يحتاج الناس للإضاءة ، سواء كانت في المنزل أو في المكتب ، لذا فإن الإضاءة العادية هي مجرد شكل ولون ، ويمكن لنظام التحكم في المنزل الذكي التحكم في الإضاءة من خلال الهواتف المحمولة والشبكات. هناك بالفعل العديد من الاستخدامات في الحياة الواقعية ، فكيف يمكن استخدام الأسلاك لنظام التحكم في إضاءة المنزل الذكي؟ كيف تصمم الدائرة؟

يقدم هذا البحث نظام التحكم في الإضاءة الداخلية ومبدأه على أساس الشريحة المفردة AT89C51 ، ويقترح طريقة تحكم فعالة في توفير الطاقة. يتبنى النظام تقنية الاستشعار الأكثر نضجًا وتقنية التحكم في الكمبيوتر ، ويستخدم معلمات متعددة للتحكم في الإضاءة الداخلية للفصول المدرسية. يتكون النظام من حاسوب دقيق أحادي الرقاقة بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من دوائر التوصيل. هناك ستة أجزاء رئيسية: شريحة AT89C51 ، ودائرة الحصول على الإشارات الضوئية ، ودائرة اكتساب إشارة جسم الإنسان ، ودائرة التحكم في الساعة DS12887 ، ودائرة التحكم في الإخراج ، ودائرة مراقبة التوقيت.

تصميم دائرة التحكم الرئيسية

تتبنى وحدة التحكم الرئيسية الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة AT89C51 كمعالج دقيق. AT89C51 هو كمبيوتر صغير CMOS أحادي الرقاقة ذو 8 بت منخفض الجهد وعالي الأداء أنتجته شركة ATMEL في الولايات المتحدة. تحتوي الرقاقة على 4K بايت من ذاكرة برنامج فلاش قابلة لإعادة الكتابة للقراءة فقط و 128 بايت من ذاكرة بيانات الوصول العشوائي. (RAM) ، يتم إنتاج الجهاز بواسطة تقنية التخزين غير المتطايرة عالية الكثافة من ATMEL ، المتوافقة مع نظام التعليمات القياسي MCS-51 ، ويحتوي على وحدة معالجة مركزية (CPU) مدمجة للأغراض العامة 8 بت وفلاش وحدة التخزين. تتكون دائرة الواجهة لنظام التحكم الرئيسي من لوحة مفاتيح وشاشة رقمية ودائرة محرك ومذبذب بلوري ودائرة مراقبة ودائرة واجهة اتصال وما إلى ذلك. يظهر الرسم التخطيطي لدائرة الأجهزة لنظام التحكم الرئيسي في الشكل 1.

نظام التحكم في إضاءة المنزل الذكي

تصميم تسخير دارة الاتصالات RS485

في العديد من أنظمة التحكم الموزعة ، غالبًا ما يتم استخدام كمبيوتر صغير أحادي الشريحة كمضيف ، ويتم استخدام العديد من أجهزة الكمبيوتر أحادية الشريحة كعبيد. يتحكم المضيف في تشغيل النظام بأكمله ؛ يقوم العبيد بجمع الإشارات لتحقيق التحكم في الموقع ؛ المضيف والعبد مرتبطان بحافلة ، كما هو موضح في الشكل 2-4. يرسل السيد المعلومات إلى كل تابع (من نقطة إلى نقطة) أو عدة عبيد (بث) عبر TXD ، ويمكن لكل عبد أيضًا إرسال معلومات إلى السيد ، لكن العبيد لا يمكنهم التواصل بحرية ، ويجب عليهم تمرير السيد. .

تعتمد طريقة الاتصال السلكي لهذا النظام ناقل RS485 للتواصل. يدعم معيار RS485 الاتصال أحادي الاتجاه. يحتاج فقط إلى ثلاثة أسلاك لإرسال واستقبال البيانات. كما أن لديها القدرة على تداخل النمط الشائع. مسافة الاتصال ، يمكن أن تصل مسافة الاتصال إلى 1200 متر بمعدل 100 كيلوبت في الثانية ، وإذا تم تقصير مسافة الاتصال ، يمكن أن يصل المعدل إلى 10 ميجا بت في الثانية. يتم استخدام طريقة الاتصال السيد والعبد هنا ، ويتم تمثيل السيد بواسطة وحدة التحكم الرئيسية ، والعبد هو وحدة التحكم الفرعية. السيد في موقع مهيمن ومسيطر. يستقبل العبد البيانات ويرسلها بطريقة متقطعة. يمكن نقل المعلومات التي يرسلها السيد إلى جميع العبيد أو العبيد المعينين. لا يمكن تلقي المعلومات التي يرسلها العبد إلا من قبل السيد ، ولا يمكن إرسالها بين العبيد. الاتصال المباشر. يظهر الرسم التخطيطي لدائرة الاتصالات للسيد والعبد في الشكل 2 والشكل 3 على التوالي.

تسخير الأسلاك نظام التحكم في إضاءة المنزل الذكي

الاتصالات الرقيق وتصميم دائرة أخذ عينات الإشارة البصرية

تم تحديد شريحة جهاز الإرسال والاستقبال RS485 من قبل المضيف والرقيق MAX485 ، وهو جهاز إرسال واستقبال منخفض الطاقة أنتج بواسطة MAXIM لاتصالات RS485. إنه يعمل مع مصدر طاقة واحد + 5 فولت ، التيار المقدر 300μA ، ويعتمد اتصال أحادي الاتجاه. يكمل وظيفة تحويل مستوى TTL إلى مستوى RS485. تحتوي شريحة MAX485 على برنامج تشغيل و. محطات RO و DI هي الإخراج ومحطة الإدخال للمحرك على التوالي. عند الاتصال بحاسوب دقيق أحادي الرقاقة ، لا يحتاجون إلا إلى الاتصال بـ RXD و TXD للحاسوب المصغر أحادي الشريحة على التوالي ؛ محطات RE و DE هي طرفي التمكين للاستلام والإرسال ، على التوالي. عندما تكون محطة RE محطة منطقية عندما تكون 0 ، يكون الجهاز في حالة الاستقبال ؛ عندما تكون محطة DE هي المنطق 1 ، يكون الجهاز في حالة الإرسال ، لأن MAX485 يعمل في حالة أحادي الاتجاه ، لذلك فقط استخدم دبوسًا واحدًا من وحدة التحكم الدقيقة للتحكم في هذين الدبابيس ، يستخدم المضيف والعبد P2. 6 و P1.0 دبابيس للتحكم على التوالي ؛ A و B هما مطرافا الإشارة التفاضلية للاستقبال والإرسال ، على التوالي. عندما يكون مستوى الدبوس أعلى من B ، تكون البيانات المرسلة 1 ؛ عندما يكون المستوى أقل من الطرف B ، تكون البيانات المرسلة هي 0. عند الاتصال ، هناك حاجة إلى إشارة واحدة فقط للتحكم في استقبال وإرسال MAX485. في نفس الوقت ، يُضاف المقاوم المطابق بين المحطات A و B ، ويتم تحديد المقاوم 120Ω هنا.

تسخير الأسلاك نظام التحكم في إضاءة المنزل الذكي

من أجل تحسين قدرة النظام على مقاومة التداخل ، يتم استخدام قارنة التوصيل الكهروضوئية TLP521 لعزل نظام الاتصال بصريًا. يستخدم العبد P1.0 من الحواسيب الصغيرة أحادية الشريحة للتحكم في حالة عمل جهاز الإرسال والاستقبال للاتصالات MAX485 ، وعادةً ما يضبط P1.0 ليكون مستوى منخفضًا ، بحيث يكون المنفذ التسلسلي للرقيق في حالة استماع. عند حدوث مقاطعة تسلسلية ، احكم على ما إذا كان هذا هو الرقم المحلي. إذا كان العنوان المحلي ، فاضبط P1.0 على مستوى عالٍ ، وأرسل معلومات الاستجابة ، ثم اضبط P1.0 على مستوى منخفض لتلقي أمر التحكم ، واستمر في الحفاظ على مستوى P1 .0 منخفض ، وجهاز الإرسال والاستقبال التسلسلي هو في الدولة المستقبلة إذا لم يكن العنوان المحلي ، يكون P1.0 منخفض المستوى ، بحيث يكون جهاز الإرسال والاستقبال التسلسلي في حالة الاستقبال والاستماع.

تسخير الأسلاك دائرة أخذ عينات الإشارة الضوئية

تظهر دائرة أخذ عينات الإشارة الضوئية في الشكل 4 ، والتي تتكون أساسًا من دائرة اكتساب الإشارة الضوئية ودائرة التحويل التناظري إلى الرقمي A / D ، والتي يكون التحويل من التناظرية إلى الرقمية هو الدائرة. بعد جمع الإشارة وإرسالها إلى دائرة تحويل A / D ، بعد معالجتها بواسطة الكمبيوتر المصغر أحادي الشريحة ، يتم استخدامها أخيرًا كأساس لبرنامج تطبيق النظام للحكم على ما إذا كان سيتم تشغيل أو إيقاف تشغيل الضوء. يجب اختيار عدد بتات المحول A / D وفقًا لنطاق القياس ودقة الإشارة ، بحيث يكون لها طول بيانات كافٍ لضمان أن خطأ التكميم يقع ضمن نطاق الدقة الذي يتطلبه التصميم. في هذا النظام ، جهد مدى قياس الإشارة: 0.00-9.99 فولت ، والدقة 0.01 فولت. في هذا التصميم ، يتم تحديد المحول التناظري إلى الرقمي 10 بت TLC1549 مع التحكم التسلسلي ، والذي تم إنتاجه بواسطة Texas Instruments (اختصار TexasInstruments إلى TI) ، وهو يعتمد تقنية CMOS ، ولديه أخذ العينات والاحتفاظ تلقائيًا ، ويعتمد الجهد المرجعي التفاضلي يمكن لمدخلات المعاوقة العالية ، والأداء الجيد لمكافحة التداخل ، معايرة نطاق التحويل وفقًا للنطاق النسبي ، ويصل إجمالي الخطأ غير القابل للتعديل إلى (±) 1LSBMax ، وحجم الرقاقة صغير. في الوقت نفسه ، تعتمد واجهة Microwire التسلسلية ، لذلك فهي تحتوي على عدد أقل من المسامير والواجهة مريحة ومرنة. بالمقارنة مع محول A / D للواجهة المتوازية التقليدية (على سبيل المثال ADC0809 / 0808) ، فإن دائرة واجهة حاسوبها المصغر أحادي الشريحة بسيطة وتشغل موارد أقل لمنافذ الإدخال / الإخراج.

تسخير الأسلاك نظام التحكم في إضاءة المنزل الذكي

يقدم هذا البحث مبدأ التصميم وطريقة التنفيذ لنظام التحكم في الإضاءة الذكي على أساس متحكم AT89C2051. أولاً ، ارسم الرسم التخطيطي باستخدام برنامج ProtelDXP وفقًا لمتطلبات التصميم ، ثم حدد المكونات وفقًا للرسم التخطيطي ، ورتب المكونات على اللوح وقم بتوصيل الخطوط ، واختبر دائرة الأجهزة ، وتحقق مما إذا كان المنفذ التسلسلي محددًا بشكل خاطئ ، وقياس ما إذا كان مصدر الطاقة طبيعيًا. ما إذا كان مستوى إعادة الضبط صحيحًا ، وما إذا كان المتحكم الدقيق يبدأ في الاهتزاز ، وما إلى ذلك. نظرًا لأن هذا التصميم مصمم في وضع مثالي نسبيًا ، في التطبيق العملي ، يجب فصل نظام التحكم في الإضاءة ومصدر الطاقة لجهاز العرض. عند استخدامها في أماكن عمل أخرى ، يمكن إضافة بعض الوحدات أو تقليلها وفقًا للاحتياجات الفعلية. على سبيل المثال ، عند استخدامها على الطرق ، لا يلزم وجود دائرة للتحكم في الوقت ؛ عند استخدامها في الداخل ، يمكن أيضًا إضافة وحدات لاسلكية لتسهيل التحكم.

إخلاء المسؤولية: يتم نقل جميع المعلومات المشار إليها على أنها مصادر أخرى من منصات أخرى ، والغرض منها هو نقل مزيد من المعلومات ، وليست مسؤولة عن آراء ومواقف هذا الموقع وأصالته. إذا كان هناك أي انتهاك أو اعتراض ، يرجى الاتصال بنا لحذفه.