一種環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，包括單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊、光伏發(fā)電模塊，所述紅外線傳感器檢測模塊的信號輸出端與單片機的輸入端連接，單片機的輸出端連接電機驅(qū)動模塊，所述光伏發(fā)電模塊分別連接單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊連接，光伏發(fā)電模塊為單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊提供電源。本實用新型實現(xiàn)垃圾箱蓋開啟的自動化，采用單片機作為控制器實現(xiàn)系統(tǒng)的整體控制，易于實施，投入不高，有利于推廣實施；本實用新型功能多樣，既能智能化控制垃圾箱蓋的開關(guān)，又能在美化城市的同時為市民夜間行走提供充足的照明，還可以為市民隨身攜帶的移動設(shè)備提供便捷的應(yīng)急供電。
【專利說明】一種環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，具體來說是一種環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]垃圾箱是公共場所不可或缺的城市衛(wèi)生助手，但因人們投放垃圾或因天氣變化時不能實時啟動垃圾箱蓋，分別給人們生活帶來不便和加重環(huán)衛(wèi)工人的工作量，而且現(xiàn)在市面上的垃圾箱，主要以存放垃圾為主，垃圾在箱內(nèi)產(chǎn)生異味，儲存垃圾易滋生細菌傳染疾病，對城市居民產(chǎn)生異味的困擾，且作用單一。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對上述存在的問題，本實用新型提供一種環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，該智能控制系統(tǒng)裝置功能多樣、易于實施，且能自動打開或關(guān)閉垃圾箱蓋，提高使用者的舒適度。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是設(shè)計一種環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，包括單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊、光伏發(fā)電模塊，所述紅外線傳感器檢測模塊的信號輸出端與單片機的輸入端連接，單片機的輸出端連接電機驅(qū)動模塊，所述光伏發(fā)電模塊分別連接單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊連接，光伏發(fā)電模塊為單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊提供電源。
[0005]所述紅外線傳感器檢測模塊包括兩個熱釋人體紅外傳感器、信號處理集成電路，所述信號處理集成電路由運算放大器、電壓比較器、延遲時間和封鎖時間定時器構(gòu)成，熱釋人體紅外傳感器采集的信號經(jīng)運算放大器放大后輸出給單片機。
[0006]在電路中為避免電機工作時對單片的干擾，所述電機驅(qū)動模塊中加入反相器和光耦進行隔離，使單片機穩(wěn)定可靠地工作。
[0007]所述光伏發(fā)電模塊包括太陽能電池板、太陽能蓄電池、太陽能控制器。
[0008]作為一個優(yōu)選方案，本實用新型所述的控制系統(tǒng)還包括LED照明及PC廣告模塊。
[0009]所述LED照明及PC廣告模塊包括LED燈泡、PC廣告牌、照明電路、照明控制電路；四個LED燈按照每兩個LED燈泡串聯(lián)之后再并聯(lián)方式連接且分別安裝在PC廣告牌的四個角落；照明電路為LED燈泡提供穩(wěn)定可靠的驅(qū)動電源，照明電路連接光伏發(fā)電模塊；照明控制電路根據(jù)光線明暗程度控制四個LED燈泡發(fā)光或熄滅。
[0010]所述照明控制電路采用光控開關(guān)。
[0011]作為另一個優(yōu)選方案，本實用新型所述的控制系統(tǒng)還包括便捷充電模塊，便捷充電模塊連接光伏發(fā)電模塊。
[0012]所述便捷充電模塊采用恒定電流/恒定電壓線性充電器。
[0013]本實用新型的優(yōu)點:1、本實用新型實現(xiàn)垃圾箱蓋開啟的自動化，采用單片機作為控制器實現(xiàn)系統(tǒng)的整體控制，易于實施，投入不高，有利于推廣實施；2、本實用新型功能多樣，既能智能化控制垃圾箱蓋的開關(guān)，又能在美化城市的同時為市民夜間行走提供充足的照明，還可以為市民隨身攜帶的移動設(shè)備提供便捷的應(yīng)急供電。【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實用新型所述單片機電路圖。
[0016]圖3本實用新型所述電機驅(qū)動模塊的電路圖。
[0017]圖4為本實用新型所述紅外線傳感器檢測模塊的電路圖。
[0018]圖5為本實用新型所述的光伏發(fā)電模塊中的電源降壓穩(wěn)壓電路圖。
[0019]圖6為本實用新型所述的LED照明及PC廣告模塊中的照明電路圖。
[0020]圖7為本實用新型所述的LED照明及PC廣告模塊中的照明控制電路圖。
[0021]圖8為本實用新型所述的便捷充電模塊的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進一步具體說明。
[0023]實施例1:
[0024]如圖1所示，本實用新型所述的一種環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，包括單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊、光伏發(fā)電模塊、LED照明及PC廣告模塊及便捷充電模塊，紅外線傳感器檢測模塊的信號輸出端與單片機的輸入端連接，單片機的輸出端連接電機驅(qū)動模塊，電機驅(qū)動模塊驅(qū)動箱門1、箱門2的打開或關(guān)閉；所述光伏發(fā)電模塊分別連接單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊、LED照明及PC廣告模塊及便捷充電模塊連接，光伏發(fā)電模塊為單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊、LED照明及PC廣告模塊及便捷充電模塊提供電源。
[0025]如圖2、圖3所示，單片機采用Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS微處理器AT89C52，該單片機帶8位可反復擦寫只讀程序存儲器，共有4個八位I/O接口，功能強大，在軟件的配合下用Pl 口作為紅外線傳感器信號輸入口，掃描多點紅外傳感器的監(jiān)控信息，信息經(jīng)處理運算后，通過P2 口輸出脈沖給L298N組成的電機驅(qū)動點來驅(qū)動電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)箱門的開關(guān)。L298N是SGS半導體公司生產(chǎn)的直流電機專用控制芯片，能產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)控制信號，帶散熱片，輸出功率強，易于與單片機結(jié)合，實現(xiàn)單片機控制。電機選用大功率直流電機，每個電機用兩位I/O 口控制，所以P2 口的P2.0和P2.1控制第一個電機的轉(zhuǎn)向即控制垃圾箱的第一個門的打開與關(guān)閉，P2 口的P2.2和P2.3控制第二個電機的轉(zhuǎn)向即控制垃圾箱的第二個門的打開與關(guān)閉。在電路中為避免電機工作時對單片的干擾，驅(qū)動電路中加入反相器和光耦進行隔離，使單片機穩(wěn)定可靠地工作。
[0026]如圖4所示，紅外線傳感器檢測模塊包括兩個熱釋人體紅外傳感器、信號處理集成電路。其中熱釋人體紅外傳感器PIR是一種能以非接觸形式檢測人體或動物輻射的紅外線能量變化并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號輸出的傳感器。BIS001是一種高性能的信號處理集成電路，由運算放大器、電壓比較器、延遲時間和封鎖時間定時器等構(gòu)成，它與PIR和少量外接元器件可構(gòu)成被動式的人體紅外傳感器采集電路。PIR采用LH1778來監(jiān)測人體紅外信號，采集的信號經(jīng)BIS0001放大處理后以高低電平的形式輸出給單片機運算處理，從而實現(xiàn)對設(shè)定區(qū)域的信號采集。
[0027]本實用新型涉及的紅外線傳感器檢測模塊中可通過調(diào)節(jié)精密電位器RPl對BIS0001內(nèi)部放大器放大倍數(shù)的控制，從而增減PIR探頭探測的靈敏度，實現(xiàn)對感應(yīng)距離的控制，默認為5m ;調(diào)節(jié)RP3控制信號的輸出延時時間(Tx)，Tx ^ 49152*R8RP3C5，默認為Tx~Is ;調(diào)節(jié)RP2控制信號的輸出封鎖時間(Ti)，監(jiān)測電路在這個時間里輸出低電平，Ti ^ 24*R5RP1C7，默認為1.2s，所以結(jié)合Tx和Ti可控制監(jiān)測電路的探測周期。實物中對PIR探頭做了兩種處理以實現(xiàn)對其監(jiān)測面積的控制。當套用自制的金屬框時可實現(xiàn)對半徑為5米，45°角的扇形區(qū)域的探測，套用內(nèi)徑為7cm的空心金屬套筒時，探測范圍變成一條長約5m的直線。經(jīng)多次驗證測試證明該傳感器達到設(shè)計功能。
[0028]該系統(tǒng)由兩個人體釋熱紅外傳感器分別來檢測兩個垃圾箱是否有人需要丟垃圾(一個是可回收垃圾箱，一個是不可回收垃圾箱)。同時這兩個人體釋熱紅外傳感器分別與AT89C52單片機的Pl.0和Pl.1相連。當有人將手伸向垃圾箱準備丟垃圾時，人體釋熱紅外傳感器就可以迅速的采集到人體釋放出來的紅外信號，同時向單片機對應(yīng)的端口發(fā)送一個聞電平?目號。
[0029]光伏發(fā)電模塊包括太陽能電池板、太陽能蓄電池、太陽能控制器。太陽能電池板轉(zhuǎn)化的電能為系統(tǒng)的各個模塊提供電能，多余的電能儲存在蓄電池中，供無光照時使用。蓄電池的電通過一個以LM2596芯片與LM2940芯片為核心構(gòu)成的電源降壓穩(wěn)壓電路(如圖5所示)從12V降到5V，分別為電機驅(qū)動系統(tǒng)、LED照明系統(tǒng)、便捷充電系統(tǒng)和單片機、人體釋熱紅外傳感器、各種控制控制芯片提供穩(wěn)定線性的5V電源。
[0030]LED照明及PC廣告模塊包括LED燈泡、PC廣告牌、照明電路、照明控制電路；四個LED燈按照每兩個LED燈泡串聯(lián)之后再并聯(lián)方式連接且分別安裝在PC廣告牌的四個角落。在為市民夜間活動提供充足照明的同時美化城市環(huán)境，為城市增添一點夜景。照明電路為LED燈泡提供穩(wěn)定可靠的驅(qū)動電源，照明電路連接光伏發(fā)電模塊；照明控制電路根據(jù)光線明暗程度控制四個LED燈泡發(fā)光或熄滅，照明控制電路采用光控開關(guān)。
[0031]如圖6所示，照明電路采用基于LM2596開關(guān)穩(wěn)壓芯片為核心的恒壓恒流電路，當輸出電流小于所設(shè)定的值時它就工作在輸出恒壓的模式，當電流大于設(shè)定值時它就跳轉(zhuǎn)到恒流輸出工作模式，可以為LED燈泡提供穩(wěn)定可靠高效的驅(qū)動電源。
[0032]如圖7所示，照明控制電路采用以ΝΕ555芯片加光敏電阻為核心的光控開關(guān)對4個LED燈泡進行控制，每當夜幕降臨時光線降到一定的暗度光控開關(guān)便會控制4個LED燈泡發(fā)光開始提高夜間照明。當?shù)诙靵砼R，光線再次恢復到一定的強度時光控開關(guān)便會控制4個LED燈熄滅停止工作。閾值光線的值可以通過調(diào)節(jié)電位器R2的值來改變。
[0033]便捷充電模塊采用的是恒定電流/恒定電壓線性充電器(電路圖如圖8所示)，該充電器可以為外接設(shè)備提供一個4.2V400mA的充電電源。通過一個十合一萬用充電轉(zhuǎn)接線可以很方便的為各種型號的手機等移動設(shè)備提供應(yīng)急充電。
[0034]TP4056就是這么一款完整的鋰電池恒定電流/恒定電壓線性充電器。其底部帶有散熱片的S0P8/MS0P8封裝與較少的外部元件數(shù)目使得TP4056成為便攜式應(yīng)用的理想選擇。TP4056可以適合USB電源和適配器電源工作，廣泛應(yīng)用于移動電話、PDA、MP3、MP4播放器、數(shù)碼相機、GPS、便攜式設(shè)備、各種充電器等。
[0035]由于采用了內(nèi)部PM0SFET架構(gòu)，加上防倒充電路，所以不需要外部隔離二極管。熱反饋可對充電電流進行自動調(diào)節(jié)，以便在大功率操作或高環(huán)境溫度條件下對芯片溫度加以限制。充電電壓固定于4.2V，而充電電流可通過一個電阻器進行外部設(shè)置。當充電電流在達到最終浮充電壓之后降至設(shè)定值1/10時，TP4056將自動終止充電循環(huán)。當輸入電壓(交流適配器或USB電源)被拿掉時，TP4056自動進入一個低電流狀態(tài)，將電池漏電流降至2uA以下。TP4056在有電源時也可置于停機模式，以而將供電電流降至55uA。TP4056的其他特點包括電池溫度檢測、欠壓閉鎖、自動再充電和兩個用于指示充電、結(jié)束的LED狀態(tài)引腳。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，包括單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊、光伏發(fā)電模塊，所述紅外線傳感器檢測模塊的信號輸出端與單片機的輸入端連接，單片機的輸出端連接電機驅(qū)動模塊，所述光伏發(fā)電模塊分別連接單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊連接，光伏發(fā)電模塊為單片機、紅外線傳感器檢測模塊、電機驅(qū)動模塊提供電源；所述光伏發(fā)電模塊包括太陽能電池板、太陽能蓄電池、太陽能控制器；該控制系統(tǒng)還包括LED照明及PC廣告模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述紅外線傳感器檢測模塊包括兩個熱釋人體紅外傳感器、信號處理集成電路，所述信號處理集成電路由運算放大器、電壓比較器、延遲時間和封鎖時間定時器構(gòu)成，熱釋人體紅外傳感器采集的信號經(jīng)運算放大器放大后輸出給單片機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述LED照明及PC廣告模塊包括LED燈泡、PC廣告牌、照明電路、照明控制電路；四個LED燈按照每兩個LED燈泡串聯(lián)之后再并聯(lián)方式連接且分別安裝在PC廣告牌的四個角落；照明電路為LED燈泡提供穩(wěn)定可靠的驅(qū)動電源，照明電路連接光伏發(fā)電模塊；照明控制電路根據(jù)光線明暗程度控制四個LED燈泡發(fā)光或熄滅。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，其特征在于:所述照明控制電路采用光控開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，其特征在于:控制系統(tǒng)還包括便捷充電模塊，便捷充電模塊連接光伏發(fā)電模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)保垃圾箱智能控制系統(tǒng)，其特征在于:便捷充電模塊采用恒定電流/恒定電壓線性充電器。
【文檔編號】G05B19/042GK203825402SQ201320874011
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】王先春, 汪大理, 吳云昌, 周洲 申請人:湖南文理學院