图1给出了本设计中使用的所有电路模块。借助图1的帮助，可以清楚的解释各个不同模块中元件的作用。电路的核心部分是IC2,PIC16F84微控制器。它使用雨水传感器和温度传感器来保持与外界接触。来自这些传感器的信号影响控制器的显示和电机的动作。温度每30秒钟读取一次。而雨水传感器是连续监控的。显示采用标准2×16字符的LCD显示器。
T1，T2必须要能够提供电机所需要的较大电流。当然其型号不一定与元件表中指定的相同，只要能够经得起所需电流(最小3A，最好更大一些，因为启动时峰值更高)。驱动电压(12V)一般不会有什么问题。微控制器的RB6，RB7脚是用来驱动这两个管的控制极。T1和T2接到电机的接地一侧。因为这样配置就不需要使用电平移位器了。
图2显示出了如何进行汽车风档雨刷电机设置。图3中可以看到作者制成的机械结构。这里没有什么难点，但可以对于你的制作会有所帮助。开关S1，S2的功能取决于工作模式，在自动温度控制模式期间，窗口打开程度由S1增加，S2减少。在手动模式期间,按 下S1，电机将转动一段时间，具体长短由软件决定。这将会使天窗打开。但窗口开多大，则取决于电机转动多久。在手动模式期间，按下S2，天窗将关闭。这是因为直到滑块与滑道环停止接触时，电机保持不动。到那个时刻电机回到其初始位置，窗口也因此关闭。S3是用来在手动和自动两种模式问切换的。
需要注意的是：添加S3时有一点小的技巧。因为在PIC16F84上没有任何可以用来添加开关的管脚，以便控制手动和自动模式间转换。笔者采用如下的技巧来绕过这一问题。以这样的方式加上S3，即当S1和S2同时按下时S3出现在PIC上。D1和D2防止S1和S2互相干扰。
一片LM75用作温度传感器。这个数字温度传感器带有I2C总线接口，并且能够随时读出。检测温度范围为-55至125℃，精度为3％。地址线A1到A2能够用来将8个LM75连接到I2C总线上。但在现在的系统中，显然是没有这个必要。
当然可以使用昂贵的雨水传感器，但使用一片旧的键盘上的PCB板代替也很方便(见图4)。镀金的传感器板显然最抗腐蚀。但如果你自己来制作，实现也最困难。为了防止传感器长时间导电，还需要用R12来加热和烘干。电阻就直接安装在传感器的下面。
为了尽可能地防止腐蚀，你必须确保在传感器上不通过直流电压。如果有直流出现，由于电蚀作用，板上的布线很快就会锈蚀掉。为此,以IC5a为中心建成一个振荡器。在这里，频率的准确性没有关系。振荡器唯一的功能是为传感器提供一个AC(交流)电压。在这里，频率大约为10kHz，但也不是严格的。IC5C和IC5D周围的电路的功能是作为缓冲器。当传感器是干的时候R10保持IC5D的输入为低电平；而当传感器湿了的时候，它就开始导通，一个脉冲通过C10出现在IC5D的输入端。这个脉冲信号借助IC5D、D3和R11对C8充电。D3则防止C8通过IC5C放电。只剩下R13作为放电的唯一通路。按这种方式，传感器上的信号平均地输出。因此,当传感器检测到雨时，IC5b的输出变低电平。这个信号送入PIC，微控制器再控制关闭阁楼的天窗。
为IC2,IC5提供的电源由以IC4为主的电路简单地稳压。扼流圈L1和可变电阻器R4的作用是遏制电源电压的波动。当使用铅酸电池时，R4是不需要的。整个结构是十分清楚的(见图5)。没有使用难于焊接的元件。SMD封装的LM75在焊接时需要多加注意(它是安装在传感器板的下面)，但也不会引起任何问题。印板的元件分布见图6。
如前所述，软件是用JAL(JastAnother Language)语言编写的。JAL是一种简化编程语言，甚至初学者都感觉很容易使用。因此也很容易与你的要求相适应。
通常，从定义输入端，输出端和变量开始。时钟频率采用4MHz，如果使用10MHz的版本，需要用16F84-10的软件库代替16F84—4。加电时，温度设置(地址O)、窗口的最后位置(地址1)和操作模式位(地址2)从EEPROM中恢复。如果读出的温度低于摄氏5或高于35，则要将它变换到15以内。这个最高、最低温度可以在过程'Readbutton-up'和'Readbutton-down'中进行变换。过程'Readtenlp'从LM75读出温度，并且将其显示在LC显示器上。过程(fIash)中包含有一个计数器，当‘Dry’(干燥)这个字在显示器上闪动时要使用这个计数器。有一个刷新程序限制温度的测量在一分钟内大约两次，以便使温度显示不会太频繁地改变。
语句：‘d=d+3’用来订正由LM75所报告的温度值，在我们的情况下，可能3度就太低了。因此借助这个语句的帮助，可以对你的传感器进行补偿。使显示器上能够显示真实的温度值。控制器可以处于3种状态之一：
‘Rain’(下雨)表示正在下雨。
‘Dry’(干燥)(闪烁)。表示正处于干燥状态，但20分钟前在下雨。
‘Dry’(干燥)(持续)。表示处于干燥状态至少已经20分钟。
软件中的变量‘Dry’决定最后一次检测到下雨之后的延迟时间。这可防止在两次阵雨之间窗户打开。只有当所设置的时间数量(‘80’对应于20分钟)过了之后，窗口才能再次打开(当然，还需要温度不是太低)。
过程‘keys_both’检查上、下按钮是否被同时按下(或者S3按下)。如果是这种情况,模式将在手动和自动之间转换。在手动状态下，窗口可以随时打开或关闭。下雨传感器被忽略，显示器显示：‘manual’(手动),表示进入新的操作方式。
在过程'open'(打开)和'close'(关闭)中，你可以设置开、关窗口的时间。
一点说明
由于使用了汽车风档雨刷电机，如果编好的关闭周期时间太长了也没有关系。电机会由于滑环的原因而停在其最终位置。在这种情况下，这就意味着天窗被关闭。‘open’(打开)时间可以改变，以便控制窗口打开多少。当阁楼窗口控制器被设置为自动模式时，当晴天并且气温在所设置的温度值之上时天窗打开。而当温度降到所设置的温度之下超过3度或者开始下雨时，天窗再关闭。从汽车上得到的铅酸电池可以为雨刷电机提供电源。当然也可以使用PC机的电源供电。通过电机的电流可能升高到大约3A，但对于大多数PC机电源这不成问题。下雨传感器自然是完全暴露在室外的元件。
本文关键字：天气 小家电-保健，电子制作 - 小家电-保健
上一篇：机能反馈精神压力监视器
