2 - 2201998 - 基于单片机的智能晾衣架控制系统的设计 - 图文(5)

2019-04-21 18:42

北京化工大学北方学院毕业设计(论文)

DHT11数字传感器规格与引脚如图3.6所示:

图3.6 DHT11的规格与引脚

4.DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个 NTC 测温元件,并与一个高性能 8 位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个 DHT11 传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在 OTP 内存中,传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口,使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗,信号传输距离可达 20 m 以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。产品为 4 针单排引脚封装,连接方便,特殊封装形式可根据用户需求而提供。接口说明如图3.4所示:

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图3.7 DHT11典型应用电路

第3.3节 光敏检测电路

光敏电阻是根据光电导效应制成的光电探测器件,光敏电阻的阻值会随着光照的强弱的变化而变化。光照强,光敏电阻的阻值就小;光照弱,光敏电阻的阻值就大。光敏电阻的结构是在一块光电导体两端加上电极,贴在硬质玻璃、云母、高频瓷或其他绝缘材料基板上,两端接有电极引线,封装在带有窗口的金属或塑料外壳内。光敏面做成蛇形,电极作成梳状是因为这样既可以保证有较大的受光表面,也可以减小电极之间距离,从而既可以减小电极间电子渡越时间,也有利于提高灵敏度。在实际应用中,可以加直流偏压,也可以加交流偏压,它的电流随电压呈线性变化。

本系统中利用光敏电阻的感光特性来检测光线的强弱程度,通过检测光线的强弱程度来判断白天和黑夜,同时可辅助湿度传感器检测阴天与晴天,其电路结构图如图3.5所示:

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图3.8 光敏检测电路

电路中光敏电阻型号为PGM5539,系统实现原理是利用光敏电阻的光电特性即光敏电阻受光照时阻值小于无光照时来使系统工作。在图中,电路工作前(正常光线下),调节电位器的阻值,使比较器LM393的反向输入端的电位低于同向端的电位,这时比较器输出为高,随着光线的变暗,光敏电阻阻值增大,同向端电压低于反相端时,比较器输出变为低,则申请单片机外部中断,单片机控制电机将衣服收回。

第3.4节 直流电机驱动电路

3.4.1直流电机及H桥驱动电路

本设计采用H桥直流电机驱动电路,直流电机(direct current machine)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为

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电能。

直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

直流电机工作原理:直流电机里边固定有环状永磁体,电流通过转子上的线圈产生安培力,当转子上的线圈与磁场平行时,再继续转受到的磁场方向将改变,因此此时转子末端的电刷跟转换片交替接触,从而线圈上的电流方向也改变,产生的洛伦兹力方向不变,所以电机能保持一个方向转动。

H桥驱动电路如图3.6所示,电路得名于“H桥驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿,而电机就是H中的横杠(注意:图3.6及随后的两个图都只是示意图,而不是完整的电路图,其中三极管的驱动电路没有画出来)。电机控制采用H桥驱动电路,H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转,必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况,电流可能会从左至右或从右至左流过电机,从而控制电机的转向。

图3.9 H桥驱动电路

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要使电机运转,必须使对角线上的一对三极管导通。例如,如图3.7所示,当Q1管和Q4管导通时,电流就从电源正极经Q1从左至右穿过电机,然后再经Q4回到电源负极。按图中电流箭头所示,该流向的电流将驱动电机顺时针转动。当三极管Q1和Q4导通时,电流将从左至右流过电机,从而驱动电机按特定方向转动(电机周围的箭头指示为顺时针方向)。

图3.10 H桥电路驱动电机顺时针转动

图3.8所示为另一对三极管Q2和Q3导通的情况,电流将从右至左流过电机。当三极管Q2和Q3导通时,电流将从右至左流过电机,从而驱动电机沿另一方向转动(电机周围的箭头表示为逆时针方向)。

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