鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年06月19日
基于金升陽電源的智能窗簾控制器的設計
1背景隨著物聯網技術及云計算技術的發展,人們對智能生活方式的追求越來越高。近年來,各式新穎技術的提出及發展,智能生活離我們也越來越近了。智能家居是比較熱門的概念之一,該概念已經成熟,目前處于爆發期階段,各個廠家都爭相推出智能家居平臺,并且給出對應的方法,讓下游實現者更容易地對智能家居進行大力的推廣。智能家居其實就是以住宅為平臺,利用諸如無線技術、自動控制技術、音視頻技術、安全防范技術等技術,將住宅設施及日常事務很好地融合,達到安全、智能、方便、環保的目的。一般而言,智能家居中不可防止地會利用無線傳感網絡,通過無線傳感網絡進行光電等信號感知及轉換,然后利用無線技術進行傳輸,進而達到遠程遙控及管理的目的。無線傳感網絡一般采用電池供電的方式,供電環境通常比較惡劣,而且數量比較龐大,電源的利用率也很低,不夠環保節能,不夠智能。另外,電池組的更換也經常成為困擾人們的難題。所以,本文針對上述不足和缺點,提出一種更加智能、環保節能的供電電路方法。該方法應用于智能窗簾控制器的設計中,通過控制供電電路的斷開以節約用電,而當有指令將其喚醒時,則接通供電電路以保證系統的正常工作。當然,本文所提出的方法也可以用于智能家居的其他應用場景中。
圖1智能窗簾控制器架構2智能窗簾控制器的硬件設計本文提出的方法重要包括如下若干模塊:供電模塊、電源模塊、控制窗簾升降模塊、無線傳感模塊、系統控制模塊等,如圖1所示。1、電源各路開關控制模塊:用于控制電源的開關,以便更好地對電源進行開關控制,更好地使用電源,達到節能的目的。圖2給出了一種利用場效應管實現的電源開關的控制結構,當然,可以根據系統的需求設計不同的電源開關結構。2、金升陽AD-DC電源模塊:本設計選擇金升陽AD-DC電源模塊(例如LS03系列),關于輸入端,由于供電端是交流電220VAC,供電電壓不太穩定,正常情況下會有±10%的波動范圍,而在比較偏遠的地區嚴重的情況下會達到±30%的波動范圍,因此要開關電壓有較寬的輸入電壓范圍,LS03系列產品的工作電壓范圍是85V~264VAC,很好地適應了電網電壓的波動范圍,使產品工作不受影響。另一方面,電網不會單純只給一個設備供電,還會有其他電子設備,假如接入功率很大的設備一起使用該電網,那么大功率設備啟動或工作過程中很可能導致周圍其他設備受到干擾,類似于EMC中的快速瞬變脈沖群、浪涌等情況,所以在輸入端都會建議新增防護電路,保證系統不受外界干擾影響。輸出端:由于LS03系列產品本身具備過流保護和短路保護功能,因此無需在輸出端設計保護電路就可以直接給負載電路供電,處理器通過處理按鍵或無線接收模塊等輸入信息,然后通過光耦等信號隔離器件把控制信息傳輸給繼電器組,進而控制馬達改變窗簾的狀態。
圖2一種電源開關方法
圖3開關特性曲線
圖4電源模塊
圖5智能窗簾控制系統雛形3、處理器(MCU):用于對系統進行控制和協調,例如利用轉換的無線信號控制窗簾的升降操作。處理器可以選用傳統的單片機方法,也可以選擇ARM系列芯片。為了使整個系統的性能更為完善,優選選擇ARM系列芯片,因為ARM在工業控制、智能家居、物聯網中有很多的應用案例可以參考,另外ARM的性能比較強勁,可以進行各種復雜的操作控制。4、無線光感網絡:用于感受光的強度,然后轉換為無線信號,光的強度可以用于判斷天亮、天黑,進而用來判斷是否進行窗簾的升降操作。本模塊當然也可以利用光傳感器加上無線傳輸模塊來實現。5、無線接收信號:接收無線光感網絡的信號,然后傳送給處理器進行相應的處理。6、按鍵輸入:通過按鍵的方式控制窗簾的升降,這個模塊的目的重要
圖6智能家居的一種模式(參考網絡)是滿足用戶的特別需求,譬如晚上選擇將窗簾打開。7、高速光耦組、繼電器組及電機用于對窗簾進行升降操作。整個“智能窗簾控制器的硬件架構”基于處理器、電源、傳感器實現智能、節能、方便的目的,不僅僅局限于窗簾的應用,經適當的更改同樣可以應用于智能家居的其他場景中。3智能窗簾控制器雛形的設計為了驗證本文提出的“智能窗簾控制器”方法的可行性,本文給出了如下的雛形設計結果。整個系統硬件結構采用上述方法,在實現的過程中選擇了比較重要的幾個模塊進行了雛形驗證,以確保整個方法的可行性。電源模塊參考了金升陽電源的設計方法,由于金升陽AC-DC模塊電源LS系列產品在小體積芯片的基礎上滿足了安規設計規范,同時,在無浪涌、脈沖群等EMC要求的條件下,LS03系列按照上文描述的電路在輸入和輸出端外接一個濾波電容便可以實現AC輸入與DC輸入兩用。可以滿足電力儀表、智能家居等不同行業客戶的應用,為本文的設計布局供應了很大的便利。4總結隨著移動互聯網的強勢崛起,物聯網技術、云計算技術的大力推廣,21世紀以后所有的產品都要和智能聯系到一起。而智能家居將是日后改變人類生活的一種新型模式,智能家居最基本的目標是為人們供應一個舒適、安全、方便和高效的生活環境。這個過程中,它會摒棄掉那些華而不實、只能充作擺設的功能,智能家居產品將以實用性、易用性、智能性和人性化為主。本文提出的一種“基于金升陽電源的智能窗簾控制器的設計”很好地滿足了人們的需求,該方法不僅滿足智能的需求,同時能夠達到節能的效果,通過對方法的略加更改,可以快速移植到智能家居的其他平臺中,為加速智能化生活供應了一定的參考意義。
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