TWI568388B - 窗簾遙控系統 - Google Patents

Description

窗簾遙控系統

本發明是有關於一種窗簾控制的技術領域，特別是有關於一種可遙控窗簾運作的窗簾遙控系統。

在目前的生活環境中，窗戶被廣泛大量應用於建築之中，且與我們的生活品質與便利性息息相關。舉例來說，以一般建築物常使用透明玻璃作為門窗、或外牆的玻璃帷幕。透明玻璃的窗戶雖然可達到透視、透光的效果，然而相對欠缺隱私性。因此，多半的建築使用窗廉來遮蔽日光或確保隱私性。

然而傳統窗簾需以人力控制，並且無法細微調節室內光線。於一些公共場合，如學校、機場時常因光線照射過於強烈，而使人不適，又苦無辦法解決，因此本專題提出一套具有充電功能的太陽能藍牙遙控節能窗簾，用以解決眼前問題。適用於各大公司、學校、公共場合甚至可用於居家當中，使現代科技更為貼近日常生活。

綜觀前所述，本發明之發明人經多年潛心研究，以針對現有技術之缺失加以改善，而思索並設計一種窗簾遙控系統，從而增進產業上之實施利用。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種種窗簾遙控系統，以解決上述習知技術所產生的問題。

根據本發明之目的，提出一種窗簾遙控系統，以應用於一窗簾，其包含一近端及一遠端。其中，近端設置於窗簾，其包含一限位開關、一驅動模組、一電能供應模組、一無線傳輸模組及一控制模組。限位開關設置於窗簾捲起時的一捲動行程之頂端，限位開關受觸發產生一限位訊號。驅動模組配置以驅動窗簾捲起或展開，或驅動窗簾之一扇葉轉動。電能供應模組配置以接收太陽能並轉換為電能，且遙控窗簾系統所需之電能由電能供應模組供應。無線傳輸模組配置以接收一控制訊號。控制模組配置以依據控制訊號控制驅動模組，以驅動窗簾捲起或展開，或驅動窗簾之扇葉轉動。遠端包含一應用程式，以產生控制訊號，並傳送給近端。其中，當驅動窗簾展開時，控制模組係控制窗簾先捲起以觸發限位開關，控制模組根據限位訊號進行一歸零程序，再控制驅動模組驅動一預定捲動量，以使窗簾展開至捲動行程之底端。

較佳地，控制模組藉由歸零程序，以確認驅動模組是否足已捲動窗簾，及確認限位開關是否可正常運作。

較佳地，驅動模組可包含一步進馬達，步進馬達配置以驅動窗簾捲起或展開。

承上述，驅動模組可包含一強扭力馬達，強扭力馬達配置以驅動窗簾之一扇葉轉動。

較佳地，電能供應模組可包含一太陽能單元及一蓄電單元，太陽能單元配置以接收太陽能並轉換為電能，蓄電單元配置以儲存電能以供應電能至遙控窗簾系統之元件。

承上述，電能供應模組更可包含一電壓取樣模組，其係取樣蓄電單元之一電壓值，控制模組係根據電壓值判斷停止充電至蓄電單元。

承上述，電壓取樣模組可包含二個取樣電阻，其分別設置於蓄電單元之電壓之兩端，以取樣兩個取樣電阻之間的電壓值。

承上述，二個取樣電壓之大小比例可為5：1，並以分壓公式獲得電壓值，當控制模組判斷電壓值等於或大於蓄電單元之充滿電時的電壓的1/6時，判斷停止充電至蓄電單元。

承上述，電能供應模組更可包含一充電電路，控制模組控制充電電路利用三段式充電對蓄電單元進行充電，其第一階段為恆流階段，其第二階段為恆壓階段，其第三階段為涓流階段。

較佳地，遠端與近端之間可利用藍芽通訊傳輸進行通訊。

綜上所述，本發明之窗簾遙控系統，其可具有一或多個下述之優點：

(1)本發明之窗簾遙控系統，其可藉由如便攜式電子裝置的遠端以控制近端，而使遙控窗簾之起落與扇葉之開闔，達到調控室內光線強弱，減少人體不適的功能。

(2)本發明之窗簾遙控系統，其可藉由太陽能供電的方式，以太陽能轉換為電能並驅動馬達，達到節能減碳的效果。

(3)本發明之窗簾遙控系統，其可藉由先將窗簾上升至頂，觸控到限位開關後進行歸零程序，以確保往下捲動時的下限值無誤，同時亦可測試出馬達力量足以拉動窗簾，以及微動開關訊號傳輸正常。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

100‧‧‧窗簾遙控系統

10‧‧‧近端

11‧‧‧限位開關

12‧‧‧驅動模組

121‧‧‧步進馬達

122‧‧‧強扭力馬達

1221‧‧‧強扭力馬達驅動電路

13‧‧‧電能供應模組

131‧‧‧太陽能單元

132‧‧‧蓄電單元

133‧‧‧電壓取樣模組

134‧‧‧電流取樣模組

14‧‧‧無線傳輸模組

15‧‧‧控制模組

20‧‧‧遠端

21‧‧‧應用程式

9‧‧‧窗簾

第1圖 係為本發明之窗簾遙控系統的方塊示意圖。

第2圖 係為本發明之窗簾遙控系統的系統架構示意圖。

第3圖 係為本發明之窗簾遙控系統的電路連接示意圖。

第4圖 係為本發明之窗簾遙控系統的步進馬達驅動示意圖。

第5圖 係為本發明之窗簾遙控系統的最大功率追蹤曲線示意圖。

第6圖 係為本發明之窗簾遙控系統的充電電路示意圖。

為利貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之窗簾遙控系統的實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請一併參閱第1、2圖，其係為本發明之窗簾遙控系統的方塊示意圖及系統架構示意圖。本發明之窗簾遙控系統100，其係應用以讓使用者可遙控窗簾9之起落與扇葉之開闔。窗簾遙控系統100包含一近端10及一遠端20。

就近端10的部分而言，近端10設置於窗簾9，其包含一限位開關11、驅動模組12、電能供應模組13、無線傳輸模組14及控制模組15。其中，限位開關10可為微動開關，其設置於窗簾9捲起時的一捲動行程之頂端，以受觸發產生一限位訊號。驅動模組12配置以驅動窗簾捲起或展開，或驅動窗簾9之扇葉轉動。進一步來說，驅動模組12可包含一步進馬達121及一強扭力馬達122。步進馬達121用以驅動窗簾9捲起或展開，而強扭力馬達122用以驅動窗簾9之一扇葉轉動。

電能供應模組13配置以接收太陽能並轉換為電能，且儲存電能以供應電能至遙控窗簾系統100之各元件。無線傳輸模組14配置以接收一控制訊號。控制模組15較佳地可為Atmega328等微控制器，其配置以依據控制訊號控制驅動模組12，以驅動窗簾9捲起或展開，或驅動窗簾9之該扇葉轉動。

就遠端20的部分而言，遠端20可為如智慧型手機、平板電腦、個人數位助理、筆記型電腦等便攜式電子裝置，當然地，其亦可為桌上型電腦。遠端20可包含一應用程式21，以藉由應用程式21供使用者 進行操控，從而產生控制訊號，並以無線傳輸方式傳送至近端10，以使近端10依據使用者的操控進行運作。

值得特別說明的是，當控制模組15依據控制訊號驅動窗簾9展開時，控制模組15控制窗簾9先捲起以觸發限位開關11，接著控制模組15會根據限位訊號進行一歸零程序，再控制驅動模組12之步進馬達121驅動一預定捲動量，以使窗簾展開至捲動行程之底端。由於當窗簾9從最頂放至最底時，若步進馬達121再繼續轉動，馬達轉動方向雖然不變，然而窗簾9將由展開變為捲收。因此藉由預定捲動量的設置，當需要步進馬達121放至最下時，控制模組15會計算捲動量，若到達上限就會停止，藉以防止步進馬達121轉過頭。

此外，亦可藉由上述的歸零程序，以進一步確認驅動模組12是否足已捲動窗簾9，及確認限位開關11是否可正常運作，從而確保窗簾遙控系統100可正常運作。

請配合參閱第3圖，其係為本發明之窗簾遙控系統的電路連接示意圖。控制模組15較佳地可為Atmega328等微控制器，其電性連接限位開關11、步進馬達121、強扭力馬達122、電能供應模組13及無線傳輸模組14。控制模組15的周邊電路可包含rest電路及石英振盪器。rest電路可連接至一外部開關，以便於強迫窗簾遙控系統100重置。另外，亦可連接一LCD以顯示資訊，其連接方式可如圖中所示。

請配合參閱第4圖，其係為本發明之窗簾遙控系統的步進馬達驅動示意圖。由於需較大的步進馬達121來驅動窗簾9，所以步進馬達121可利用一驅動IC來驅動，其較佳地可含四組NPN達靈頓電晶體，且具 有飛輪二極體，輸入可承受最大電流3(mA)，例如，FT5754驅動IC即非常適合用來驅動本發明的步進馬達121。如第4圖所示，本發明採用它作緩衝器(buffer)，以提高供應電流。驅動訊號由控制模組15連接至驅動IC的第1、5、8、12接腳，驅動IC的第2、4、9、11接腳接到步進馬達121。驅動IC的第3、10接腳接+5V，第6、7接腳接地，藉此可適當地驅動步進馬達121。此外，強扭力馬達122可控制窗簾9的扇葉開闔，其可利用例如L293B的驅動IC來驅動。較佳地，可採用H橋方式驅動強扭力馬達122，由控制模組15給兩控制腳訊號，即可達到正反轉效果，相關之連結方式請參閱第3圖所標示的強扭力馬達122驅動電路1221。

電能供應模組13可包含太陽能單元131及蓄電單元132。太陽能單元131配置以接收太陽能並轉換為電能，並儲存電能至蓄電單元132中，而蓄電單元132係以其所儲存的電能供應至遙控窗簾系統100之相關元件。

其中，電能供應模組13可採用最大功率點追蹤法(MPPT)，及三段式充電方式，以利於太陽能單元131對蓄電單元132進行充電。最大功率點追蹤法依判斷原理及實現方法而言，大致可將其歸納為六種方法，分別為電壓回授法、擾動觀察法、增量電導法、實際量測法、混合追蹤法、三點權位法；較佳地，本發明係採用擾動觀察法。

擾動觀察法簡單且量測參數少，計算結果亦十分準確，因此普遍地應用在太陽能電池的最大功率點追蹤上。藉著週期性地增加或減少負載的大小，以改變太陽能電池的端電壓及輸出功率，如第5圖所示。

當輸出功率比變動前小的話，則降低系統的輸出負載。透過反覆地擾動、觀察及比較，使太陽能電池達到其最大功率點。由於到達最大功率點(Pmax)附近之後，其擾動並不會停止，而會在Pmax點左右震盪造成能量損失，尤其是在大氣環境變化緩慢時，能量損耗的情況亦隨之增加，而縮小每次擾動的幅度，雖然可降低在Pmax點的震盪幅度來減少能量損失，但溫度或日照強度有大幅變化時又將使得追蹤時間增加。

而所謂三段式充電，第一個階段叫恆流階段，第二個階段叫恆壓階段，第三個階段叫涓流階段。本發明採用三段式充電方式，比起單獨的恆壓充電與恆流充電法相比，有更佳的充電曲線並且使電池的壽命更長。蓄電單元132的電壓在低於14.5V時為定電流充電，電流維持在0.9A；當電壓大於等於14.5V時轉為定電壓充電，蓄電單元132的電壓維持在14.5V而電流會慢慢的下降；當電流小於0.1A時轉為浮衝充電，蓄電單元132的電壓維持在13.6V，當電流小於0.03A時，停止對電池充電。

其中，電能供應模組13可包含一電壓取樣模組133及一電流取樣模組134以形成充電電路，如第6圖所示。電壓取樣模組133可包含二個取樣電阻，其分別設置於蓄電單元132之電壓之兩端，以取樣兩個取樣電阻之間的電壓值。二個取樣電壓之大小比例可為5：1，並以分壓公式獲得電壓值。電流取樣模組134可以霍爾電流感應的方式取樣電流值，並傳送給控制模組15。電流取樣模組134例如可為ACS712等IC。充電電路之基本架構可由flyback組成。Vin端為輸入端，V1端則為輸出端，D1、D2為二極體，電路輸入輸出兩端皆設有電流及電壓偵測(電壓取樣模組133及電流取樣模組134)。控制模組15通過控制開關導通及截止的時間 (即PWM一脈衝寬度調變)，藉以控制輸出電壓。其中，電晶體(MOSFET)所需驅動功率較小，且切換速度快，開關可高頻率，適合作為控制充放電開關使用。

當控制模組15判斷電壓值等於或大於蓄電單元132之充滿電時的電壓的1/6時，則判斷停止充電至蓄電單元132。舉例來說，蓄電單元132若充滿電時電壓為14.5V，計算出取樣電壓的電壓值達到2.45V時，則控制模組15控制開關，不進行充電。

值得說明的是，控制模組15、無線傳輸模組14、限位開關11，較佳地應以獨立電源方式供應，其原因是，若將控制模組15、無線傳輸模組14、限位開關11與蓄電單元132相連，則若蓄電單元132消耗完電力後，以上幾個元件將會受到影響。屆時，控制模組15無法運作，則若再有電源充電給蓄電單元132時，將會無法充電。無線傳輸模組14、限位開關11則是窗簾9部分無法控制。此外，電能供應模組13可透過一降壓模組，將電能降壓至預定電壓(如5v)後再供應至步進馬達121及強扭力馬達122。

本發明之窗簾遙控系統100，近端10與遠端20之間係可透過藍芽傳輸方式進行通訊。當使用者利用遠端20之應用程式21產生控制訊號，且經由藍芽傳輸至近端10。依據控制訊號，控制模組15可控制步進馬達121使窗簾9上升至頂，觸控到限位開關11後，使控制模組15內部數值歸零，以確保下限值無誤，同時也測試出步進馬達121力量足以拉動窗簾9，以及限位開關11訊號傳輸正常。此時，控制模組15可再控制步進馬達121使窗簾9展開至底，由於至底沒有偵測系統，則由控制模組15依據 預定捲動量控制步進馬達121作動，其可避免轉動過多的現象。另外，依據控制訊號，控制模組15可控制強扭力馬達122運作，由原本窗簾9之扇葉呈平行狀態，翻轉為遮蔽的狀態。即，藉由強扭力馬達122正反轉可控制窗簾9之扇葉的轉動，以達到控制室內光線強弱的需求。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

100‧‧‧窗簾遙控系統

10‧‧‧近端

11‧‧‧限位開關

12‧‧‧驅動模組

121‧‧‧步進馬達

122‧‧‧強扭力馬達

13‧‧‧電能供應模組

131‧‧‧太陽能單元

132‧‧‧蓄電單元

133‧‧‧電壓取樣模組

134‧‧‧電流取樣模組

14‧‧‧無線傳輸模組

15‧‧‧控制模組

20‧‧‧遠端

21‧‧‧應用程式

9‧‧‧窗簾

Claims (8)

1. 一種窗簾遙控系統，係應用於一窗簾，其包含：一近端，係設置於該窗簾，其包含：一限位開關，係設置於該窗簾捲起時的一捲動行程之頂端，該限位開關受觸發產生一限位訊號；一驅動模組，係配置以一步進馬達驅動該窗簾捲起或展開，或一強扭力馬達驅動該窗簾之一扇葉轉動；一電能供應模組，係配置以接收太陽能並轉換為電能，且該遙控窗簾系統所需之電能由該電能供應模組供應；一無線傳輸模組，係配置以接收一控制訊號；及一控制模組，係配置以依據該控制訊號控制該驅動模組，以驅動該窗簾捲起或展開，或驅動該窗簾之該扇葉轉動；以及一遠端，其包含一應用程式，以產生該控制訊號，並傳送給該近端；其中，當驅動該窗簾展開時，該控制模組係控制該窗簾先捲起以觸發該限位開關，該控制模組根據該限位訊號進行一歸零程序，再控制該驅動模組驅動一預定捲動量，以使該窗簾展開至該捲動行程之底端。
2. 如申請專利範圍第1項所述的窗簾遙控系統，其中該控制模組係藉由該歸零程序，以確認該驅動模組是否足已捲動該窗簾，及確認該限位開關是否可正常運作。
3. 如申請專利範圍第1項所述的窗簾遙控系統，其中該電能供應模組係包含一太陽能單元及一蓄電單元，該太陽能單元係配置以 接收太陽能並轉換為電能，該蓄電單元係配置以儲存電能以供應電能至該遙控窗簾系統之元件。
4. 如申請專利範圍第3項所述的窗簾遙控系統，其中更包含一電壓取樣模組，其係取樣該蓄電單元之一電壓值，該控制模組係根據該電壓值判斷停止充電至該蓄電單元。
5. 如申請專利範圍第4項所述的窗簾遙控系統，其中該電壓取樣模組係包含二個取樣電阻，其分別設置於該蓄電單元之電壓之兩端，以取樣該兩個取樣電阻之間的該電壓值。
6. 如申請專利範圍第5項所述的窗簾遙控系統，其中該二個取樣電壓之大小比例為5：1，並以分壓公式獲得該電壓值，當該控制模組判斷該電壓值等於或大於該蓄電單元之充滿電時的電壓的1/6時，判斷停止充電至該蓄電單元。
7. 如申請專利範圍第3項所述的窗簾遙控系統，其中更包含一充電電路，該控制模組控制該充電電路利用三段式充電對該蓄電單元進行充電，其第一階段為恆流階段，其第二階段為恆壓階段，其第三階段為涓流階段。
8. 如申請專利範圍第1項所述的窗簾遙控系統，其中該遠端與該近端之間係利用藍芽通訊傳輸進行通訊。