本文由南京工业大学浦江学院大学生科技创新能力培养计划资金资助（编号：pjst2018-18）
现代社会发展迅速，楼房更加密集，这势必会影响底层楼房的采光，虽然新兴各种采光方式，人的肌体最能适应的是天然光，最完美的人工光源也无法替代天然光。因此镜子反射的太阳光会比灯光更好。旋转采光窗根据光照强度自动调整其角度。再将光反射投到屋顶，利用光的漫反射照明整个房间。同时叶片的转动也会起到一定通风作用，会较好地解决采光通风
1 智能追光旋转式采光窗的硬件设计
1.1 智能追光旋转式采光窗的结构设计
智能追光旋转式采光窗的结构设计本设计目的是实现自动感光，并根据光照强度调节叶片的旋转角度，整个系统有太阳能供电，所以所有机械的运行都由系统自身完成，实现了完全自动化。目前使用最多的方法就是由单片机带动传动轴旋转，使叶片转动，达到了采光的目的。考虑到简化实验，我们将窗户转变为上下叶片式，并将普通玻璃转化为平面镜。本装置将会采用HA2003光照传感器，单片机将选用51单片机。
1.2 电气设计选择
光照传感器：采用HA2003光照传感器，采用先进光电转换模块，将光照强度值转化为电压值，再经调理电路将此电压值转换为0～2V或4～20mA，同时他具有以下特点：1.高精度的光照强度测量2.体积小巧3.IP65防护等级设计4.传感器结实、耐腐蚀4.响应速度快，<1秒5.可选用电压或电流输出，电流输出在长缆线传输的时候没有信号衰减6.采用真实太阳光标定，使光源影响最小。
单片机：采用51单片机，51 单片机内核简单，作为曾经的一代经典，积累的资料非常多，且结构简单，处理功能强对于初学者而言，上手要比其他型号快一些。
步进电机：步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器。本设计采用型号为 28BYJ-48型四相八拍步进电机，电压为5V，当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度
2 系统流程设计
以上电气设备组合形成了本次设计的模型，整体由太阳能供电，由光照传感器测量光照强度，再由单片机作用驱动步进电机使得窗户叶片旋转的作用。流程图如图1所示：
图一
当户外光线不足的时候，我们通过调整镜片的角度收集光线并反射至室内，可适当户外光线过于强烈，我们又可以调整镜片，使其接受更少的光源，这样更加符合智能的特点。到了晚上，可以摁动开关，将旋转的叶片收起，这样也不会透风，使采光更加便捷。
3 结语
本设计基于51单片机的智能追光旋转式采光窗，将玻璃改成镜片，有效的利用光的散射，反射等一系列物理变化将光源洒向室内，解决室内阴暗不透光的问题。多镜片采光窗的设计增大了受光面积，使光源得到更加充足的利用。太阳能供电，自给自足，不需要再外加电力驱使他转动，更加方便快捷。转动式叶片，不仅可以多方位采光，更可以通过转动带动气流，使室内的空气保持畅通。
参考文献
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作者简介：高倩倩（1999-），女，回族，安徽合肥人，南京工业大学浦江学院在读本科生，研究方向：电气工程及其自动化。
论文作者:高倩倩 谢佳颖 王吉雅 李澳宁 齐凯
论文发表刊物:《知识-力量》2019年11月52期
论文发表时间:2019/11/27
标签：采光论文; 单片机论文; 步进电机论文; 叶片论文; 太阳能论文; 光源论文; 多相论文; 《知识-力量》2019年11月52期论文;