CN105193225A - 太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子技术领域，具体是一种太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘。包括太阳能电源、全桥逆变器、两层窗帘、单相微电机M₁、M₂，光控模块、红外遥控发射器与接收器、双轨对开传动机构，当天亮光线照射光控器件导通，窗帘打开行程定时器控制单相微电机M₁正向传动，自动打开一层窗帘，夜幕降临光控器件截止，窗帘闭合行程定时器控制单相微电机M₁逆向传动，自动合拢该层窗帘，红外遥控可随时控制单相微电机M₁、M₂正、反向传动，分别打开或合拢单层窗帘，可任意位置启、停，或半开状态，使用灵活方便。太阳能电源一次投入长期使用，没电费消耗。本发明广泛适用于居家客厅、卧室、别墅、宾馆、酒店、办公室、商店及娱乐场所。

Description

太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体是一种太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘。

背景技术

太阳能电源取之不尽新能源，但太阳能电源电动窗帘很少。白天自然光自动控制打开窗帘，夜幕降临光线暗淡自动控制合拢窗帘，可见，光控窗帘有实用效果。然而，光控不是所有时间内都能适合使用要求。例如，白天有很多时候也需将窗帘合上，夜晚则需要通风打开窗帘，或是半开状态，显然光控窗帘功能局限，还不能达到如意使用。遥控窗帘随时可控却没有光敏自动控制功能，时有人外出天气变化风雨、沙尘飞扬得不到及时合拢窗帘造成污染。而且，单层窗帘面料遮阳与通风不易兼顾。

发明内容

本发明的目的是提供太阳能电源、牵引驱动兼顾遮阳与通风厚薄两层布料的一种太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘。

本发明技术解决方案：包括太阳能电源、全桥逆变器、两层窗帘、单相微电机M₁、M₂，光控模块、红外遥控发射器与接收器组件、双轨对开合传动机构，其中，光控模块由光传感器、前置放大器、整形反相器、窗帘打开行程定时器、窗帘闭合行程定时器组成，红外遥控发射器与接收器组件由A、B、C、D、E、F六通道脉冲编码、译码，脉冲调制红外发射、接收，互锁控制，光控模块光传感器经前置放大器串联一个整形反相器接窗帘打开行程定时器，窗帘打开行程定时器输出经电阻R₂接三极管VT₁及继电器J₁，光控模块光传感器经前置放大器串联两个整形反相器接窗帘闭合行程定时器，窗帘闭合行程定时器输出经电阻R₁接三极管VT₂及继电器J₂，红外遥控接收器译码A通道经电阻R₃接三极管VT₁及继电器J₁，B通道经电阻R₄接三极管VT₂及继电器J₂，C通道经电阻R₅接三极管VT₃及继电器J₃，D通道经电阻R₆接三极管VT₄及继电器J₄，E通道悬空，单相微电机M₁、M₂激磁线圈经电容C₁、C₂移相接全桥逆变器输出端，单相微电机M₁控制线圈经继电器触点J_1-1、J_1-2与J_2-1、J_2-2正反换向交叉相接全桥逆变器输出端，单相微电机M₂控制线圈经继电器触点J_3-1、J_3-2与J_4-1、J_4-2正反换向交叉相接全桥逆变器输出端，双轨对开合传动机构分别由单相微电机M₁、M₂轴均经齿轮减速传动双轨同步齿轮带牵引两层窗帘对开合，无线遥控发射器按键S₁控制一轨道窗帘打开，按键S₂控制该轨道窗帘闭合，按键S₅控制该轨道停止传动，使其窗帘在轨道任意位置停留，按键S₃控制另一轨道窗帘打开，按键S₄控制该轨道窗帘闭合，按键S₅控制轨道停止传动，使其窗帘在轨道任意位置停留，F通道经电阻R₇接三极管VT₅、双稳态记忆自锁继电器J₅，常闭触点J_5-1接光控模块电源端、常开触点J_5-2接红外遥控接收器电源端，刀臂接太阳能电源，按键S₆控制切换光控与红外遥控；

其中，红外遥控发射器由红外发射芯片IC₁脉冲编码、时钟振荡、定时、调制，脉冲编码A、B、C、D、E、F六通道，经六个按键开关S₁～S₆控制，三极管VT₁₀放大驱动红外发光二极管VD₅发射遥控指令；

红外接收器由光电二极管VD₆、红外接收芯片IC₂接收遥控指令信号，进行放大、解调，接入译码芯片IC₃脉冲译码A、B、C、D、E、F六通道，互锁控制，其中，E通道悬空，A、B、C、D通道分别经三极管放大驱动继电器控制单相微电机M₁、M₂，牵引两层窗帘开合，F通道切换光控与红外遥控模式；

全桥逆变器由绝缘栅功率三极管VT₆、VT₇、VT₈、VT₉组成PWM脉宽调制逆变，四个管子栅极分别接PWM控制器信号电压，集电极和发射极并联续流二极管VD₁、VD₂、VD₃、VD₄抑制变压器产生反向电压，VT₆发射极串联VT₇集电极连接变压器T初级电感TL₁一端，VT₈发射极串联VT₉集电极连接变压器初级电感TL₁另一端，太阳能电源正极接VT₆、VT₈集电极，太阳能电源负极接VT₇、VT₉发射极，变压器次级电感TL₂作为全桥逆变器输出端，单相微电机经继电器触点J_1-1、J_1-2与J_2-1、J_2-2交叉连接换向，互感器PL穿入负载拾取电流信号反馈接PWM控制器脉宽调制；

太阳能电源由光伏电池板E₂输出经阻塞二极管VD₇、继电器J触点J-₁接蓄电池E₃、光控模块、红外遥控接收器、全桥逆变器电源端，蓄电池E₃过压控制取样接电位器RP₃，可调端接窗口电压比较芯片ICa正输入端，欠压控制取样接电位器RP₂，可调端接窗口电压比较芯片IC_b负输入端，窗口电压比较芯片ICa负输入端和窗口电压比较芯片IC_b正输入端经电阻R₁₄、R₁₅分压接稳压管VD₁₁电压作基准参考，窗口电压比较输出经三极管接继电器J，蓄电池E₃串接快速熔丝F，并接防反接二极管VD₈；

双轨对开合传动机构由两根导轨两端分别接传动箱，导轨内由同步带闭合啮合两端传动箱齿轮，同步带分别啮合两个牵引吊车，两个牵引吊车随后插两组吊轮，挂钩支架分别置在传动箱同向外侧，两根导轨一端的传动箱齿轮轴套接单相微电机轴，两层单幅窗帘窗帘始端挂钩分别钩在两个牵引吊车上，两层单幅窗帘窗帘末端挂钩分别钩在两个挂钩支架上，两层单幅窗帘窗帘其余挂钩分别钩在两组吊轮上。

本发明产生积极效果：日光照射自动控制开合一层窗帘，省略操作免去手动的麻烦，红外电遥控可随时打开或闭合单层窗帘，并可在任意位置启、停，或半开状态，给人以舒适便捷的感受，增添生活乐趣，两层窗帘一层纱、一层布遮阳通风两全其美。太阳能电源一次投入长期使用，没电费消耗，窗帘开合功耗小、易维护，使用寿命长。切换光控与红外遥控电源改变控制模式，元器件复用，节省成本。

附图说明

图1本发明技术方案原理框图

图2全桥逆变器及双轨对开合单相微电机控制电路

图3红外遥控发射器与接收器

图4太阳能电源电路

图5双轨对开合窗帘示意图

具体实施方式

参照图1、2、3、4、5，本发明具体实施方式和实施例：包括太阳能电源10、全桥逆变器11、两层窗帘6、9、单相微电机M₁4、M₂7，光控模块1、红外遥控发射器2与接收器3组件、双轨对开合传动机构5、8，其中，光控模块1由光传感器1a、前置放大器1b、整形反相器1c、窗帘打开行程定时器1d、窗帘闭合行程定时器1e组成，红外遥控发射器2与接收器3组件由A、B、C、D、E、F六通道脉冲编码、译码，脉冲调制红外发射、接收，互锁控制，光控模块1光传感器1a经前置放大器1b串联一个整形反相器1c接窗帘打开行程定时器1e，窗帘打开行程定时器1e输出经电阻R₂接三极管VT₁及继电器J₁，光控模块1光传感器1a经前置放大器1b串联两个整形反相器1c接窗帘闭合行程定时器1d，窗帘闭合行程定时器1d输出经电阻R₁接三极管VT₂及继电器J₂，红外遥控接收器3译码A通道经电阻R₃接三极管VT₁及继电器J₁，B通道经电阻R₄三极管VT₂及接继电器J₂，C通道经电阻R₅三极管VT₃及接继电器J₃，D通道经电阻R₆三极管VT₄及接继电器J₄，E通道悬空，单相微电机M₁4、M₂7激磁线圈L₂、L₄经电容C₁、C₂移相接全桥逆变器11输出端，单相微电机M₁4控制线圈L₁经继电器触点J_1-1、J_1-2与J_2-1、J_2-2正反换向交叉相接全桥逆变器11输出端，单相微电机M₂7控制线圈L₃经继电器触点J_3-1、J_3-2与J_4-1、J_4-2正反换向交叉相接全桥逆变器11输出端，双轨对开合传动机构5、8分别由单相微电机M₁4、M₂7轴均经齿轮减速传动两轨同步齿轮带牵引两层窗帘6、9对开合，无线遥控发射器2按键S₁控制一轨道窗帘6打开，按键S₂控制该轨道窗帘6闭合，按键S₅控制该轨道停止传动，使其窗帘6在轨道任意位置停留，按键S₃控制另一轨道窗帘9打开，按键S₄控制该轨道窗帘9闭合，按键S₅控制轨道停止传动，使其窗帘9在轨道任意位置停留，F通道经电阻R₇接三极管VT₅、双稳态记忆自锁继电器J₅，常闭触点J_5-1接光控模块1电源端、常开触点J_5-2接红外遥控接收器3电源端Vcc，刀臂接太阳能电源10，按键S₆控制切换光控与红外遥控模式。

双轨对开窗帘结构(由一层窗帘为例，另层相同)，导轨5a、传动箱5b、同步带5c、牵引吊车5d、吊轮5e、挂钩支架5f、单相微电机4、7、窗帘6、9。

光传感器装设在室外，当天亮光线变强时，光控器件受光线照射，窗帘打开行程定时器控制单相微电机M₁正向传动，自动控制打开一层窗帘，当夜幕降临或夏季雷雨光线变暗，光控器件无光线照射，窗帘闭合行程定时器控制单相微电机M₁反向传动，自动控制该层窗帘闭合，红外遥控则可随时控制单相微电机M₁、M₂正、反向传动，打开或合拢一层窗帘，并可半开状态或停留任意位置，使用灵活方便。双层窗帘，便于选用厚薄适宜遮阳、通风的两种面料。

太阳能电池E₂白天光照供窗帘开合，同时对蓄电池E₃充电，晚间由蓄电池E₃供电。窗口电压比较芯片IC_a、Ic_b输出电平经三极管VT₁₁驱动继电器J控制充电欠压、过压，保护蓄电池E₃正常运行。

太阳能电源欠压控制，在蓄电池E₃电压低于窗口电压比较芯片ICa参考电压时，继电器J吸合，触点J-₁接通蓄电池E₃充电，当蓄电池E₃电压充足，过压控制电压高于窗口电压比较芯片IC_b参考电压时，继电器J释放触点J-₁，切断太阳能电池E₂对蓄电池E₃充电。窗帘开合电能消耗降低蓄电池E₃电压，太阳能电源恢复充电。开关S₇控制光控、红外遥控接收器电源，开关S₈控制全桥逆变器输入电源。

并联继电器J两端二极管VD₁₂抑制反向电压。稳压管VD₁₁及电阻R₁₃、电容C₁₂稳压保障欠压、过压准确控制。窗口电压比较芯片IC选用LM358双运放。

红外遥控发射器编码选用芯片IC₁LC2190，接收器芯片IC₂CX20106A，译码芯片IC₃LC2200，调节RP₁选频38KHz，控制距离15～20m。红外遥控发射器电池E₁供电，耗电小省略电源开关。继电器J₁、J₂、J₃、J₄选用JQX-13F，继电器J₅选用ZS01双稳态记忆自锁型。

切换光控与红外遥控电源，改变控制模式，三极管VT₁、VT₂及继电器J₁、J₂光控与红外遥控复用，节省元器件，降低成本。

单相微电机齿轮减速增大力矩，同步带与齿轮啮合传动牵引窗帘不打滑静音，开合平稳，牵引厚薄两层布料对开窗帘。窗帘电路功耗低易维护，使用寿命长。

Claims (6)

1.一种太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘，包括两层窗帘、单相微电机M₁、M₂，其特征在于：还包括太阳能电源、全桥逆变器、光控模块、红外遥控发射器与接收器组件、双轨对开合传动机构，其中，光控模块由光传感器、前置放大器、整形反相器、窗帘打开行程定时器、窗帘闭合行程定时器组成，红外遥控发射器与接收器组件由A、B、C、D、E、F六通道脉冲编码、译码，脉冲调制红外发射、接收，互锁控制，光控模块光传感器经前置放大器串联一个整形反相器接窗帘打开行程定时器，窗帘打开行程定时器输出经电阻R₂接三极管VT₁及继电器J₁，光控模块光传感器经前置放大器串联两个整形反相器接窗帘闭合行程定时器，窗帘闭合行程定时器输出经电阻R₁接三极管VT₂及继电器J₂，红外遥控接收器译码A通道经电阻R₃接三极管VT₁及继电器J₁，B通道经电阻R₄接三极管VT₂及继电器J₂，C通道经电阻R₅接三极管VT₃及继电器J₃，D通道经电阻R₆接三极管VT₄及继电器J₄，E通道悬空，单相微电机M₁、M₂激磁线圈经电容C₁、C₂移相接全桥逆变器输出端，单相微电机M₁控制线圈经继电器触点J_1-1、J_1-2与J_2-1、J_2-2正反换向交叉相接全桥逆变器输出端，单相微电机M₂控制线圈经继电器触点J_3-1、J_3-2与J_4-1、J_4-2正反换向交叉相接全桥逆变器输出端，双轨对开合传动机构分别由单相微电机M₁、M₂轴均经齿轮减速传动两轨同步齿轮带牵引两层窗帘对开合，红外遥控发射器按键S₁控制一轨道窗帘打开，按键S₂控制该轨道窗帘闭合，按键S₅控制该轨道停止传动，使其窗帘在轨道任意位置停留，按键S₃控制另一轨道窗帘打开，按键S₄控制该轨道窗帘闭合，同样，按键S₅控制轨道停止传动，使其窗帘在轨道任意位置停留，F通道经电阻R₇接三极管VT₅、双稳态记忆自锁继电器J₅，常闭触点J_5-1接光控模块电源端、常开触点J_5-2接红外遥控接收器电源端，刀臂接太阳能电源Vcc，按键S₆控制切换光控与红外遥控。

2.根据权利要求1所述的太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘，其特征在于：红外遥控发射器由红外发射芯片IC₁脉冲编码、时钟振荡、定时、调制，脉冲编码A、B、C、D、E、F六通道，经六个按键开关S₁～S₆控制，三极管VT₁₀放大驱动红外发光二极管VD₅发射遥控指令。

3.根据权利要求1所述的太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘，其特征在于：红外接收器由光电二极管VD₆、红外接收芯片IC₂接收遥控指令信号，进行放大、解调，接入译码芯片IC₃脉冲译码A、B、C、D、E、F六通道，互锁控制，其中，E通道悬空，A、B、C、D通道分别经三极管放大驱动继电器控制单相微电机M₁、M₂，牵引两层窗帘开合，F通道切换光控与红外遥控模式。

4.根据权利要求1所述的太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘，其特征在于：全桥逆变器由绝缘栅功率三极管VT₆、VT₇、VT₈、VT₉组成PWM脉宽调制逆变，四个管子栅极分别接PWM控制器信号电压，集电极和发射极并联续流二极管VD₁、VD₂、VD₃、VD₄抑制变压器产生反向电压，VT₆发射极串联VT₇集电极连接变压器T初级电感TL₁一端，VT₈发射极串联VT₉集电极连接变压器初级电感TL₁另一端，太阳能电源正极接VT₆、VT₈集电极，太阳能电源负极接VT₇、VT₉发射极，变压器次级电感TL₂作为全桥逆变器输出端，单相微电机经继电器触点J_1-1、J_1-2与J_2-1、J_2-2交叉连接换向，互感器PL穿入负载拾取电流信号反馈接PWM控制器脉宽调制。

5.根据权利要求1所述的太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘，其特征在于：太阳能电源由光伏电池板E₂输出经阻塞二极管VD₇、继电器J触点J-₁接蓄电池E₃、光控模块、红外遥控接收器、全桥逆变器电源端，蓄电池E₃过压控制取样接电位器RP₃，可调端接窗口电压比较芯片ICa正输入端，欠压控制取样接电位器RP₂，可调端接窗口电压比较芯片IC_b负输入端，窗口电压比较芯片ICa负输入端和窗口电压比较芯片IC_b正输入端经电阻R₁₄、R₁₅分压接稳压管VD₁₁电压作基准参考，窗口电压比较输出经三极管接继电器J，蓄电池E₃串接快速熔丝F，并接防反接二极管VD₈。

6.根据权利要求1所述的太阳能红外日光双控单相微电机双轨对开窗帘，其特征在于：双轨对开合传动机构由两根导轨两端分别接传动箱，导轨内由同步带闭合啮合两端传动箱齿轮，同步带分别啮合两个牵引吊车，两个牵引吊车随后插两组吊轮，挂钩支架分别置在传动箱同向外侧，两根导轨一端的传动箱齿轮轴套接单相微电机轴，两层单幅窗帘窗帘始端挂钩分别钩在两个牵引吊车上，两层单幅窗帘窗帘末端挂钩分别钩在两个挂钩支架上，两层单幅窗帘窗帘其余挂钩分别钩在两组吊轮上。