自动窗帘控制电路的实现

朱子涵

摘 要：介绍一种自动窗帘的实现方案和完整的控制电路，该方案具有自动和遥控两种模式，可通过遥控器在两种模式之间切换。在自动模式下，该电路通过控制机械装置实现百叶帘打开位置的自动调整，以保证室内亮度在预先设定的范围内。利用光敏电阻在不同光强下呈现出不同阻值的特性，实现对光强的感知；采用电压比较器来判别光强是否在设定的阈值范围内；采用限位开关限制百叶窗开关范围为0°～90°。在遥控模式下，使用遥控器可实现窗帘打开位置的控制。该方案具有简单实用、工作可靠、使用方便的特点。

关键词：自动窗帘 光敏电阻 电压比较器 无线遥控开关 限位开关

中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（b）-0058-02

自动窗帘目前已有很成熟的产品，一般采用单片机控制系统来实现，可以根据室内光线的强弱，实现对窗帘位置的自动控制，以使室内光线在预先设定的阈值范围内；还可以使用遥控器遥控窗帘的打开位置等。由于其价格昂贵，一般安装在高档酒店、宾馆的客房。在此，介绍一种低成本的自动窗帘控制方案，可以对窗帘实现相同的控制功能。

自动窗帘控制方案需要解决以下问题：（1）光线强弱的感知；（2）驱动窗帘按设定要求动作。

1 光线强弱的感知

2 驱动窗帘按要求动作

室内光线的强弱可以通过调节窗帘打开的大小来调整，而窗帘打开的大小是通过控制电机正反转来实现的。在此，使用集成电路L9110实现电机的正反转驱动[3]，见图2。图2中，当C1输入为高电平、C2输入为低电平时，电机正转；当C1输入为低电平、C2输入为高电平时，电机反转。若C1、C2同时为高电平或低电平，电机不转动。由于平拉窗帘摩擦力大，升降窗帘需要克服重力，因此，需要更大的驱动功率。为减小驱动电机的功率，推荐采用旋转轴垂直于地面的百叶窗。

3 电路设计方案

按照上述思路设计了自动窗帘实现电路，见图3。在图3中，将电位器R2、R3、R5的阻值调至适当并固定。R5与R4、R6的串联分压决定了B和C点的电位，B、C两点的电位分别对应电动机启动正转（打开窗帘）和反转（关闭窗帘）的门限电平，即对应着室内光线强弱的上、下限。

（1）当室内光线合适时，A点电位在B、C点电位之间，LM339的Q1和Q2电压比较器输出均为低电平，Q1和Q2的输出信号经过“或门”和“与门”，接到L9110的C1和C2端，此时电机不转。

（2）当室内光线变强时，光敏电阻阻值变小，A点电位上升，当A点电位高于B点电位，Q1比较器输出高电平，Q2比较器输出低电平，电机正转，使窗帘打开角度变小，室内光线变暗，直至A点电位在B、C点电位之间时停止。

（3）当室内光线变弱时，光敏电阻阻值变大，A点电位下降，当A点电位低于C点电位，Q1比较器输出低电平，Q2比较器输出高电平，电机反转，使窗帘打开角度变大，室内光线增强，直至A点电位在B、C点电位之间时停止。

另外，图3采用DC5V三路无线遥控开关实现对窗帘动作的遥控，把DC5V三路无线遥控开关的K1输出接至或门1，K2输出接至或门2，当按下遥控器的“A”键时，遥控开关的K1输出高电平，K2输出低电平，控制电机正转，使室内光线变暗；当按下遥控器的“B”键时，遥控开关的K1输出低电平，K2输出高电平，控制电机反转，室内光线变亮。DC5V三路无线遥控开关的K3输出作为T触发器的作为时钟信号，T触发器的输出通过与门3、与门4和电压比较器1、2的输出进行“逻辑与”，实现窗帘控制模式在“自动”和“遥控”两者之间切换。

当一直按下遥控器的“A”键或“B”键，或者由于光线过强或过弱导致自动调整无法达到设定阈值时，电机将持续转动不停。为了避免这种情况出现，在电机的转轴上安装2个限位开关，使电机控制窗帘各叶片的转动范围为0°～90°，对应窗帘的全打开和全关闭两种极限位置。当电机正转使窗帘叶片转动到90°时，90°限位开关闭合，使与门1输出低电平，电机停转；当电机反转使窗帘叶片转动到0°时，0°限位开关闭合，使与门2输出低电平，迫使电机停转。

4 结语

上述自动窗帘控制方案具有“自动”和“遥控”两种模式，可以通过遥控器在两种模式之间切换。在自动模式下，电路通过控制机械装置的转动，实现百叶帘打开位置的自动调整，以保证室内亮度在预先设定的范围内。在遥控模式下，使用遥控器实现窗帘打开位置的控制。而且，两种模式均具有限位功能。该方案具有简单实用，工作可靠，使用方便的特点。

参考文献

[1] 杨东，轩克辉，董雪峰.光敏电阻的特性及应用研究[J].山东轻工业学院学报，2013（2）：49-52.

[2] 王彥华，刘希璐.光敏电阻器原理及检测方法[J].装备制造技术，2012（12）：101-102，113.

[3] 韩旭同，王中训.高效太阳能发电系统的设计[J].自动化仪表，2013（2）：52-55.