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单片机实例分享红外感应自动移门的设计_门扇_暗记

萌界大人物 2024-10-26 16:31:52 0

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红外感应自动移门由以下7部分构成。

(1)主掌握器:它是自动感应门的指挥中央,通过内部编有指令程序的单片机,发出相应指令,指挥电机或电锁类系统事情。
人们还可以调度自动感应门门扇的开启速率、开启幅度等参数。

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(2)感应探测器:可以采取红外、激光或超声波等探测器。
目前紧张采取红外探测器,卖力采集外部旗子暗记,犹如人们的眼睛。
当有移动物体进入它的事情范围时,它就给主掌握器一个启动旗子暗记。

(3)动力电机:供应开门与关门的主动力,掌握自动感应门门扇加速或减速运行。

(4)门扇吊具走轮系统:用于悬挂活动门扇,同时,在动力牵引下带动门扇运行。

(5)门扇行进轨道:就像火车的铁轨,约束门扇的吊具走轮系统,使门扇按特定方向行进。

(6)同步皮带(或三角皮带):这是用于传输电机所产生的动力,牵引门扇吊具走轮系统。
目前大部分产品利用同步皮带。

(7)下部导向系统:这是门扇下部的导向与定位装置,防止门扇在运行时前后摆动。

事情过程

上电后,红外感应自动移门前辈行初始化事情:以学习速率缓慢开门,撞墙后停下,并打消长度计数器。
然后,以学习速率缓慢关门,门关拢后停下,将测得的精确行程(开门或关门长度)存入单片机的EEPROM,从而进入待机状态。

在待机状态下,如果红外感应探测器探测到有人进入,便输出一个启动旗子暗记给主掌握器。
主控器得到此旗子暗记后,掌握电机运行,同时监控电机转数(开门长度),以便掌握电机在什么时候加速、什么时候匀速、什么时候减速运行。
电机得到一定运行电流后,正向运行,将动力传给同步带,再由同步带将动力传给吊详细系,使门扇开启,完成一次开门过程。

自动感应门扇开启后,由掌握器作出判断,如较永劫光没有探测到职员进出,则关照电机反向运动,关闭门扇。

一次开门与关门过程中,电机的转速变革剖析如图1.1所示。

在待机状态时,操作员可以输入红外感应自动移门的干系事情参数,见表1.1。

表1.1 红外感应自动移门的干系事情参数

图1.1 一次开门或关门过程中,电机的转速变革

系统方案设计

红外感应自动移门的主掌握器由单片机掌握器、数码管显示器、直流电机推动-驱动电路、速率旗子暗记反馈电路、继电器掌握电路、按键输入电路、用户状态设置电路、红外线感应探测器及电源等组成,如图1.2所示。

图1.2 红外感应自动移门主掌握器的构成

图1.3 遮断式光电开关的电路图

为了掌握开门长度,我们须要监控电机转数,因此须要取得电机的旋转脉冲。
常用的元器件为光栅式编码器,为了降落本钱,我们利用遮断式光电开关(见图1.3)和低廉甜头的光栅盘构成转速旗子暗记反馈组件,如图1.4所示,光栅盘上的透光孔依须要可打8~24个。

在不明显降落利用寿命的条件下,为了降落本钱,可以选用优质的24V有刷电机。
这样,电机的掌握芯片就可利用目前很盛行的LMD18200。
LMD18200是美国国家半导体公司的单通道直流电机驱动芯片,在12~60V电压下,可输出高达3A的电流,可以驱动一个较大功率的直流电机或步进电机。
它内部集成有续流二极管,并有一个电流检测反馈输出,过热时能自动关断。
它具有一个方向引脚和一个PWM旗子暗记输入引脚,制动引脚输入支持再生制动。
只要PWM旗子暗记的频率低于1kHz,芯片内部的电容就足以让电荷泵为H桥集成功放电路上的MOS场效应管供应较高的电压。
当PWM旗子暗记频率高于1kHz时,引脚1和引脚2之间、引脚10和引脚11之间,须要各加一个0.01μF的电容。
LMD18200的范例运用办法如图1.5所示。

电路设计

由于红外感应自动移门的主掌握器电路比较繁芜,我们采纳了层次化设计,共分为cpu&relay、sen&in、power 三个子电路(层次),子电路之间的连接方法如图1.6所示。

1.cpu&relay 子电路

cpu&relay子电路如图1.7所示。
单片机掌握器IC101是全体系统的核心,卖力全体红外感应自动移门的运行,这里利用功能强大、高性价比的ATmega16L,有效利用了它的片上资源。
IC102为3位的数码管显示器,用来显示按键输入。
SW101~SW103为按键输入电路。
JP102为调试利用的JTAG仿真口。
JP101为短路所用的双排针,用于选择是否启用JTAG仿真。
继电器K101、K102用于通/断驱动电机的32V电压及锁停门扇。

图1.4 转速旗子暗记反馈组件示意图

图1.5 LMD18200的范例运用

图1.6 子电路的连接

2. sen&in 子电路

sen&in子电路如图1.8所示。
IC201为高速光电耦合器,它将直流电机旋转编码器输出的15V脉冲旗子暗记转换为5V脉冲,送入单片机处理。
JP202、JP203连接到用户状态设置面板上。
用户状态设置面板由两把钥匙掌握,个中一把钥匙掌握锁停门扇,另一把钥匙掌握自动移门的8种事情状态。
IC202~IC205为光电耦合器。
门外侧的红外感应探测器1的输出旗子暗记加到JP203的1号脚,门内侧的红外感应探测器2的输出旗子暗记加到JP202的6号脚。
红外感应探测器的浸染是探测是否有人靠近自动移门,一旦有人靠近,会输出一个低电平。
IC206为美国国家半导体公司生产的直流电机专用推动电路LMD18200,单片机发出的调宽脉冲旗子暗记经PWM端输入,OUT1、OUT2端即输出对应的直流电机调宽推动脉冲。
SACE端为刹车旗子暗记掌握端,加高电平后实现直流电机的紧急刹车。
FA端为正反转掌握端,高电平掌握电机正转,低电平掌握电机反转。
LMD18200的输出端扩展了以VT205~VT208为分立元件构成的直流电机桥式驱动器,功率余量大,性能稳定。
R236、VT208、VT209等构成电机堵转检测电路,当检测门扇全开或全关时(这时电机产生堵转),光电耦合器IC208导通,产生一个低电平给单片机。

图1.7 cpu&relay 子电路图

3. power 子电路

power子电路如图1.9所示。
T301为掌握变压器,次级共有4个绕组,经整流、滤波后,得到15V DC OUTPUT、12V DC OUTPUT、5V DC OUTPUT、SAMP OUTPUT 四组直流电压,供应红外感应自动移门的主掌握器电路事情。
个中SAMP OUTPUT目前未利用,留待将来系统升级时利用。
T302为主变压器,其次级24V AC经整流、滤波后,得到32V DC供应直流电机事情。

设计完成的红外感应自动移门掌握器PCB如图1.10所示。

图1.8 sen&in 子电路图

图1.9 power 子电路图

图1.10 红外感应自动移门掌握器 PCB

程序设计

掌握程序采取C措辞设计,利用ICC7.14C编译器编译,比较简洁易懂。
限于篇幅,这里就不做详细剖析了。

保养及掩护

红外感应自动移门由于受安装质量及利用环境的影响,利用过程中难免会发生问题。
如果长期缺少保养,导致自动门存在的隐患及小故障得不到及时处理,将会由小故障变成大故障,终极可能导致自动门的瘫痪,因此用户平时须要定期进行以下项目的保养事情。

(1)清洁机箱内部的油污、灰尘。

(2)检讨自动门各种部件的磨损情形,检讨自动门的支位偏差及螺丝松紧情形。

(3)检讨皮带的松紧情形。

(4)检讨掌握器对电机输出、开关门宽度、速率、制动等状态是否正常。

(5)检讨电压参数是否正常。

(6)维修、改换破坏的部件。

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