基于單片機的智能晾衣控制系統的設計與實現

文/鐘衛連

1 整體硬件電路設計

1.1 整機原理框圖

給開發板接入5V直流電源上電，開發板電源燈亮起正常啟動。當晾曬衣服時，手動按下放出去按鍵將晾衣桿放出去，當雨滴傳感器感應到雨水時就會啟動直流電機反轉把晾衣桿收回，當放出去按鍵被按下，直流電機正轉會把晾衣桿放出去，當光線比較暗的時候，直流電機反轉將晾衣桿收回，當風速過大時，直流電機反轉將晾衣桿收回。

雨滴傳感器 DO口接到單片機開發板上P1.7 口，用來判斷是否有下雨天氣。光敏模塊DO口接到單片機開發板上P1.6口，用來判斷是白天還是黑夜。3144 402霍爾傳感器三個引腳接到單片機開發板上 HS0038 口，用來判斷風速。L9110 驅動 IC 6、7 腳接到單片機開發板上P1.0 和 P1.1口，1、4 腳接直流電機，2、3腳接 VCC 電源，5、8 接 GND，用來驅動電機正轉和反轉。單片機開發板 S1 按鍵手動控制收衣服（收） ，S2按鍵手動控制晾衣服（放）。整體電路模塊如圖1所示。

1.2 單片機

本系統采用AT89C52作為核心元件，價格便宜可靠性高，具有簡單的編程和外圍電路。它是STC公司出的一種高性能、低功耗CMOS8位微型控制芯片，有 8K可以在系統編程FLASH存儲器，使用經典的 MCS-51內核，但是做了很多的改進才使得這款芯片具有51單片機不具備的功能。在這款單芯片上，擁有8位CPU和可以在系統編程 Flash，讓STC89C52 為嵌入式控制應用系統提供高靈活、更有效的解決方案。

1.3 雨滴傳感器模塊

雨水傳感器也稱雨降檢測傳感器，用于檢測降雨和降雨量。 把雨滴傳感器模塊接上5V電源，電源燈亮起，感應板上沒有雨水時，DO口輸出高電平，控制板上開關指示燈滅。當感應板上有雨水的時候，DO口輸出低電平，控制板上開關指示燈亮。 擦掉感應板上面的雨水，DO口又恢復到高電平狀態。 AO口是模擬信號輸出，可以連接單片機上的AD口檢測滴在感應板上面的雨量大小。DO TTL數字信號輸出也可以連接到單片機上檢測是否有雨水。

1.4 光敏電阻模塊

光敏傳感器是利用光敏元器件將光信號轉換為電信號的一種傳感器。光敏電阻模塊對環境的光線很敏感，一般都是用來檢測周圍環境光線的亮度，觸發繼電器模塊或單片機開發板等。光敏模塊在環境光線亮度達不到設定值的時候，DO 口輸出高電平。當外界環境的光線亮度超過設定值的時候，DO 口輸出低電平。DO輸出口可以與單片機開發板直接連接， 可以用單片機來檢測高低電平，這樣就可以檢測環境的光線亮度變化。DO 輸出口可以也可以直接驅動繼電器模塊，這樣就可以組成一個光控開關電路。

1.5 L9110電機驅動模塊

L9110是控制和驅動電機設計的兩個通道推挽式功率放大用的集成電路芯片，是將分立電路集成在一塊 IC 之中的芯片，這樣使外圍的器件成本降低，整機的可靠性提高很多。L9110被很多廠商廣泛應用于智能閥門電機驅動、電磁門鎖驅動、玩具小車電機驅動的電路上。

1.6 ES3144霍爾傳感器

它使用霍爾電路板，電壓調節器，抗電壓保護器，使用施密特觸發電路的信號放大器。使用信號放大器的施密特來觸發電路，晶體管集電極開路就會輸出驅動器。霍爾傳感器的工作范圍和操作溫度范圍非常寬廣，這種傳感器比較適合在小車上做固態電子開關和家用電器制品。

圖1：整體電路模塊圖

2 功能實現結果

2.1 功能實現

S1代表收回；S2代表放出去；S1按鍵被按下收回晾衣架，S2按鍵被按下放出晾衣架，當雨滴傳感器檢測到雨水時驅動直流電機將晾衣架收回，當光敏電阻模塊檢測光線很弱判定是黑夜并且驅動直流電機把晾衣架收回，當霍爾傳感器檢測直流電機2模擬風速很大的時候將會驅動直流電機把晾衣架收回來；當風速很小時將晾衣架放出去。

2.2 仿真結果

按下復位鍵電路初始化；按下S1按鍵收回晾衣架，按下S2按鍵放出晾衣架，當雨滴傳感器檢測到雨水時驅動直流電機將晾衣架收回，當光敏電阻模塊檢測光線很弱判定是黑夜并且驅動直流電機把晾衣架收回，當霍爾傳感器檢測直流電機2模擬風速很大的時候將會驅動直流電機把晾衣架收回來；當風速很小時將晾衣架放出去。

3 結論

本設計研究了一種基于單片機技術的智能晾衣系統。該智能晾衣系統是通過以STC89C52單片機為核心制作的產品，外接雨滴傳感器。經過單片機內部軟件編程處理后，單片機控制輸出信號和輸入信號，驅動直流電機將晾衣桿收回來。該智能晾衣系統的最大特點就是使消費者能夠操作簡單、比較容易懂、且安裝比較方便、智能控制性高、價格低。

參考文獻

[1]黃鑫,林偉.基于機智云的智能晾衣控制系統[J].微型機與應用,2017,36(19):90-92.

[2]鄭東梅.基于機電一體化控制系統的智能晾衣裝置設計[J].電子制作,2013(17):20-21.