关于智能窗帘的课程设计.docx

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关于智能窗帘的课程设计

课程设计

机电一体化系统设计课程设计

教学单位:

机电工程学院

专业:

机械设计制造及其自动化

班级:

10机械C（机电一体化）

1.学号:

20学生姓名:

谢伟军

2.学号:

20学生姓名:

李伟雄

3.学号:

20学生姓名:

吴海富

******

完成时刻:

2013年11月10日

电子科技大学中山学院机电工程学院

前言

现在伴随着信息时期的到来，人们的生活水平日趋提高，方便、快捷、自动、智能成为时期的主题，在现代家庭生活环境中，居家环境早已不单单局限在物理空间上，人们更为关注的是一个平安、方便、舒适的环境，自动化的电子产品自然成为人们追求的目标。

窗是人心灵的眼睛，窗帘那么是眼睛上的睫毛，窗帘在避免强光射入，帮忙人们合理的安排时刻，美化室内环境，保证个人隐私，增强居家环境方面有重要作用。

随着人们生活节拍的加速，窗帘的自动化随之产生。

本产品是在学习机械原理及设计和电工学等知识，通过实践，观看，试探的基础上设计而成的，且人性化的思想理念也表现了科学技术在人们生活中的作用。

通过几个月的尽力，使咱们深刻感受到了电学，力学，加工工艺，理论知识与实践相结合在机械设计中的重要性。

增强和拓展这些方面的知识对机械学子们是很有必要的。

由于咱们能力、体会和一些方面的知识有限，许多地址未能深切的研究，如有误漏的地方，敬请评委教师批评指正。

课程设计任务书

1课题分析

设计目的

若是说建筑是凝固的音乐，那么完美的家庭智能化自动操纵系统那么是这首

乐曲上绝妙的音符。

在科技发达、物质富庶的今天，自控系统已不单纯是实现室内大体安防、照明、采暖的工具，而且是建筑装饰的一种有效艺术品，是自动化技术与建筑艺术的统一体。

完善的自控系统集装饰、照明、安防及节能于一身，尽力达到完美与和谐的统一，充分利用科学与艺术的搭配，光与影的组合和安防与空调的自动操纵来制造各类舒适、优雅的环境，以增强室内空间成效的气氛。

而智能窗帘作为智能家居的一部份，更显得尤其重要。

试想，当你在看电视前还要去理会那窗帘的开关实在是一件烦人的情形，当你躺在床上的时候，发觉窗帘没有关上的时候，当你早上醒来发觉房间里乌黑一片……你是不是很恼火啊。

作为一个家的主人你需要可调剂的透光度去适应不同天气下的室内环境。

智能窗帘是带有必然自我反映、调剂、操纵功能的窗帘。

如依照室内环境状况自动调光线强度。

使得达到室内人体适应的光线亮度而不至于对人眼睛的损害为了解决这些生活中碰着的实际问题，智能窗帘设计便应运而生。

设计达到的功能和要求

目前，国外已大量应用机械人技术，机械人自动化生产线成套装备已成为自动化成套装备的主流和以后自动化生产线的进展方向。

随着国民经济的进展和科学技术水平的提高，专门是运算机技术、通信技术、网络技术、操纵技术的迅猛发张，生活现代化得以实现，居住环境向舒适化、平安化进展。

家居智能化在这种形势下应运而生。

本次设计是基于PLC操纵技术的随光线强弱来自动操纵型智能窗帘。

每一个人对坏境室内光线强弱适应能力不同，室内主人可依照自己的需求自行调剂所适应的最正确光线强度，连接电源并选择操纵类型（自动操纵/手动操纵）。

选择自动操纵时，智能窗帘由室内光线强度的转变，而经由相关器件接收、处置、操纵信号，达到自行调剂窗帘的开合程度，从而使光线的强弱程度达到主人所预先设定的值范围。

选择手动操纵时，由于室内主人在黑夜白天的特殊需求而自行来操纵窗帘的开合（例如在晚上、睡觉等时候，依照主人的需若是要求把窗帘闭合，而不阻碍睡眠质量，可是依照预先设定和程序设定，智能型窗帘是会依设定值打开窗帘的，因此需要手动操纵来关闭窗帘）

智能窗帘说需达到的要求：

（1）窗帘能依照室内光线强弱自动调剂自身开合量；

（2）知足不同客户需求，能让客户手动初始化窗帘所需调剂的光线强弱；（3）、解决窗帘临界条件不断正反转问题以节约电量；（4）、窗帘结构简单美观，占位空间小，适用不同门窗需求。

设计内容和要紧步骤

本次设计要紧工作确实是通过系统软件的编程和硬件的设计来实现对自动家居窗帘单元的结构操纵。

系统用GX-developer软件来编程，采纳步序状态字的转变来实现。

硬件采纳的是三菱FX2N-16MR-001PLC来进行驱动，使直流电动机依照编制好的程序来工作。

通过软件和硬件的结合从而实现对自动家居窗帘单元的结构操纵。

本次设计的意义在于更多的了解三菱FX2N-16MR-001PLC的应用，能熟练的利用STEP7MicroWINSP3软件编程，而且能自己设计出硬件，自己去设计、焊接、组装和调试。

这使得自己对自动操纵有了更深刻的熟悉了解。

要紧步骤：

（1）操纵电路设计。

对智能操纵窗帘整体流程构思及所需元件的选择，为设计智能窗帘做初步系统的整体构思，为进一步的设计制作打下基础。

（2）机械结构设计。

对智能操纵窗帘整体外形的设计，设计出外形美观、廉价、小型利用的结构类型，并对电路元件的利用进行配合利用。

（3）操纵系统设计。

对智能操纵窗帘整体的运作操纵进行安排设计，依照智能窗帘的实现功能，对PLC操纵程序设计、PLC课程软件调试运行。

（4）设计结尾时期。

智能操纵窗帘的设计说明书的编写和设计实验心得总结。

小组成员及其分工

13谢伟军：

操纵系统设计（PLC操纵程序设计PLC课程软件调试操纵系统工作原理

操纵系统框图操纵进程流程图课程设计说明书）

27李伟雄：

操纵电路设计（电机的选择传感器的选择PLC的选择操纵系统电路图）

67吴海富：

机械结构设计（设计参数计算机械部件的选择机械结构的设计机械结构装配图）

2机械结构设计

设计参数计算

机械部件的选择

一、连接装置

方案一：

键连接

由于键连接在细轴上不宜加工，费用高，因此不适合；

方案二：

过盈配合连接

由于过盈配合不宜拆装，因此不适合；

方案三：

销连接

由于容易加工，费用低，拆装方便，因此适合；

方案四：

联轴器连接

要求同轴度不高，在市场上容易买到，因此适合。

2、传动装置

方案一：

摩擦传动

由于摩擦阻力大，对加工表面粗糙度要求高，易磨损，因此不适合；

方案二：

滑动轴承

由于滑动轴承摩擦力较转动轴承大，润滑保护较转动轴承复杂，因此不适合；

方案三：

转动轴承

由于启动阻力小，润滑保护方便，在市场上容易买到，因此适合；

机械结构的设计

机械结构各零件设计：

机械结构装配图

3操纵电路设计

电机的选择

1.电机型号的选择

采纳微型减速箱与直流电机的组合。

6DK-06-12电机12V6w空载3300rpm负载3000rpm

配备微型齿轮减速箱6GN50K-GN18K减速比50搭配后转速60rpm左右

2.电机的操纵方式

通过操纵其电流方向从而操纵他的转向

传感器的选择

1.传感器的工作原理

一．光敏电阻：

•光敏电阻又称光导管，经常使用的制作材料为硫化镉，这些制作材料利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

•光敏电阻器一样用于光的测量、光的操纵和光电转换（将光的转变转换为电的转变）。

•光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。

在半导体光敏材料两头装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就组成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。

通常采纳涂敷、喷涂、烧结等方式在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以避免受潮阻碍其灵敏度。

入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢恢复值。

在光敏电阻两头的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到必然波长的光线照射时，电流就会随光强的增大而变大，从而实现光电转换。

二．对射式光电开关/红外对管

要紧：

（1）发射器红外灯自动开关。

（2）接收器

对射式光电开关的结构图：

对射式光电开关的工作原理：

当物体进入发射器跟接收器之间时，形成阻挡的时候，物件被检查。

2.传感器的性能参数

•依照光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：

紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器、可见光光敏电阻器。

光敏电阻的要紧参数是：

（1）光电流、亮电阻。

光敏电阻器在必然的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，经常使用“100LX”表示。

（2）暗电流、暗电阻。

光敏电阻在必然的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。

外加电压与暗电流之比称为暗电阻，经常使用“0LX”表示。

（3）灵敏度。

灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对转变值。

（4）光谱响应。

光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。

假设将不同波长下的灵敏度画成曲线，就能够够取得光谱响应的曲线。

（5）光照特性。

光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而转变的特性。

从光敏电阻的光照特性曲线能够看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值开始迅速下降。

假设进一步增大光照强度，那么电阻值转变减小，然后慢慢趋向平缓。

在大多数情形下，该特性为非线性。

（6）伏安特性曲线。

伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，关于光敏器件来讲，其光电流随外加电压的增大而增大。

（7）温度系数。

光敏电阻的光电效应受温度阻碍较大，部份光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，而在高温下的灵敏度那么较低。

（8）额定功率。

额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所许诺消耗的功率，当温度升高时，其消耗的功率就降低。

3.PLC对传感器的操纵和检测方式

通过两个电压比较器对其进行比较然后转化成数字量，plc再对其进行处置

PLC的选择

1.PLC的型号和参数

FX2N-16MR-001    输入点：

8，8继电器输出

●操纵规模：

16~256点●内置8K容量的RAM，最大能够扩展到16K●CPU运算处置速度μS/大体指令●在系列右边可连接输入输出扩展模块和特殊功能模块●内置2轴独立最高20kHz定位功能（型）

编辑本段详细介绍

FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。

由于FX2n系列具备如下特点：

最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的应用提供最大的灵活性和控制能力。

为大量实际应用而开发的特殊功能开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要----模拟I/O，。

定位控制达到16轴，脉冲串输出或为J和或Pt开发了温度模块。

对每一个FX2n主单元可配置总计达8个特殊功能模块。

网络和连接到世界上最流行的CC-Link，ProfibusDp和DeviceNet或者采用层次的网络解决您的通信需要。

其它功能内置式24V、400mA可用于，如或其它元件。

快速断开块因为采用了优良的快速断开块，即使接着电缆也可以更换单元。

时钟功能和小时表功能在所有的PLC中都有标准。

时间设置和比较指令易于操作。

小时表功能对过程跟踪和机器维护提供了有价值的信息。

持续扫描功能为应用所需求的持续扫描时间定义操作周期。

调节功能可以用平整输入信号（在中x000到x017）。

注解记录功能元件注解可以记录在程序中。

编辑在线改变程序不会损失工作时间或停止生产运转。

RUN/STOP开关面板上运行/停止开关易于操作。

远处的编程软件可以通过器通信来监测、上载或卸载