一種智能電視掛架的設(shè)計與探討

程智君 游雨云

摘 ? 要：本設(shè)計是基于市面上的多功能電視掛架，實現(xiàn)一個功能方面的拓展，使掛架變得更加靈活，除了目前已有視角轉(zhuǎn)動、前后伸縮、上下移動等功能，可以讓電視基于墻面和天花板之間來回運動，從坐著到躺著觀看，能更加全面的滿足大眾的需求。另外加入時下較熱門的WiFi物聯(lián)開關(guān)使它智能化，引入APP手機(jī)智能控制，發(fā)出控制信號，通過路由器無線WiFi連接，觸發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)，驅(qū)動電機(jī)移動，調(diào)節(jié)至最佳觀看位置，完成設(shè)計功能。主要應(yīng)用于臥室或者高級會所。

關(guān)鍵詞：電視掛架 ?電機(jī)驅(qū)動 ?智能家居 ?APP控制

中圖分類號：TN949.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0073-02

電視掛架源于液晶平板電視的產(chǎn)生而來，最早主要是將電視固定在背景墻上，稱為壁掛式。一方面是為了節(jié)約空間，另一方面是固定電視機(jī)，避免搖晃而摔壞。由于它獨特的優(yōu)勢，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到每家每戶，包括辦公室、酒店、大型會所等大部分地方，擁有較大的市場客戶量。但是大眾的需要往往都是各有所需，固定不動，不能智能變化的似乎跟不上時代，進(jìn)而越來越多的廠家開始著力于研發(fā)多功能電視掛架。例如：伸縮型電視掛架、水平視角調(diào)整型、上下調(diào)整型等等，以滿足不同客戶的需要，從而搶占市場，站立腳跟。

本設(shè)計理念是基于目前智能家居的主導(dǎo)意識，極力改善人們生活享受的情況下產(chǎn)生的。智能家居的日益更新，大部分產(chǎn)品都可以用手機(jī)來控制終端，臥室的電視是否也能采用這種形式來滿足大眾的需求呢？在結(jié)合智能家居與已有的多功能電視掛架的基礎(chǔ)上，若在墻面和天花板上安裝一個固定的導(dǎo)軌，利用直流電機(jī)驅(qū)動滑板，多功能掛架固定在滑板上，進(jìn)而控制電視在墻面與天花板之間移動，以獲得不同的觀看視角，坐著看電視可以，即使是累了想躺著看也行，可以滿足快節(jié)奏的大眾全身心的放松，調(diào)節(jié)生活壓力。

1 ?硬件設(shè)計

整個裝置由單片機(jī)控制系統(tǒng)、智能家居及手機(jī)終端合力實現(xiàn)功能。由開關(guān)電源供電，通過手機(jī)或手動操作選擇項，經(jīng)由WiFi物聯(lián)控制模塊觸發(fā)信號發(fā)送給STC15W4K32S4單片機(jī)系統(tǒng)，再由單片機(jī)發(fā)出控制信號驅(qū)動繼電器模塊，最終驅(qū)動電機(jī)實現(xiàn)多功能電機(jī)掛架任意位置的停留，從而改變視角滿足觀看體驗感。

機(jī)械結(jié)構(gòu)是結(jié)合當(dāng)下的多功能電視掛架和導(dǎo)軌完成，如圖1所示，包括：90°曲型帶電機(jī)驅(qū)動導(dǎo)軌、滑板、水平支撐桿、垂直支撐桿、旋轉(zhuǎn)固定塊，以及電視固定板等幾部分機(jī)械機(jī)構(gòu)。導(dǎo)軌需采用夠強硬的機(jī)構(gòu)，并有一定的承載能力，在天花板頂部時，即需要掛得起電視機(jī)及掛架的重量。根據(jù)市場電機(jī)參數(shù)，在滑板上安裝60W直流減速電機(jī)便可以輕松帶動150kg的重物，可以讓滑板通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)掛架在導(dǎo)軌中移動。操作者除可以采用手動開關(guān)控制外，還可以采用手機(jī)APP控制終端的電機(jī)轉(zhuǎn)動，通過wifi物聯(lián)開關(guān)接受信號進(jìn)而由單片機(jī)發(fā)出控制信號控制驅(qū)動電路驅(qū)動直流電機(jī)。

2 ?手機(jī)APP控制模塊

智能家居手機(jī)APP控制模塊，也稱WiFi遠(yuǎn)程控制繼電器模塊，是該裝置智能控制的核心部件，操作界面如圖2所示。采用三個通道開關(guān)控制，一路控制正轉(zhuǎn)啟動與停止，一路控制反轉(zhuǎn)啟動與停止，一路控制加速與停止，這樣就打通了多功能掛架與智能家居的連接。在安卓智能終端通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)出控制指令，經(jīng)云數(shù)據(jù)分析解析，通過路由器WiFi，傳輸信號給WiFi遠(yuǎn)程控制繼電器模塊，進(jìn)而控制單片機(jī)發(fā)出指令，觸發(fā)繼電器控制家用電器，即智能電視掛架電機(jī)正反轉(zhuǎn)進(jìn)而控制電視機(jī)移動。

3 ?軟件設(shè)計

主控芯片采用超高速低功耗的新一代STC15W4K32S4單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)51單片機(jī)，采用C語言進(jìn)行編程，程序中使用了三組中斷，中斷接收開關(guān)信號，判斷并完成相應(yīng)指令，發(fā)出控制信號，驅(qū)動直流減速電機(jī)，使電視掛架在導(dǎo)軌里移動。

4 ?結(jié)語

本裝置設(shè)計開發(fā)的缺陷有：一是滑板移動需要較大力矩，減速電機(jī)轉(zhuǎn)速較慢，不能快速達(dá)到預(yù)計的位置，使體驗感下降，加大成本可加快速度，但穩(wěn)定性可能會下降;二是成本投入可能較大，除高級會所或經(jīng)濟(jì)富裕的家庭會采用，廣泛應(yīng)用的可能性不是很高。

本裝置設(shè)計創(chuàng)新點就是完善多功能電視掛架的功能，使其智能化。在常見的上下、左右，伸縮等功能上，實現(xiàn)更舒適的觀看角度，以完成躺著觀看提高舒適性為主要目的，兼容常用的基本功能，增加了智能家居的功能，可以采用手機(jī)APP控制，實現(xiàn)移動改變觀看視角，增加了享受級別。對進(jìn)一步擴(kuò)大智能家居的功能領(lǐng)域有一定的推動意義。

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