梁山派-一页书-智能窗帘 - 嘉立创EDA开源硬件平台

# 1、智能窗帘功能 智能窗帘控制器V1.0能实现：雨滴检测、红外检测、光线明亮检测，语音交互、电机控制；附件是V1.0的程序源码，基础功能都已经调试完毕。 基础功能主要技术指标： (1)可以通过红外遥控与语音设置是否打开自动模式; (2)在自动模式下，当光照强度很高时，自动展开窗帘;当光照强度很低时，自动关闭窗帘; (3）在自动模式下，当检测到大量雨滴时，自动展开窗帘，此优先级比光照检测高; (4)在任何时候，可以通过红外遥控或语音命令展开与关闭窗帘，并关闭自动模式; (5)主控芯片接收到数据后，驱动电机运转，现实智能窗帘窗户系统。 智能窗帘控制器V2.0在上述功能基础上，还能实现屏幕显示关键数据。 V2.0版本代码还在调试中，后续会增加链接。 # 2、器件选型及原理图绘制 ## 2.1雨滴传感器 传感器移植模块，可以去**[梁山派模块移植手册](https://lceda001.feishu.cn/wiki/JNvYwEU5SiGldFkNcxncYXhZnZc)查看原理及代码**https://lceda001.feishu.cn/wiki/JNvYwEU5SiGldFkNcxncYXhZnZc **手册使用教程**：**ctrl+f**在文档内**搜索**：雨滴，然后点击**下一处**即可快速跳转到雨滴传感器移植章节。  雨滴传感器**功能**：用来检测是否下雨以及雨滴大小。 雨滴传感器**原理**：通过检测水滴的导电性来判断是否下雨。详情见[手册] **原理图**：雨滴传感器，正极接一个10k电阻，没有雨滴的时候，RAIN标签处测量电压为0；也可以把10K电阻放右边和GND连在一起，这样RAIN标签有要放置在右边，没有雨滴的时候，RAIN标签处测量电压为5V；两种电路画法如下：  ## 2.2光线强度传感器模块 在**梁山派模块移植手册**查找**光敏电阻传感器**； 光敏电阻传感器**功能**：检测光线亮度。 光敏电阻传感器**原理**：随着光照强度的升高，电阻值迅速降低。**其在无光照时，几乎呈高阻状态，暗时电阻很大**。详情见[手册](https://lceda001.feishu.cn/wiki/JNvYwEU5SiGldFkNcxncYXhZnZc)。原理图如下：  LM393使用：-比+电压高，输出低电平，+比-电压高，输出高电平； 为了节省成本，不用这个现成的光敏电阻传感器检测电路，只用上图的R2和R3； 光敏电阻选择C125626，[亮电阻:5kΩ~10kΩ 暗电阻:500kΩ](https://item.szlcsc.com/136904.html)； **ADC注意**：梁山派的ADC检测范围是0~3.3V，因此不能接+5V，要接3.3V；上述雨滴传感器同理，也要把5V改为3.3V； ## 2.3红外接收模块 在**梁山派模块移植手册**查找**红外接收模块**； 红外接收模块**功能**：实现红外信号接收。 红外接收模块**原理**：详情见[手册](https://lceda001.feishu.cn/wiki/JNvYwEU5SiGldFkNcxncYXhZnZc)。通过检测OUT端口，低电平说明有红外信号。 需要一个红外遥控器和一个接收头；**画PCB的时候是只需要接收头；但实际需要一个遥控器**； 接收头选择C16216，查看数据手册，输入电压范围：2.7V~5.5V，可以接3.3V；手册里提供了参考电路，直接拿来用即可； 为了避免干扰出现OUT低电平但又没有红外信号的情况，于是OUT接了个上拉电阻； ## 2.4语音识别模块 在**梁山派模块移植手册**查找**语音识别模块**；这是一个纯离线语音识别模块，只能通过特定命令识别。 型号：HLK-V20； 接线图参考**梁山派模块移植手册**，通过麦克风来识别语音，还需要一个喇叭来做出回应； 注意：**下载注意事项：点击下载时，不要给模块通电，只需要连接B6,B7,GND即可**；因此VCC还需要接一个开关；如果是按键，使用时要一直按着很不方便，此处推荐**拨码开关**。 ## 2.5步进电机 在**梁山派模块移植手册**查找**步进电机模块**；推荐**二相四线步进电机**；根据购买链接点进去，选择带转换座的； **原理**：二相指的是有两个线圈，四线指的是每一个线圈有两根线。其中A+与A-为一相，B+与B-为一相。 **电机驱动芯片**：推荐：L9110S，便宜好用；电路参考该芯片数据手册中的典型应用电路； ## 2.6短接符确定引脚 在原理图上通过短接符来确定接入梁山派的各个引脚，方便直接查看； **PCB小技巧**：PCB走线，走不过去的时候，可以大范围铺铜连接过去，然后打孔； # 3、**注意** V2.0版本因为增加了屏幕接口，视屏教程中的原红外接口PF7改为PA1；该屏幕保留了贴片和直插两种接线方式。V1.0版本的源码也是在PA1的基础上进行调试的； # 智能窗帘程序设计 # 4、雨滴+光敏电阻传感器 ## 在[梁山派模块移植手册](https://lceda001.feishu.cn/wiki/JNvYwEU5SiGldFkNcxncYXhZnZc)，下载雨滴传感器移植代码； ## 修改移植代码，主要是修改通道参数 打开移植工程：打开bsp_raindrop.h文件，AO引脚对应PF8，DO引脚用不到，删除DO引脚定义相关代码，并在bsp_raindrop.c文件中删除DO相关代码；PF8对应的是ADC2通道6，因此修改ADC定义相关代码； ## 移植现象 移植现象：输出检测雨滴大小程度的百分比。(当滴一些水在裸露的铜皮上时，输出高于50%；当将水擦掉时，输出2%左右) ## 光敏电阻模块移植同理，直接在雨滴传感器移植代码里进行修改即可； # 5、步进电机 ## 在[梁山派模块移植手册](https://lceda001.feishu.cn/wiki/JNvYwEU5SiGldFkNcxncYXhZnZc)，下载二相四线步进电机移植代码； ## 用完电机之后，及时给电机输出低电平。不然一直高电平的状态，相当于电机一直通电，发烫是正常的； ## 电机驱动的时候，因为有正反转两个状态，在确定一个状态为1的时候，另一个状态也必须手动确定为0，否则可能出现两个状态都为1的情况。因此，在写代码的时候必须两个状态都明确表示出来。 # 6、红外接收 ## **红外线的通讯原理**，查看梁山派模块移植手册；采用**NEC****协议的频率就是38KHZ** NEC协议一次完整的传输包含: 引导码、8位地址码、8位地址反码、8位命令码、8位命令反码。这里我们主要讲解如何接收红外发送端发送的NEC协议内容。 **引导码:** 由9ms的低电平+4.5ms的高电平组成； **4个字节的数据:** 地址码+地址反码+命令码+命令反码。 这里的反码可以用来校验数据是否传输正确，有没有丢包。 > **重点: NEC协议传输数据位的时候，0和1的区分是依靠收到的高、低电平的持续时间来进行区分的。这是解码关键。** 数据发送0码：0.56ms低电平+ 0.56ms的高电平。 数据发送1码：0.56ms低电平+1.68ms的高电平。 **还有一个重复码，它是由一个 9ms 的低电平和一个 2.5ms 的高电平组成**。当一个红外信号连续发送时，可以通过发送重复码的方式快速发送。 **注意：**按下遥控按键的时候，串口显示接收到的数据是这样的，四个一组（8位地址码、8位地址反码、8位命令码、8位命令反码）：  因此在进行命令处理的时候，用的是第三组数据（命令码）； ## 按键功能： **右箭头按键，打开窗帘** **左箭头按键，关闭窗帘** **自动模式 ,*键** **手动模式，#键** 因为本人接口用的是PA1（教程是PF7），因此要更改bsp_ir_receiver.h相关代码，注意："bsp_ir_receiver.c文件中的中断函数代码也要进行相应更改，把原来的函数名改为void EXTI1_IRQHandler(void)即可； # 7、语音识别固件烧录教程 此处需要一个CH340转换器； ## 方法一：海凌科 进入[海凌科产品中心](http://voice.hlktech.com/yunSound/public/toWebLogout)：http://voice.hlktech.com/yunSound/public/toWebLogout [海凌科语音识别模块的语音固件创建与下载](https://lceda001.feishu.cn/docx/LQkZd74b7o8aEHxAGzbcGvHynle)：https://lceda001.feishu.cn/docx/LQkZd74b7o8aEHxAGzbcGvHynle 按照**海凌科语音识别模块的语音固件创建与下载**文档操作即可； **下载注意事项：点击下载时，不要给模块通电，只需要连接B6,B7,GND即可。** ## 方法二：机芯智能 [机芯智能](https://www.aimachip.com/)：https://www.aimachip.com/ 进入后，进入智能公元平台，要登录； 按照[教程视频](https://www.bilibili.com/video/BV1iV411P7H4?p=16&share_source=copy_web)操作即可；https://www.bilibili.com/video/BV1iV411P7H4?p=16&share_source=copy_web # 如何语音识别 ## 在[梁山派模块移植手册](https://lceda001.feishu.cn/wiki/JNvYwEU5SiGldFkNcxncYXhZnZc)，下载语音识别移植代码； # 8、代码集成 以语音识别代码为主，复制该代码并重命名为窗帘控制系统，打开其它几个驱动的程序目录下的Hardware文件夹，把对应驱动的文件夹复制到窗帘控制系统下的Hardware文件夹下面，最终效果如图：  打开工程，并添加刚刚新增的文件夹目录； 代码集成部分需要注意的点太多，建议直接看视频教程。