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遥控晾衣架的整体电路设计

编辑:余姚创享  时间:2016-10-24

  遥控晾衣架能够实现晾衣架的自动升降,衣服超重的自动检测及系统故障保护等功能。与传统的手动晾衣架相比,遥控晾衣架具有升降更省力,升降速度更快等优势,随着技术的日臻完善,遥控晾衣架和自动晾衣架将成为市场的主导产品。

  1.遥控晾衣架整体框图

  该设计电路的方框由下图所示。该电路的输入有超重信号输入电路、手动按键电路、过流检测输入电路;电路的控制核心是AT89C51单片机;输出部分有声光报警电路、状态显示电路、电机控制电路。

  电路工作原理:当系统上电后,电源指示灯点亮;当晾晒衣服时,超重传感器检测衣物是否超过电机所能承载的质量,当超过时声光报警器就会报警,同时电机控制电路使电机不工作;当上升按键被按下,上升指示灯点亮,同时电机控制电路使电机正转;当下降上升按键被按下,下降指示灯点亮,同时电机控制电路使电机反转;如果发生故障使电机处于过流工作时,过流检测就会输出信号使声光报警器报警,同时使电机不工作。

  2.系统的主要部件方案论证与比较

  (1)处理器的选择与论证

  方案一:采用FPGA(现场可编程门列阵)作为系统的处理器。由于FPGA将所有器件集成在一块芯片上,所以外围电路较少,控制板的体积小,稳定性高,扩展性能好;而且FPGA采用并行的输入输出方式,系统处理速度快,再加上FPGA有方便的开发环境和丰富的开发工具等资源可利用,易于调试。

  方案二:采用单片机AT89C51作为系统的处理器。单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可用软件编程来实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术熟练和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛。

  (2)驱动电机的选择与论证

  方案一:采用步进电机作为执行单元。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。

  方案二:采用直流电机作为执行元件。直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调整范围广,过载能力强,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的快速启动、制动和反转;能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。直

  基于以上分析,采用直流电机作为系统的传动装置。

  (3)直流电机驱动电路的选择与论证

  方案一:采用与直流电机相匹配的成品驱动装置。采用该方法实现直流电机驱动,其优点是工作可靠,节省制作和调试的时间,但成本很高。

  方案二:采用继电器来控制直流电机。采用该方法实现直流电机驱动,电路连接比较简单,工作相对也比较可靠,成本低廉,技术成熟。

  3.系统各模块的最终方案

  经过仔细地分析和论证,选定了系统各模块的最终方案如下:

  (1)电源:采用三端稳压器组成稳压电源;

  (2)处理器:采用单片机AT89C51组成控制系统;

  (3)电机:采用直流电机;

  (4)电动驱动:采用继电器来控制直流电机;

  (5)超重检测:电阻应变片称重传感器;

  (6)报警模块:采用声光报警器;

  (7)键盘:独立式键盘接口查询方式;

  (8)显示:采用发光二极管。