一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法及系统技术方案

本发明专利技术属于光学技术领域，公开了一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法及系统，采用两个光敏传感器比较光强，控制电路板根据光强大小驱动直流电机，实现对电机转向的控制，带动采光装置跟光旋转；采光装置利用凸透镜的聚焦原理进行采光，采用3D打印技术制作三维空心锥体，确定焦点位置，将导光光纤一端固定到焦点位置上，另一端连接到室内，将阳光引入房间，再通过凹透镜将光进行发散；通过手机上APP控制远程继电器，进行远程控制。本发明专利技术用两个光敏传感器对光强进行比较，通过控制电路实现对电机转向的控制，从而实现了跟光旋转功能。通过透镜和导光光纤组合实现了光的聚焦、发散和光的全反射传输。

A Control Method and System of Indoor Sunshine Bathing System with Time Sharing and Tracking

The invention belongs to the field of optical technology, and discloses a control method and system of indoor sunbathing system with time-sharing and light-tracing. Two photosensitive sensors are used to compare the light intensity and control circuit board to drive DC motor according to the light intensity to realize the control of motor steering and to drive the lighting device to rotate with light. The focusing principle of lens is used for daylighting. A three-dimensional hollow cone is fabricated by 3D printing technology to determine the focus position. One end of the optical fiber is fixed to the focus position, the other end is connected to the indoor room, the sunlight is introduced into the room, and then the light is diverged through concave lens. The remote relay is controlled by APP on the mobile phone, and the remote control is carried out. System. The invention uses two photosensitive sensors to compare the light intensity, realizes the control of motor steering through the control circuit, thereby realizing the function of following light rotation. Focusing, divergence and total reflection transmission of light are realized by combination of lens and optical fiber.

【技术实现步骤摘要】
一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法及系统
本专利技术属于光学
，尤其涉及一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法及系统。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：目前，业内常用的现有技术是这样的：设计出阳光输送系统，采用大芯径塑料导光光纤POF或者聚合物导光光纤PMMF进行光传输，加上采光装置和执行机构等，应用于隧道照明和图书馆阅览空间等，但采用光敏传感器和遮光板进行光强大小比对，通过比较器控制传感器电流大小，从而改变电流方向实现跟踪旋转功能，采用3D打印空心锥体精准定位凸透镜焦点位置，并采用手机APP软件实现远程控制的未见报道。现在的楼房居住环境中，阴面房间终年得不到阳光，而阳光对人体的健康非常重要，怎样把室外阳光引入房间是本作品想解决的主要问题。一天之中，太阳不断变换位置，而向日葵可以跟光旋转，能否设计一种装置，可以采集阳光，将阳光传输到室内，并且此装置可以像向日葵一样，跟光转动，实现阴面房间最大限度得到阳光。目前物联网很热门，能否用手机远程控制也是要考虑的重要问题，但目前手机APP程序开发困难且繁琐，可以采用以下方法解决，运用手机匹配软件进行控制模块配对，在已有软件平台基础上进行二次开发，添加远程控制需要的功能，实现便捷智能手机远程控制。综上所述，现有技术存在的主要问题是：(1)现有技术中，没有结合手机APP远程控制相关的控制模块进行装置跟光进行旋转。(2)现有技术中，没有采用3D打印空心锥体，精准定位透镜焦点位置，从而消除透镜焦点漂移问题。(3)现有技术中，没有根据电流比较器输出确定传感器安装处光强大小，从而确定流入直流电机的电流方向的有效方法。解决上述技术问题的难度和意义：生活中的向日葵可以跟光旋转，最大限度获得光照，想设计能跟光旋转的装置是本系统要解决的核心问题，也是技术难点；通过在不同位置安装感光传感器实现光强的辨别，并将比较信号送给专用控制电路控制电机转向，实现装置跟光功能，从设想上和原理上都具有可行性。通过手机远程控制也是目前应用比较广泛的技术，可以借鉴相关的控制模块和软件进行二次开发，应用到本系统中，实现系统的智能化改造。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法及系统。本专利技术是这样实现的，一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法，其包括以下内容：导光光纤是一种利用光在玻璃制成的纤维中的全反射原理而做成的光传导工具，可实现光线的无损耗全反射传输。本专利技术中，采光装置利用凸透镜的聚焦原理进行采光，采用3D打印技术制作三维空心锥体，锥体与透镜固定连接，锥体末端恰好是透镜焦点位置，将导光光纤一端连接到焦点位置上，另一端连接到室内，导光光纤利用光的全反射原理将阳光引入房间，再通过凹透镜将光进行发散，提高房间照射覆盖面积。采用两个光敏传感器检测外界光的强度，光敏传感器将检测到的光强信号转换成电流信号送给控制电路板，控制电路板对输入端电流大小进行比较和计算，控制电路板输出信号控制电机电流的方向，实现直流电机正反转的控制，电机输出轴与联轴器固定连接，从而带动和联轴器固连的“向日葵”装置，实现跟光旋转功能。远程控制模块装有2个继电器，采用安卓系统智能手机下载IOT匹配和远程控制APP软件并进行二次开发，利用IOT软件实现远程模块与智能手机的匹配，匹配完成后，对控制软件进行二次开发，这里添加两个按钮，分别为系统打开和系统关闭按钮，对应的命令分别为play和stop,将其中一个远程继电器的常开触点接入电机电路中，通过单击二次开发的系统打开和系统关闭按钮命令即可实现系统通断功能。本专利技术的另一目的在于提供一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制系统，设置有木板：木板上固定有光敏传感器，与控制电路板连接；用于比较光强；控制电路板，用于根据光强大小驱动直流电机；三维空心锥体，用于确定焦点位置；手机APP，与远程控制模块无线连接；用于控制继电器。进一步，所述分时追光的室内阳光沐浴系统控制系统还包括木板制作的房屋模型；木板制作的房屋模型内安装有凹透镜；凹透镜通过导光光纤与三维空心锥体连接。进一步，光敏传感器为两个，上部覆盖有遮光板。进一步，直流电机通过连接的减速齿轮箱连接支架；支架上固定有采光器；三维空心锥体位于采光器下部；并固定在支架上；采光器通过光线连接三维空心锥体。木板固定在支架上。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：相比现有技术，本设计采用电流比较器输出确定传感器安装处的光强大小，并根据光强大小确定电机转向，实现装置追光旋转功能，方法简单，成本降低，相比于用单片机进行控制，成本降低70％。采用三维空心锥体精准定位透镜焦点位置，解决了焦点漂移问题，获得更高的采光效率，阳光综合利用率提高35％以上。采用手机APP进行远程控制，当房间不需要阳光时，即使出差在外，只要有网络存在的地方，可随时随地用手机APP软件关闭跟光旋转功能，从而节约能源消耗，并延长电机使用寿命。本专利技术采用两个光敏传感器比较光强，控制电路板根据光强大小驱动直流电机，实现对电机转向的控制，从而带动采光装置像向日葵一样跟光旋转。采光装置利用凸透镜的聚焦原理进行采光，导光光纤一端固定到凸透镜的焦点上，另一端连接到室内，从而将阳光引入房间，再通过凹透镜将光进行发散。通过手机上的APP软件控制远程继电器模块，实现对系统的通断处理。本专利技术用两个光敏传感器对光强进行比较，通过控制电路实现对电机转向的控制，从而实现了跟光旋转功能。通过透镜和导光光纤组合实现了光的聚焦、发散和光的全反射传输。此系统对于实现阴面房间的阳光照射具有理论和实践应用意义，技术完全成熟的情况下，可以进行产品试制，进行商业推广。同时此系统的向日葵部分可用于太阳能光伏发电中，实现分时追光，获得更高的能量转换效率，对于新能源开发与应用具有较高的应用推广价值。同类查新情况：在室外阳光引入室内系统中，还没有采取双光敏传感器进行比较驱动旋转装置，并通过手机APP进行远程控制的系统，检索中，未见与本专利技术相同的报道。与本专利技术相关的查新报告有：报告编号：201805370134；省级科技查新咨询单位。科技查新报告项目名称：可远程控制的“向日葵”式室内日光浴系统委托人：济宁市第一中学委托时间：2018、03、27查新结构：济宁市科学技术情报研究所查新完成时间：2018、03、29。附图说明图1是本专利技术实施例提供的分时追光的室内阳光沐浴系统控制系统示意图。图中：1、房屋模型；2、凹透镜；3、导光光纤；4、三维空心锥体；5、采光器；6、支架；7、遮光板；8、光敏传感器；9、螺栓；10、紧固螺母；11、联轴器；12、减速器；13、直流电机；14、远程控制模块；15、控制电路板；16、电源。图2是本专利技术实施例提供的远程控制模块电路图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法，包括：采用两个光敏传感器比较光强，控制电路板根据光强大小驱动直流电机，实现对电机转向的控制，带动采光装置跟光旋转；采光器利用凸透镜的聚焦原理进行采光，采用3D打印技术制作三维空心锥体，确定焦点位置，将导光光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法，其特征在于，所述分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法包括：采用两个光敏传感器比较光强，控制电路板根据光强大小驱动直流电机，实现对电机转向的控制，带动采光装置跟光旋转；采光装置利用凸透镜的聚焦原理进行采光，采用3D打印技术制作三维空心锥体，确定焦点位置，将导光光纤一端固定到焦点位置上，另一端连接到室内，将阳光引入房间，再通过凹透镜将光进行发散；通过手机上APP控制远程继电器，进行远程控制。

【技术特征摘要】
1.一种分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法，其特征在于，所述分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法包括：采用两个光敏传感器比较光强，控制电路板根据光强大小驱动直流电机，实现对电机转向的控制，带动采光装置跟光旋转；采光装置利用凸透镜的聚焦原理进行采光，采用3D打印技术制作三维空心锥体，确定焦点位置，将导光光纤一端固定到焦点位置上，另一端连接到室内，将阳光引入房间，再通过凹透镜将光进行发散；通过手机上APP控制远程继电器，进行远程控制。2.一种如权利要求1所述分时追光的室内阳光沐浴系统控制方法的分时追光的室内阳光沐浴系统控制系统，其特征在于，所述分时追光的室内阳光沐浴系统控制系统设置有木板；木板上固定有光敏传感器，与控制电路板连接；用于比较光强；控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥涵，魏晓宇，范澄浩，
申请(专利权)人：孟祥涵，
类型：发明
国别省市：山东,37