CN101762920A - 光控变色玻璃窗控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光控变色玻璃窗控制器，包括信号采集模块、信号转换模块、单片机、执行电路，所述的信号采集模块的输出端与信号转换模块的模拟量输入端相连，信号转换模块连接单片机，单片机的一输出端与执行电路的输入端相连，采用这种设计在不同的光照强度下，会有对应的模拟信号输出，再由信号转换模块将模拟量转换成单片机可以识别的数字量，通过调节透光率来保障室内的亮度，并能有效地防止产生过高的温度，营造舒适宜人的环境。
Description
技术领域
本发明属于一种玻璃窗，更具体地说是一种光控变色玻璃窗控制器。
背景技术
目前应用的最多的是普通的玻璃窗，有无色透明的、有色透明的、印花等不透明的，但这些玻璃窗功能都是固定的，不可转换。透光性好的玻璃，碰到阳光强烈的天气常常会使室内温度因阳光的直射而快速升温，为了降温我们又不得不使用空调等降温设备，这又会造成能源的浪费，通常我们会使用窗帘来遮挡，但这又会使室内光线暗淡。遮阳性能好的有色玻璃有时又因为其采光性能不好而不适用于灰暗的天气，印花的视野不开阔，这些玻璃制品功能单一，其优势又不能互补，不能满足现代人的需要。
现有一种专利申请号CN00224731.3公开了一种光控电致变色安全玻璃，在玻璃基片上附粘电致变色组合层，根据室外光照的强弱，通过光控开关的通断来控制和调节变色的玻璃。这种设计虽有所改进但也存在诸多的缺点：首先，本专利的设计只能将玻璃在透明与非透明之间转换，室内亮度很难保持在一个较小的范围；其次，当要求切换玻璃状态时，还需人为按下转换开关，给人带来不便；再者，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节，还有可能严重发热，易受外界影响。
发明内容
本发明所要解决的就是克服现有技术的缺点，提供一种光控变色玻璃窗控制器，包括信号采集模块、信号转换模块、单片机、执行电路，所述的信号采集模块的输出端与信号转换模块的模拟量输入端相连，所述的信号转换模块连接单片机，单片机的一输出端与执行电路的输入端相连。
作为优选，所述的信号采集模块采用光感应器件，特别是可以采用光亮度传感器。所述的信号转换模块采用A/D转换器，具体的可以采用ADC0808芯片。
作为一种改进，所述的执行电路包括三极管、电致变色器件，三极管的一极与单片机的输出端相连，另有一极连接电致变色器件的正极，所述的电致变色器件的负极与单片机相连。所述的电致变色器件采用涂有氧化钨的导电膜作负极，涂有电解质的另一导电膜作正极。
作为又一改进，本发明还包括LED显示模块，所述的LED显示模块输入端与单片机的输出端相连。
作为优选，本发明还包括手动调节系统，所述的手动调节系统包括手动调节开关电路和手动/自动切换按钮电路，所述的手动调节开关电路输出端与信号转换模块的模拟量输入端相连，所述的手动/自动切换按钮电路与单片机相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果显著：玻璃窗的功能不再单一，信号采集模块灵敏度高，可以在不同的光照强度下，输出转换后对应的电压值，再经信号转换模块，该模拟值转换成单片机可以识别的数字量，通过计算处理，输出相应的控制量改变其透光率，从而使室内的亮度维持在一个范围之内，控制更精确。单片机程序算法可以产生PWM信号，此信号直接通过数字方式控制模拟电路，受外界影响小，可以大幅度降低系统的成本和功耗，另外本发明自动处理调节透光率，设计更人性化，智能方便，当然人们可以根据自身需要，手动调节室内亮度，直到自我感觉舒适宜人。
附图说明
图1是本发明实施例的流程图；
图2是本发明实施例的原理图；
图中：1是光亮度传感器，2是手动调节开关电路，3是手动/自动切换按钮电路，4是ADC0808，5是单片机，6是执行电路，7是LED显示模块。
具体实施方法
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步详细说明：
首先参看图1，一种光控变色玻璃窗控制器，信号采集模块采用了光亮度传感器，信号转换模块采用ADC0808，光亮度传感器的输出端与ADC0808输入端相连，同时手动调节开关电路的输出端也连接ADC0808的一输入端，ADC0808的输出端连接单片机的输入端，单片机的一输出端与执行电路的输入端相连，另有一输出端连接LED显示模块，手动/自动切换按钮电路信号输入单片机。
具体的参看图2，此种光控变色玻璃窗控制器，信号采集模块采用光感应传感器，其SNK引脚串联一电阻R3然后接地，模拟量输出端A1与ADC0808芯片的模拟量输入端IN0引脚连接。所述的ADC0808的数据输出端D0～D7与单片机的数据总线P0.0～P0.7依次相连；单片机的控制总线P1.3与写信号进行或非操作后，与ADC0808的START、ALE相连，另外单片机的控制总线P1.3还与读信号进行或非操作后，与ADC0808的OE引脚相连；ADC0808的EOC引脚与单片机的控制总线P1.4相连，地址线A、B、C与单片机的控制总线P1.0、P1.1、P1.3依次相连，CLK引脚与单片机的ALE引脚相连。所述的单片机的输出端PL1连接三极管的基极，三极管的集电极串联电阻R6，其发射极一条支路串联电阻R7，另一条支路连接电致变色玻璃的正极，此正极采用涂有电解质的导电膜，电致变色玻璃的负极采用涂有氧化钨的导电膜，与单片机的输出端PL0连接。还设计有手动/自动切换按钮电路由R4、S0、R5串联组成回路，回路引出一输出端连接单片机控制总线P1.5，手动调节开关电路由电阻R1和滑动变阻器R2串联成回路，其输出端A2连接ADC0808的IN1引脚。另外单片机的一输出端连接LED显示模块的输入端，控制显示透光等级等。上述几种芯片的引脚该接+5V的电源就接上，接地的接地。
本实用新型实际工作原理如下所述：将光亮度传感器安装在室外，其余电路安装在室内，接通电源，此时电致变色玻璃窗为透明状态。首先，我们暂且将透光率设定为4个等级根据用户自身需要在单片机内写入程序，假设选择为3等级，此信息寄存于单片机中，再按下手动/自动切换按钮选择为自动状态，光亮度传感器在不同的光照强度下，会输出不同的电压值，将此时的电压值输入ADC0808转换为数字量，再将该数字量输入单片机，单片机经过运算得到光照等级为2，占空比6D。
一定时间后，太阳光亮度发生变化，同样原理光亮度传感器又有相应的模拟值输出，单片机计算得出此时的光照等级为3，则得到占空比为9D，占空比发生变化，器件两端电压极性反转，玻璃恢复至透明，由于占空比变大，单片机程序算法产生PWM信号，PWM直接以数字输出来对模拟电路进行控制，也就是说单片机输出端PL1输出高低电平控制三极管的通断，控制电致变色玻璃窗改变透光率，透光能力比之前低了，但此时阳光比之前要亮，因此室内的亮度与之前相比变化不大，达到了维持室内亮度在一定范围的要求。
当然还可以切换至手动状态，通过调节手动调节开关电路，达到调节目的，运作原理也是一样的，这里就不做介绍了。
以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形，例如光感应器件还可以选用光敏电阻、光电二极管、光电三极管等，A/D转换器可以采用8位、16位等A/D芯片，单片机也可以选用8位、16位、32位，本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，包括信号采集模块、信号转换模块、单片机(5)、执行电路(6)，所述的信号采集模块的输出端与信号转换模块的模拟量输入端相连，所述的信号转换模块连接单片机(5)，单片机(5)的一输出端与执行电路(6)的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，所述的信号采集模块采用光感应器件。
3.根据权利要求2所述的光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，所述的光感应器件为光亮度传感器(1)。
4.根据权利要求1所述的光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，所述的信号转换模块采用A/D转换器。
5.根据权利要求4所述的光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，所述的A/D转换器采用ADC0808芯片(4)。
6.根据权利要求1所述的光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，所述的执行电路(6)包括三极管、电致变色器件，所述的三极管的一极与所述的单片机的输出端(PL1)相连，另有一极连接电致变色器件的正极，所述的电致变色器件的负极与单片机的输出端(PL0)相连。
7.根据权利要求6所述的光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，所述的电致变色器件采用涂有氧化钨的导电膜作负极，涂有电解质的另一导电膜作正极。
8.根据权利要求1至7任一所述的光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，还包括LED显示模块(7)，所述的LED显示模块(7)输入端与单片机(5)的输出端相连。
9.根据权利要求1所述的光控变色玻璃窗控制器，其特征在于，还包括手动调节系统，所述的手动调节系统包括手动调节开关电路(2)和手动/自动切换按钮电路(3)，所述的手动调节开关电路(2)输出端与信号转换模块的模拟量输入端相连，所述的手动/自动切换按钮电路(3)与单片机(5)相连。
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