晴雨天自动收衣晾衣杆

2023年12月20日发(作者：孟庆元)

晴雨天自动收衣晾衣杆

一 前言

设计背景：在这个快节奏的e时代，人们的时间观念逐渐加强，日程安排密集，一些生活琐事不应该再占据过多的时间和精力。为此，可节省时间的，为人们起居带来诸多方便的创新型家居产品，必定会受广大群众的欢迎。在这个很宽泛的新兴行业，我们选择了本科现阶段可操作的自动阳台晾衣架的研发。该装置可以在晴雨天自动收晾衣物，也可进行远程控制，相比传统的晾衣方式，有诸多优点。与其他智能家居产品配套使用，更可体现当今生活的快捷方便，使得社会各成员都能切实感受到科技带来的生活新体验。

二 总体设计方案

1 设计要求： 晾衣杆可以在天黑或阴雨时自动收衣，天晴或天亮后自动晾衣，也可经独立开关人工操作。

2 自动收衣晾衣杆的工作原理

利用光传感器，湿度传感器等元件，将天气变化的参数模数转化输入mega16，经既定程序分析处理后，输出通断信号控制电动机的工作，正转反转，驱动外部机械装置，实现收衣晾衣的操作。也可通过按键启动电路，独立控制收晾衣。

整个电路图如下

3 模块方案

3.1主控模块：

以Atmel公司的ATmaga16L单片机作为主控模块。

Mega16是高性能、低功耗的 8 位AVR 微处理器，具有先进的RISC结构，内部集成两个具有独立预分频器和比较器功能的8 位定时器/ 计数器和一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16 位定时器/ 计数器。可通过JTAG对MCU进行程序烧写及仿真。内置晶振，使用方便。

3.2机械构架：

自制晾衣架主体，用丝杠实现传送。端点的微动开关，可以防止衣架传送到边界后，受阻负载加重烧毁电机的危险。具体是，衣架抵达端点后，触动微动开关，开关的通断状态改变，对应高低电位的变

化，该信号输入单片机的I/O口，经处理，可控制电动机的驱动，即在抵达边界后，停止电动机。

3.3电源与稳压模块：

采用自制电源进行供电。7805稳压后的5V供给单片机及其他逻辑单元，12V为电机供电。

3.4检测模块:

使用光敏电阻和湿度传感器来采集外部环境的数据，经LM393双电压比较电路，实现模数转换。

3.5电机驱动模块：采用继电器和三极管组合驱动电动机。

三、单元模块设计

1、各单元模块功能介绍及电路设计

1.1 直流电源7805降压后，经过二极管稳压至5.1~5.2V后给逻辑器件供电并给系统提供高电平标准。

1.2 主控芯片

使用mega16的PD0 PD1端口输入环境信号， PC0 PC1端口输出控制信号。

1.3 检测模块

湿敏电阻和光敏电阻在各自的分压电路中，环境信号变化引进阻值变化，进而分压变化。阻值在特定区段间连续变化的时候，经电压比较器，会有确定的高低电位输出，实现模数转化。

2 所用全部硬件资源

⑴ AT Mega 16L/32开发板（进行程序的初步调试）

⑵ 简版JTAG仿真器（程序的下载和仿真）

⑶湿敏电阻 光敏电阻各一个

⑷ 电动机一个

⑸ Mega 16L单片机1片

⑹ DC-12V继电器两个

⑺ 2个微动开关

⑻ 三极管两个

⑼ 实验电路板1只

⑽ 一系列电阻若干

⑾ 自制构架及丝杠

⑿ 独立按键1只

⒀ 排针

⒁ 自制电源（提供12V和5V）

⒂ 电压比较器LM393

⒃ 自制导线 排线 （1米左右 六根）

四、软件设计

本系统编程部分工作采用C语言完成，采用模块化的设计方法，利用各子程序实现各部分功能和过程的入口，完成按键输入、按键识别、光和湿度变化识别，电机驱动等功能。

程序设计：只要光敏或者湿敏电阻中有任何一个感应到外界信号，就会启动单片机的程序，三极管继电器就会驱动电机转动，收放

衣物。正常状态下（光照较强，湿度较低），单片机输入信号为0 0输出是01，电动机正转；有天气变化或天黑（光强变弱，湿度降低），单片机输出为01或10或11，输出是10，单片机反转。

五 系统功能及指标参数测试

1光强变化，光敏电阻在3k到30k 之间变化，我们选择以10k为界，控制正反转，收放衣架。

2 空气湿度为大约70%时，会有信号输入单片机，启动程序。

3 可以通过独立按键，实现自主操作衣服的收放。

六 成员分工情况

刘福静：辅助调试，网页制作，论文

吴琪：辅助调试，PPT制作，总结

魏芳芳：硬件制作，软件调试