智能窗簾控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)之用STM32F0快速開發(fā)智能窗簾控制系統(tǒng)

這是一個(gè)開發(fā)者故事 |小編帶大家一起來看看大學(xué)生如何將自家窗簾低成本改造成智能窗簾？

本期涂鴉開發(fā)者是一位大學(xué)生，該同學(xué)基于涂鴉 IoT 開發(fā)平臺，使用涂鴉 WB3S 云模組、電機(jī)、STM32F0 主控和一個(gè)2.4G無線模塊等器材，借助涂鴉智能窗簾電機(jī)開源硬件開發(fā)資料，將家中窗簾改造成智能窗簾，可通過手機(jī) App 或者智能音箱控制開合。

以下內(nèi)容為涂鴉開發(fā)者“譚都”創(chuàng)作，經(jīng)其授權(quán)編輯發(fā)布：

這次正巧趕上了涂鴉智能和立創(chuàng) EDA 聯(lián)合發(fā)布的物聯(lián)網(wǎng)訓(xùn)練營的消息，趕緊點(diǎn)擊進(jìn)去查看詳情報(bào)名，并懷著激動的心情開始了對涂鴉平臺的探索。

首先要思考下做些什么，經(jīng)過兩天的觀察，我發(fā)現(xiàn)在B站都沒有智能窗簾改造的視頻，如果購買成品，需要成百上千元，而且要重新安裝電動軌道，不但成本高還麻煩。對于 DIY 電子愛好者來說，要是能自己改造自家窗簾，那豈不是快樂升天！

所以我要利用這次機(jī)會用最簡單粗暴的方法和最低的成本，實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能窗簾的設(shè)計(jì)！再次感謝涂鴉智能和立創(chuàng) EDA 提供的學(xué)習(xí)機(jī)會。

下面開始我的 DIY 啦～

第一、實(shí)現(xiàn)原理

這個(gè)項(xiàng)目的原理很簡單，首先我把窗簾用尼龍繩綁了起來，利用打在墻上固定窗簾的座子形成回路，使其用兩根繩子相互運(yùn)動從而達(dá)到窗簾的開和關(guān)。下面是我畫的一個(gè)簡單的示意圖：

當(dāng)窗簾處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，綠色繩子往里拉，藍(lán)色繩子往外放，即可將窗簾打開

當(dāng)窗簾處于打開狀態(tài)時(shí)，綠色繩子往外放，藍(lán)色繩子往里拉，即可將窗簾關(guān)閉

第二、原理圖分析

2.1 電源

電源這一塊的話，因?yàn)殡姍C(jī)我選擇的是12v的，所以電源也需要12v輸入，方便接適配器或電池。

降壓部分我用了最簡單粗暴的方法AMS1117！直接降到3.3的話擔(dān)心ldo功耗大發(fā)熱嚴(yán)重，所以用了一個(gè)5v緩沖一下，在涂鴉云模組這邊我也用了一個(gè)小的ldo，在繪制PCB的時(shí)候也將WB3S畫成了一個(gè)模塊，引腳引出，方便以后玩耍！

2.2 外設(shè)

在主板上留了一顆LED，方便調(diào)試和指示作用。2個(gè)低功耗霍爾型號是FDH002BH用來檢測窗簾是否到了限位，預(yù)留了程序下載調(diào)試接口。無線模塊的話，選擇的是一個(gè)透傳模塊LC12S，很方便，配置成一樣，可以一對多，多對多，只要一次配置好，就不用動了，也大大減少了代碼量，縮短開發(fā)周期。

2.3 電機(jī)驅(qū)動

電機(jī)驅(qū)動芯片，我選擇的是RZ7889，它的工作電壓范圍：3-18V最大連續(xù)工作電流4.2A。

優(yōu)點(diǎn)：是內(nèi)部自帶MSOFET和一些保護(hù)電路，不用外圍電路，通電直接控制，內(nèi)置保護(hù)電路，根據(jù)手冊真值表直接就可以用，很方便。

缺點(diǎn)：應(yīng)該是不能調(diào)速，聽說頻率在1k可以，不過這項(xiàng)目用不著調(diào)速，所以這個(gè)芯片最合適不過了！

2.4 MCU

對于MCU選擇的話，主板和遙控器的主控都是STM32F070F6P6，因?yàn)樵谶@個(gè)項(xiàng)目非常的簡單，然后自己也比較喜歡玩STM32，就選擇了成本較低的STM32F0系列單片機(jī)，所以這個(gè)項(xiàng)目對于我來說成本和難易程度都得到了控制。

2.5 涂鴉智能云模組

涂鴉的云模組我選擇的是WB3S，對于這一部分電路，我就是將涂鴉模組的引腳引出來，加了個(gè)ldo方便以后DIY。涂鴉平臺的確比較方便，開發(fā)很簡單，也挺好使的，手機(jī)控制的時(shí)候延時(shí)也很小，以前也用過別的一些物聯(lián)網(wǎng)平臺，操作延時(shí)大的真是讓人感覺不太舒服……

設(shè)計(jì)思路：因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的是智能窗簾，所以在產(chǎn)品創(chuàng)建的時(shí)候選擇了MCU方案開發(fā)，我再用STM32當(dāng)作主控來配合涂鴉智能的WB3S進(jìn)行通信，根據(jù)涂鴉智能官方提供的庫、官網(wǎng)資料和視頻講解可以很快入門，實(shí)現(xiàn)一款智能窗簾產(chǎn)品的開發(fā)。

2.6 遙控器按鍵

遙控器總共有8個(gè)按鍵，都進(jìn)行了硬件消抖，這樣也能省去大部分的程序，減輕了程序的負(fù)擔(dān)。

2.7 遙控器充電電路

充電電路參照了典型鋰電池充放電典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的：

充電保護(hù)芯片的話，我選擇的是常用的TC4056A，這個(gè)也比較簡單，功能也比較多，保護(hù)啥的都有，還有溫度監(jiān)控，但是這里我沒用到哈，充電的指示燈和充滿的指示燈這兩個(gè)比較實(shí)用。

通過圖中R9調(diào)整最大充電電流到1A。電池的話，我這里剛好有幾塊800mAh的鋰電池，所以就將就用了，然后用了SC662K低壓差LDO來給遙控器供電，充電接口我個(gè)人非常喜歡用Type-C，手機(jī)電腦和DIY的東西都是，喜歡風(fēng)格統(tǒng)一。

充電狀態(tài)指示

（紅燈亮表示正在充電）（綠燈亮表示充電完成）

第三、PCB設(shè)計(jì)

第四、實(shí)物搭建

元器件已經(jīng)就位，于是就開啟了焊接調(diào)試之路：

下邊是焊接調(diào)試好的：板子圖↓

主板和遙控器合照

下面是在tb買的一個(gè)減速電機(jī)和尼龍繩：

為了制作方便快捷，我用了最簡單的思路：只使用了涂鴉智能模塊的一個(gè)最簡單的功能，就是插座，只有開和關(guān)，然后用STM32檢測輸出的電平即可控制，在App控制界面自定義一下，插座就變成窗簾啦。

第五、STM32代碼部分

雖然現(xiàn)在想做的是一個(gè)智能窗簾，但是對于我的興趣愛好來說，這只是一個(gè)開始，接下來會接著進(jìn)行我的智能家居DIY之路（在我B站以前有些ESP8266的視頻，有興趣的同學(xué)可以去看看哈）。離線遙控器也是做了8個(gè)按鍵，在以后可以用程序添加功能（很遺憾現(xiàn)在沒有給作品加上外殼，因?yàn)檫€不會畫哈哈哈，不過以后會有的）。所以我定了一個(gè)簡單也方便后續(xù)添加的協(xié)議：

程序的話，因?yàn)橐彩莻€(gè)入門的孩子，現(xiàn)在也只有窗簾，所以寫的很簡單，就貼一些關(guān)鍵代碼吧：

下面是智能窗簾遙控器的發(fā)送部分：

下面是智能窗簾主板的接收程序部分：

第六、過程中遇到的問題及解決方法

總的來說沒有什么太大的問題，都是一些小細(xì)節(jié)問題，一時(shí)疏忽導(dǎo)致的。主要有以下幾點(diǎn)：

1. 無線模塊的LC12S的SET引腳，畫錯了（原理圖PCB已修改），正常工作時(shí)SET引腳應(yīng)該是拉高或者懸空的（因?yàn)槭韬觯瑳]仔細(xì)看官方手冊，上面畫著典型電路SET腳就是接地的，于是就無腦抄……

解決方法：板子到了后，配置好模塊割了根線。

2. 遙控器的調(diào)試接口絲印畫反了（原理圖PCB已修改）

3. 霍爾電路那里信號沒有上拉，有時(shí)候會有自己觸發(fā)，不穩(wěn)定。

解決方法：程序內(nèi)部上拉或硬件上拉，我選擇了程序上拉。

第七、涂鴉智能App面板展示

下面就是智能窗簾的App控制面板。

第八、總結(jié)

在這次訓(xùn)練營中，學(xué)習(xí)到的東西還是很多的，但是我認(rèn)為最重要的還是認(rèn)識了很多大佬，立創(chuàng)和涂鴉智能的老師們，非常榮幸能夠認(rèn)識你們，你們是我的榜樣，我也要向你們學(xué)習(xí)，要變得跟你們一樣牛！

對于涂鴉IoT開發(fā)平臺，給我的印象還是很好的，以前沒聽過更沒用過，但是經(jīng)過這半個(gè)月的學(xué)習(xí)，讓我對涂鴉平臺的好感直線上升。

剛開始的時(shí)候我也創(chuàng)建了一個(gè)免開發(fā)的產(chǎn)品，是真的好方便，啥都不用干，只要你會畫板焊板，而且還有參考電路，配置好過后就能輕松實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能，真正做到了零代碼開發(fā)產(chǎn)品！

后來，想深入學(xué)習(xí)一下，就做了款MCU對接方案的窗簾，非常方便的是官方提供了庫和開發(fā)文檔，甚至還有視頻講解！真的可以很快就入門開發(fā)。

我認(rèn)為最方便的是有個(gè)調(diào)試助手，可以分別調(diào)試涂鴉模組和MCU，先把兩邊都調(diào)試好，這樣一組合就可以用了。而且還有App面板開發(fā)，可以開發(fā)出自己想要的控制面板，這個(gè)我還沒玩過，以后再深入學(xué)習(xí)一下！

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