 丝杆伸缩

随着科技智能化的快速发展，智能设备也随之蓬勃发展。目前，传統的晾衣架已经满足不了生活节奏快速的人们，许多上班族基本都是早出晚归，对于变化多端的天气，他们的晾晒衣物可能遭受恶劣天气的影响，使原本己经晾干的衣物被淋湿或受潮或暴晒，导致他们的生活秩序受到影响。

因此，本设计基于现存问题，设计一种智能化晾衣系统，该系统通过按键控制，由主控芯片、传感器、步进电机、传动装置、滑动丝杆等硬件组成，使晾晒衣物在受到恶劣天气影响时自动缩回，良好天气自动伸出。从而极大的方便了人们的生活。

1 智能晾衣系统的结构和功能

1.1 智能晾衣系统的结构

该智能晾衣系统伸缩结构采用如图1所示的滑动丝杆套件组，包括丝杆、轴承、轴承座、联轴器、转接块，相比于用菱形架构成的晾衣架，此结构优势在于：不需要复杂的传动结构，直接将42步进电机与滑动丝杆一端的连接器连接即可控制其伸缩，并且滑动丝杆相对于菱形架较便宜，其作用和效果相差不大，达到物美价廉的效果。

1.2 智能晾衣系统的功能

智能晾衣系统的功能如下：

（1）天气晴朗时，如果晾有衣服，使用者可以通过UP按键，使晾衣架自动伸出。待衣物晾干时，使用者可以通过BACK按键，使晾衣架自动缩回。

（2）天气下雨时，雨滴检测模块监测到有雨水，报警系统即蜂鸣器将会发出滴滴滴的响声，主控芯片检测到此时雨滴信号，控制步进电机反转，使晾衣架自动缩回，避免衣物被淋湿。

（3）天气温度过高或光线强度很强时，

图2：智能晾衣系统硬件设计总体框图为了避免衣物被暴晒导致衣物损坏，此时监测模块即光敏电阻阻值达到预设的阈值，将向主控芯片发出信号，主控芯片将控制步进电机反转，将晾衣架自动缩回。

当到达夜晚时，由于光线强度变弱，光敏电阻检测到此信号，进而主控芯片控制步进电机反转，也可将晾衣架自动缩回。此外，该晾衣系统还配有LCD 1602液晶显示屏，能够实时显示系统的状态。

2 智能晾衣系统硬件设计

智能晾衣系统硬件设计总体框图如图2所示，其包括主控芯片AT89C52、按键、光敏电阻、雨滴检测模块、A4988步进电机驱动芯片、42步进电机、1602液晶显示屏、传动装置等。通过状态监测单元，将环境实时状态信号反馈给单片机，单片机经过信号处理，作出相应的决策即控制电机的正反转，

并将状态实时显示在液晶显示屏上。

2.1 单片机与A4988驱动芯片的电路设计

A4988是一款完全的微步电动机驱动器，带有内置转换器，易于操作。该产品可在全、半、1/4、1/8及1/16步进模式时操作双极步进电动机，输出驱动性能可达35V及±1A。转换器是A4988易于实施的关键。只要在“步进”输入中输入一个脉冲，即可驱动电动机产生微步。无须进行相位顺序表、高频率控制行或复杂的界面编程。因此，操作非常便捷。A4988与单片机的电路连接如图3所示。

2.2 状态监测模块电路设计

状态监测模块分为两个部分即光敏电阻模块和雨滴检测模块。光敏电阻模块对环境光线敏感，一般用来检测周围环境的光线强度，触发单片机，其使用宽电压LM393比较器，模块在环境光线亮度达不到设定的阈值时，DO端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO端输出低电平。系统采用两块光敏电阻模块分别检测光线亮度强和弱，分别代表：光线亮度过强时，会导致损伤衣物，让衣架自动缩回;光线强度弱时，例如夜幕降临，让衣架自动缩回。雨滴检测模块电路原理图如图4所示，接上5V电源电源灯亮，感应探头上没有水滴时，DO输出高电平，开关指示灯灭，滴上一滴水，DO输出低电平，开关指示灯亮。将DO数字输出连接到单片机便可以检测是否有雨。

3 软件流程

系统程序总体流程图如图5所示。

4 结束语

智能晾衣系统设计过程包括硬件系统、电路设计、软件编程和后期的整体调试，最终完成预期的功能，能够有效的对晾晒衣物进行智能化管理，极大的方便了人们的生活，并且制作成本低，具有一定的市场推广价值。

参考文献

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