Beleuchtung wird von Menschen benötigt, egal ob zu Hause oder im Büro, daher ist gewöhnliche Beleuchtung nur eine Form und Farbe, und der Kabelbaum des Smart-Home-Steuerungssystems kann die Beleuchtung über Mobiltelefone und Netzwerke steuern. Es gibt tatsächlich viele Anwendungen im wirklichen Leben, also wie macht man den Kabelbaum des Smart-Home-Lichtsteuerungssystems? Wie ist die Schaltung zu entwerfen?

Dieses Dokument stellt das Innenbeleuchtungssteuerungssystem und sein Prinzip auf Basis des Einzelchips AT89C51 vor und schlägt eine effektive energiesparende Steuerungsmethode vor. Das System übernimmt die ausgereiftere Sensortechnologie und Computersteuerungstechnologie von heute und verwendet mehrere Parameter, um die Innenbeleuchtung von Schulklassenräumen zu steuern. Das System besteht aus einem Ein-Chip-Mikrocomputer plus einer Vielzahl von Schnittstellenschaltungen. Es gibt sechs Hauptteile: AT89C51-Chip, optische Signalerfassungsschaltung, Signalerfassungsschaltung für den menschlichen Körper, Taktsteuerschaltung DS12887, Ausgangssteuerschaltung und Zeitüberwachungsschaltung.

Schaltungsdesign der Hauptsteuerung

Der Hauptcontroller verwendet den Ein-Chip-Mikrocomputer AT89C51 als Mikroprozessor. AT89C51 ist ein Hochleistungs-CMOS-8-Bit-Einzelchip-Mikrocomputer mit niedriger Spannung, der von ATMEL in den Vereinigten Staaten hergestellt wird. Der Chip enthält 4 KByte wiederbeschreibbaren Flash-Nur-Lese-Programmspeicher und 128 Byte Datenspeicher mit wahlfreiem Zugriff. (RAM) wird das Gerät von ATMELs nichtflüchtiger Speichertechnologie mit hoher Dichte hergestellt, ist mit dem standardmäßigen MCS-51-Befehlssystem kompatibel und verfügt über eine eingebaute universelle 8-Bit-Zentraleinheit (CPU) und Flash Speichereinheit. Die Schnittstellenschaltung des Hauptsteuerungssystems besteht aus einer Tastatur, einer digitalen Anzeige und einer Treiberschaltung, einem Quarzoszillator, einer Watchdog-Schaltung, einer Kommunikationsschnittstellenschaltung und so weiter. Das schematische Diagramm der Hardwareschaltung des Hauptsteuerungssystems ist in Abbildung 1 dargestellt.

Smart-Home-Beleuchtungssteuerungssystem

Design des RS485-Kommunikationsschaltkreiskabelbaums

In verschiedenen verteilten verteilten Steuersystemen wird oft ein Ein-Chip-Mikrocomputer als Host verwendet, und mehrere Ein-Chip-Computer werden als Slaves verwendet. Der Host steuert den Betrieb des gesamten Systems; die Slaves sammeln Signale, um eine Vor-Ort-Steuerung zu realisieren; der Host und der Slave sind durch einen Bus verbunden, wie in Abbildung 2-4 gezeigt. Der Master sendet Informationen an jeden Slave (Punkt-zu-Punkt) oder mehrere Slaves (Broadcast) über TXD, und jeder Slave kann auch Informationen an den Master senden, aber die Slaves können nicht frei kommunizieren und müssen den Master passieren. .

Die kabelgebundene Kommunikationsmethode dieses Systems verwendet den RS485-Bus für die Kommunikation. Der RS485-Standard unterstützt Halbduplex-Kommunikation. Es benötigt nur drei Drähte, um Daten zu senden und zu empfangen. Es hat auch die Fähigkeit zur Gleichtaktstörung. Kommunikationsentfernung, die Kommunikationsentfernung kann 1200 m bei einer Rate von 100 Kbps erreichen, und wenn die Kommunikationsentfernung verkürzt wird, kann die Rate 10 Mbit / s erreichen. Hier wird das Master-Slave-Kommunikationsverfahren verwendet, der Master wird von der Master-Steuerung betrieben und der Slave ist die Untersteuerung. Der Meister befindet sich in einer beherrschenden und beherrschenden Stellung. Der Slave empfängt und sendet Daten unterbrochen. Die vom Master gesendeten Informationen können an alle Slaves oder bestimmte Slaves übertragen werden. Die vom Slave gesendeten Informationen können nur vom Master empfangen und nicht zwischen Slaves gesendet werden. direkte Kommunikation. Die Kommunikationsschaltpläne des Masters und des Slaves sind in Abbildung 2 bzw. Abbildung 3 dargestellt.

Kabelbaum für Smart-Home-Beleuchtungssteuerung

Slave-Kommunikation und optisches Signal-Sampling-Schaltungskabelbaum-Design

Der vom Host und dem Slave ausgewählte RS485-Kommunikations-Transceiver-Chip ist MAX485, ein von MAXIM für die RS485-Kommunikation hergestelltes Low-Power-Transceiver-Gerät. Es funktioniert mit einer einzigen Stromversorgung von +5 V, der Nennstrom beträgt 300 μA und es verwendet Halbduplex-Kommunikation. Es vervollständigt die Funktion der Umwandlung des TTL-Pegels in den RS485-Pegel. Der MAX485-Chip enthält einen Treiber und . Die RO- und DI-Anschlüsse sind jeweils der Ausgangs- und der Eingangsanschluss des Treibers. Beim Verbinden mit dem Ein-Chip-Mikrocomputer müssen sie nur jeweils mit RXD und TXD des Ein-Chip-Mikrocomputers verbunden werden; die RE- und DE-Anschlüsse sind die Freigabeanschlüsse zum Empfangen bzw. Senden. Wenn der RE-Anschluss ein Logikanschluss ist Wenn er 0 ist, befindet sich das Gerät im Empfangszustand; Wenn der DE-Anschluss logisch 1 ist, befindet sich das Gerät im Sendezustand, da der MAX485 im Halbduplex-Zustand arbeitet. Verwenden Sie also nur einen Pin des Mikrocontrollers, um diese beiden Pins zu steuern, den Host und den Der Slave verwendet P2. 6 und P1.0 Pins für die Steuerung; A und B sind die Differenzsignalanschlüsse für Empfang bzw. Übertragung. Wenn der Pegel von A-Pin höher als B ist, sind die gesendeten Daten 1; wenn A Wenn der Pegel niedriger als der B-Anschluss ist, sind die gesendeten Daten 0. Bei der Kommunikation wird nur ein Signal benötigt, um das Empfangen und Senden des MAX485 zu steuern. Gleichzeitig wird ein Anpassungswiderstand zwischen den Anschlüssen A und B hinzugefügt, und hier wird ein 120-Ω-Widerstand ausgewählt.

Kabelbaum für Smart-Home-Beleuchtungssteuerung

Um die Entstörfähigkeit des Systems zu verbessern, wird die Lichtschranke TLP521 zur optischen Entkopplung des Kommunikationssystems eingesetzt. Der Slave verwendet P1.0 des Ein-Chip-Mikrocomputers, um den Arbeitszustand des Kommunikationstransceivers MAX485 zu steuern, und setzt P1.0 normalerweise auf einen niedrigen Pegel, so dass sich der serielle Anschluss des Slaves in einem Empfangszustand befindet. Wenn ein serieller Interrupt auftritt, beurteilen Sie, ob es sich um die lokale Nummer handelt. Wenn es sich um die lokale Adresse handelt, setzen Sie P1.0 auf High-Pegel, senden Sie die Antwortinformationen und setzen Sie dann P1.0 auf Low-Pegel, um den Steuerbefehl zu empfangen, und halten Sie P1.0 weiterhin auf Low-Pegel, der serielle Transceiver ist es im Empfangsstaat; wenn es nicht die lokale Adresse ist, ist P1.0 auf niedrigem Pegel, so dass sich der serielle Transceiver im Empfangs- und Hörzustand befindet.

Kabelbaum für optische Signalabtastschaltung

Die optische Signalabtastschaltung ist in Fig. 4 gezeigt, die hauptsächlich aus der optischen Signalerfassungsschaltung und der A/D-Analog-Digital-Umwandlungsschaltung besteht, von der die Analog-Digital-Umwandlung die Schaltung ist. Nachdem das Signal gesammelt und an die A/D-Umwandlungsschaltung gesendet wurde, wird es nach Verarbeitung durch den Ein-Chip-Mikrocomputer schließlich als Grundlage für das Systemanwendungsprogramm verwendet, um zu beurteilen, ob das Licht ein- und ausgeschaltet werden soll. Die Anzahl der Bits des A/D-Wandlers sollte je nach Messbereich und Genauigkeit des Signals so gewählt werden, dass er über eine ausreichende Datenlänge verfügt, um sicherzustellen, dass der Quantisierungsfehler innerhalb des vom Design geforderten Genauigkeitsbereichs liegt. In diesem System beträgt die Spannung des Messbereichs des Signals: 0,00–9,99 V, und die Genauigkeit beträgt 0,01 V. In diesem Design wird der 10-Bit-Analog-Digital-Wandler TLC1549 mit serieller Steuerung ausgewählt, der von Texas Instruments (TexasInstruments, abgekürzt als TI) hergestellt wird, CMOS-Technologie anwendet, über automatisches Abtasten und Halten verfügt und differenzielle Referenzspannung anwendet Hochohmiger Eingang, gute Entstörungsleistung, kann den Umwandlungsbereich entsprechend dem Proportionalbereich kalibrieren, der nicht einstellbare Gesamtfehler erreicht (±) 1LSBMax und die Chipgröße ist klein. Gleichzeitig übernimmt es die serielle Microwire-Schnittstelle, sodass es weniger Pins hat und die Schnittstelle bequem und flexibel ist. Verglichen mit dem traditionellen parallelen Schnittstellen-A/D-Wandler (z. B. ADC0809/0808) ist die Schnittstellenschaltung seines Ein-Chip-Mikrocomputers einfach und belegt weniger I/O-Port-Ressourcen.

Kabelbaum für Smart-Home-Beleuchtungssteuerung

Dieses Papier stellt das Konstruktionsprinzip und die Implementierungsmethode des intelligenten Lichtsteuerungssystems auf Basis des Mikrocontrollers AT89C2051 vor. Zuerst den Schaltplan mit der ProtelDXP-Software gemäß den Designanforderungen zeichnen, dann die Komponenten gemäß dem Schaltplan auswählen, die Komponenten auf dem Steckbrett anordnen und die Leitungen anschließen, die Hardwareschaltung testen, prüfen, ob der serielle Anschluss falsch ausgewählt ist, und messen Sie, ob die Stromversorgung normal ist. Ob der Reset-Pegel korrekt ist, ob der Mikrocontroller zu vibrieren beginnt usw. Da diese Konstruktion auf eine relativ ideale Situation ausgelegt ist, müssen in der praktischen Anwendung die Lichtsteuerung und die Stromversorgung der Projektionsausrüstung getrennt werden. Beim Einsatz an anderen Arbeitsplätzen können einige Module je nach Bedarf hinzugefügt oder reduziert werden. Beispielsweise ist beim Einsatz auf Straßen kein Zeitregelkreis erforderlich; Bei Verwendung im Innenbereich können auch Funkmodule hinzugefügt werden, um die Steuerung zu erleichtern.

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