智能窗簾控制系統的設計之用STM32F0快速開發智能窗簾控制系統

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

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

以下內容為涂鴉開發者“譚都”創作，經其授權編輯發布：

這次正巧趕上了涂鴉智能和立創 EDA 聯合發布的物聯網訓練營的消息，趕緊點擊進去查看詳情報名，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，經過兩天的觀察，我發現在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會用最簡單粗暴的方法和最低的成本，實現一個智能窗簾的設計！再次感謝涂鴉智能和立創 EDA 提供的學習機會。

下面開始我的 DIY 啦～

第一、實現原理

這個項目的原理很簡單，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動從而達到窗簾的開和關。下面是我畫的一個簡單的示意圖：

當窗簾處于關閉狀態時，綠色繩子往里拉，藍色繩子往外放，即可將窗簾打開

當窗簾處于打開狀態時，綠色繩子往外放，藍色繩子往里拉，即可將窗簾關閉

第二、原理圖分析

2.1 電源

電源這一塊的話，因為電機我選擇的是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的話擔心ldo功耗大發熱嚴重，所以用了一個5v緩沖一下，在涂鴉云模組這邊我也用了一個小的ldo，在繪制PCB的時候也將WB3S畫成了一個模塊，引腳引出，方便以后玩耍！

2.2 外設

在主板上留了一顆LED，方便調試和指示作用。2個低功耗霍爾型號是FDH002BH用來檢測窗簾是否到了限位，預留了程序下載調試接口。無線模塊的話，選擇的是一個透傳模塊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，縮短開發周期。

2.3 電機驅動

電機驅動芯片，我選擇的是RZ7889，它的工作電壓范圍：3-18V最大連續工作電流4.2A。

優點：是內部自帶MSOFET和一些保護電路，不用外圍電路，通電直接控制，內置保護電路，根據手冊真值表直接就可以用，很方便。

缺點：應該是不能調速，聽說頻率在1k可以，不過這項目用不著調速，所以這個芯片最合適不過了！

2.4 MCU

對于MCU選擇的話，主板和遙控器的主控都是STM32F070F6P6，因為在這個項目非常的簡單，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，所以這個項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ldo方便以后DIY。涂鴉平臺的確比較方便，開發很簡單，也挺好使的，手機控制的時候延時也很小，以前也用過別的一些物聯網平臺，操作延時大的真是讓人感覺不太舒服……

設計思路：因為我設計的是智能窗簾，所以在產品創建的時候選擇了MCU方案開發，我再用STM32當作主控來配合涂鴉智能的WB3S進行通信，根據涂鴉智能官方提供的庫、官網資料和視頻講解可以很快入門，實現一款智能窗簾產品的開發。

2.6 遙控器按鍵

遙控器總共有8個按鍵，都進行了硬件消抖，這樣也能省去大部分的程序，減輕了程序的負擔。

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構設計的：

充電保護芯片的話，我選擇的是常用的TC4056A，這個也比較簡單，功能也比較多，保護啥的都有，還有溫度監控，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比較實用。

通過圖中R9調整最大充電電流到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，充電接口我個人非常喜歡用Type-C，手機電腦和DIY的東西都是，喜歡風格統一。

充電狀態指示

（紅燈亮表示正在充電）（綠燈亮表示充電完成）

第三、PCB設計

第四、實物搭建

元器件已經就位，于是就開啟了焊接調試之路：

下邊是焊接調試好的：板子圖↓

主板和遙控器合照

下面是在tb買的一個減速電機和尼龍繩：

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最簡單的功能，就是插座，只有開和關，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

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

程序的話，因為也是個入門的孩子，現在也只有窗簾，所以寫的很簡單，就貼一些關鍵代碼吧：

下面是智能窗簾遙控器的發送部分：

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，都是一些小細節問題，一時疏忽導致的。主要有以下幾點：

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SET引腳應該是拉高或者懸空的（因為疏忽，沒仔細看官方手冊，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，有時候會有自己觸發，不穩定。

解決方法：程序內部上拉或硬件上拉，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

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

對于涂鴉IoT開發平臺，給我的印象還是很好的，以前沒聽過更沒用過，但是經過這半個月的學習，讓我對涂鴉平臺的好感直線上升。

剛開始的時候我也創建了一個免開發的產品，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現物聯網功能，真正做到了零代碼開發產品！

后來，想深入學習一下，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文檔，甚至還有視頻講解！真的可以很快就入門開發。

我認為最方便的是有個調試助手，可以分別調試涂鴉模組和MCU，先把兩邊都調試好，這樣一組合就可以用了。而且還有App面板開發，可以開發出自己想要的控制面板，這個我還沒玩過，以后再深入學習一下！

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