CN204899720U - 一种太阳能光控百叶窗控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能光控百叶窗控制装置，包括：微处理器，光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块和机械控制模块，其中，光照检测阵列将室内的光强信号转化为电压信号，通过微处理器的内部模数转换精确测量环境中的光强信号并通过光照显示模块显示，并进行PWM，根据不同光强信号，PWM输出不同占空比和调制频率的脉冲，进而控制步进电机驱动模块，步进电机驱动模块通过电机操控机械控制模块，实现光照控制百叶窗的张合角度及闭合，使室内光照强度适中维持在一个标准范围内。该装置充分利用了百叶窗的自动光控能力，适合现代居室室内舒适光照强度的调节控制。

Description

一种太阳能光控百叶窗控制装置

技术领域

本实用新型属于智能控制领域，涉及一种太阳能光控百叶窗控制装置。

背景技术

百叶窗是一种广泛应用于居住、学习和办公环境的调光工具，可通过改变窗帘叶片的倾角调节室内光线的入射方向和强度。百叶窗具有调节光线灵活、通风性良好、和保护隐私的优点。

目前居室所用百叶窗大多采用人工手动控制，如中国实用新型专利《百叶窗》(申请号：201110216170.X)。但现今居室的窗户一般较多，这就必然加大了操作者的工作量，不得不花费大量的时间和精力在处理窗帘开合这样的琐事上，严重降低了工作的效率；而且人为操作百叶窗更容易损坏，减少了教室百叶窗的使用寿命。

另一种解决思路采用的是电动百叶窗，如国实用新型专利《电动控制百叶窗》(申请号：03110323.5)，仅仅解决了手动窗帘的问题，还是需要人来近距离操作；而且要电池供电或者市电供电，电池供电需要频繁更换电池，而使用市电的话，一般在窗帘附近没有电源接口，需要接很长的电线，很不方便，也不节能，病情有安全隐患。

以上两种类型百叶窗控制光照强度都是根据使用者的主观视觉来判断，不能精确的控制室内的光强维持在标准范围内，长期处于室内有害视力健康。

因此，设计和完善自动化、节能化的百叶窗是人们生活中迫切需要的。

实用新型内容

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种太阳能光控百叶窗控制装置，其特征在于，包括控制部分和机械传动部分；

所述控制部分包括：微处理器，光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块和机械控制模块；其中，所述微处理器分别与光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块相连接，用于控制；所述光伏蓄电池充放电模块分别与光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块相连接，用于装置供电；所述机械控制模块与步进电机驱动模块连接，用于控制百叶窗的转动角度；

所述机械传动部分包括与由步进电机驱动模块控制驱动的步进电机；所述步进电机与输出与传动架配接，所述传动架用于驱动固定在窗户框架的百叶窗帘的转动角度。

所述光照检测阵列将室内的光强信号转化为电压信号，通过微处理器的内部模数转换精确测量环境中的光强信号并通过光照显示模块显示，并进行PWM，根据不同光强信号，PWM输出不同占空比和调制频率的脉冲，进而控制步进电机驱动电路，步进电机驱动电路通过电机操控机械控制模块，实现光照控制百叶窗的张合角度及闭合，使室内光照强度适中维持在在一个标准范围内；光伏蓄电池充放电模块将室外的太阳能转化为电能储存在太阳能电池中，实现装置自供电。

在上述的一种太阳能光控百叶窗控制装置，所述光照检测阵列模块包括若干用于实时采集到的光照信号光敏传感器以及将光照信号作AD处理的AD转换模块，AD转换模块将转换后的数字信号送入微处理器，微处理器中预设舒适光照强度阈值，经过与标准值比较判断，并作出合适的控制决策。

在上述的一种太阳能光控百叶窗控制装置，所述传动架包括若干固定杆，所述固定杆为L形，一端固定在百叶窗帘边缘一端同时与一个垂直的传动杆铰接，所述传动杆通过支架与一动力输出箱连接，所述动力输出箱包括一个与步进电机输出配接的减速箱，所述减速箱的输出与一丝杆螺母副连接，所述支架一端与传动杆固定，另一端与丝杆螺母副的丝杆固定。

因此，本实用新型具有如下优点：1、实时控制百叶窗张合角度，使室内光强维持在标准的范围内，有利于保护使用者视力健康和生活舒适；2、以太阳能作为能源，不仅提高了窗帘控制装置的可靠性，而且降低了功耗；3、光照检测阵列中光敏传感器在室内分散排列布置，多路采集光强，单片机控制器预设舒适光照强度阈值，能精确控制控制室内光照强度。

附图说明

图1是光照检测阵列示意图。

图2是太阳能实时光控百叶窗控制装置的原理框架示意图。

图3机械控制模块示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。图中，光敏传感器一1、光敏传感器二2、光敏传感器三3、光敏传感器四4、光敏传感器五5、光敏传感器六6、光敏传感器七7、光敏传感器八8、居室顶壁9、光照检测阵列模块10、微处理器11、步进电机驱动模块12、光照显示模块13、光伏蓄电池充放电模块14、机械控制模块15、步进电机16、百叶窗帘17、动架18、窗户框架19。

实施例：

参见图1，是光照检测阵列示意图(仰视图)，1—8是光敏传感器，均匀分布在居室室内顶壁各个位置(该位置可由事先检测确定)，用于采集室内的八处不同的光照强度，综合求其平均值，提高了检测的准确性。

参见图2，是太阳能光控百叶窗控制部分的结构示意图，包括10光照检测阵列模块、11微处理器、12步进电机驱动模块，13光照显示模块，14光伏蓄电池充放电模块，15—机械控制模块。13光伏蓄电池充放电模块为整个装置提供能量，做电源使用；

其中，所述微处理器分别与光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块相连接，用于控制；所述光伏蓄电池充放电模块分别与光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块相连接，用于装置供电；所述机械控制模块与步进电机驱动模块连接，用于控制百叶窗的转动角度；

参见图3，机械传动部分包括与由步进电机驱动模块控制驱动的步进电机；所述步进电机与输出与传动架配接，所述传动架用于驱动固定在窗户框架的百叶窗帘的转动角度。

所述光照检测阵列将室内的光强信号转化为电压信号，通过微处理器的内部模数转换精确测量环境中的光强信号并通过光照显示模块显示，并进行PWM，根据不同光强信号，PWM输出不同占空比和调制频率的脉冲，进而控制步进电机驱动电路，步进电机驱动电路通过电机操控机械控制模块，实现光照控制百叶窗的张合角度及闭合，使室内光照强度适中维持在在一个标准范围内；光伏蓄电池充放电模块将室外的太阳能转化为电能储存在太阳能电池中，实现装置自供电

1—8光敏传感器实时采集到的光照信号由9光照检测阵列模块作AD处理，并求八个平均值，将转换后的数字信号送入11微处理器，11微处理器中预设舒适光照强度阈值，经过与标准值比较判断，并作出合适的控制决策：

实施方式1：若在标准范围内，则11微处理器输出PWM信号至12步进电机驱动模块，进而控制15机械控制模块，此时步进电机不转动，并同时将光强信号通过13光照显示模块显示；

实施方式2：若大于标准范围，则11微处理器输出PWM信号至12步进电机驱动模块，进而控制15机械控制模块，此时步进电机反向转动，并同时将光强信号通过13光照显示模块显示，每转动一次与标准值比较一次，直至转动使光强在标准范围，若转动六次后还未有达到标准范围，则百叶窗完全关闭；

实施方式3：若小于标准范围，则11微处理器输出PWM信号至12步进电机驱动模块，进而控制15机械控制模块，此时步进电机正向转动，并同时将光强信号通过13光照显示模块显示，每转动一次与标准值比较一次，直至转动使光强在标准范围，若转动六次后还未有达到标准范围，则百叶窗完全打开。

本实用新型需要保护的内容是本发明所涉及的机械机构以及模块的连接关系，具体涉及到实施例中所描述的信号处理以及传输的技术属于公知，描述的目的只是为了更好的体现本实用新型的技术方案。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了光敏传感器一1、光敏传感器二2、光敏传感器三3、光敏传感器四4、光敏传感器五5、光敏传感器六6、光敏传感器七7、光敏传感器八8、居室顶壁9、光照检测阵列模块10、微处理器11、步进电机驱动模块12、光照显示模块13、光伏蓄电池充放电模块14、机械控制模块15、步进电机16、百叶窗帘17、动架18、窗户框架19等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (3)

1.一种太阳能光控百叶窗控制装置，其特征在于，包括控制部分和机械传动部分；

所述控制部分包括：微处理器，光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块和机械控制模块;其中，所述微处理器分别与光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块相连接，用于控制；所述光伏蓄电池充放电模块分别与光照检测阵列模块，步进电机驱动模块，光照显示模块，光伏蓄电池充放电模块相连接，用于装置供电；所述机械控制模块与步进电机驱动模块连接，用于控制百叶窗的转动角度；

所述机械传动部分包括与由步进电机驱动模块控制驱动的步进电机；所述步进电机与输出与传动架配接，所述传动架用于驱动固定在窗户框架的百叶窗帘的转动角度；

所述光照检测阵列将室内的光强信号转化为电压信号，通过微处理器的内部模数转换精确测量环境中的光强信号并通过光照显示模块显示，并进行PWM，根据不同光强信号，PWM输出不同占空比和调制频率的脉冲，进而控制步进电机驱动电路，步进电机驱动电路通过电机操控机械控制模块，实现光照控制百叶窗的张合角度及闭合，使室内光照强度适中维持在在一个标准范围内；光伏蓄电池充放电模块将室外的太阳能转化为电能储存在太阳能电池中，实现装置自供电。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能光控百叶窗控制装置，其特征在于，所述光照检测阵列模块包括若干用于实时采集到的光照信号光敏传感器以及将光照信号作AD处理的AD转换模块，AD转换模块将转换后的数字信号送入微处理器，微处理器中预设舒适光照强度阈值，经过与标准值比较判断，并作出合适的控制决策。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能光控百叶窗控制装置，其特征在于，所述传动架包括若干固定杆，所述固定杆为L形，一端固定在百叶窗帘边缘一端同时与一个垂直的传动杆铰接，所述传动杆通过支架与一动力输出箱连接，所述动力输出箱包括一个与步进电机输出配接的减速箱，所述减速箱的输出与一丝杆螺母副连接，所述支架一端与传动杆固定，另一端与丝杆螺母副的丝杆固定。