大学生基于单片机智能储物柜的宣传主题计划书
来源:chanvo.cn 作者:瑞丰智柜 发布日期: 2020-12-10 浏览: 0
在大学生创新创业项目里面,总能看到一些充满创意的概念,基于单片机智能储物柜就是亮点之一。该项目描述的是智能柜控制系统的设计,其组成结构包含键盘、触摸屏、驱动电机、监控模块这几部分,综合体验效果拉满,是一个值得宣传的计划主题。

在大学生创新创业项目里面,总能看到一些充满创意的概念,基于单片机智能储物柜就是亮点之一。该项目描述的是智能柜控制系统的设计,其组成结构包含键盘、触摸屏、驱动电机、监控模块这几部分,综合体验效果拉满,是一个值得宣传的计划主题。

智能储物柜插上电源后,显示屏上出现提示“请选择操作方式”,下方有“存”和“取”两个按键,点击存键,系统自动打开一个空柜子等待用户存物,并在屏幕上显示“请设置密码”,等待用户键入密码;按“确定”键后柜门自动关闭,LCD显示“您的柜号为N,可以离开”。若是取包则键入“取”,LCD则提示“输入柜号”,此时键入柜号并确定;随后LCD提示“请输入密码”,若密码正确、可取物离开。

一、智能储物柜系统结构

系统结构框图如下图所示

智能储物柜单片机系统结构.jpg

1.电源
  
采用双电源供电,电机驱动电源与单片机电路电源完全隔离,利用光电耦合器传输信号。可以将电机干扰彻底消除,提高了系统稳定性。电路如下图所示。

智能储物柜单片机电源电路图.jpg

2.电机驱动电路

本作品需要精确控制转角且电机必须有一定的自锁能力,所以选用步进电机。

(1) 电机驱动电路如下图所示。1脚为TL494输出信号,2脚为单片机发出的控制信号。用光耦作为隔离元件以消除干扰。Q2Q3为互补管,为MOSFET快速通断提供条件。

智能储物柜电机驱动电路图.jpg

(2) TL494是电压驱动型脉宽调制控制芯片,1脚为采样端;2脚为基准端;3脚是相位校正和增益控制;4脚为间歇期调理,其上加033V电压时可使截止时间从2%变化到100%;56脚分别用于外接振荡电阻和振荡电容,本电路振荡频率为10k7脚为接地端;89脚和1110脚分别为TL494内部两个末级输出三极管集电极和发射极;12脚为电源供电端;13脚为输出控制端,该脚接地时为并联单端输出方式,接14脚时为推挽输出方式;14脚为5V基准电压输出端,最大输出电流10mA1516脚是误差放大器2的反相和同相输入端。电路如下图所示。

智能储物柜电压驱动型脉宽调制控制.jpg

(3) 电机驱动电路见下图,Q5Q8MOSFET管,D2D5为续流二极管,L1为步进电机的单相绕组,R0为采样电阻。

智能储物柜的电机驱动电路图.jpg

二、智能储物柜系统介绍

本系统以盛群单片机为核心。配置上位PC机以实现监视和历史存档等管理。构成智能化的现代存储设备。当单片机完成一次存取动作后向上位机传送信息,上位机接到信息后,对其进行分析,并进行适当动作。主要包括:显示更新、历史存档、报警等。除此之外还有历史查询、数据统计等功能。 

LCD显示器带有汉字显示功能,实现存取过程人机交互使操作使用方便。 

本系统硬件电路主要是步进电机恒流斩波驱动器。调试的过程中遇到了不少问题,首先是布线问题,其走线要尽可能短而粗,H桥上桥的MOSFET要进行隔离驱动,TL494电路要严格按照技术资料上边的要求设计,否则闭环效果不好,选择光耦等元件时要注意其响应速度。软件调试时的困难:

学校智能储物柜实物应用图

(1)PC机键盘的等待输入与程序实时循环扫描的矛盾。解决方法是利用BIOS调用来解决;

(2)向上位机发信息,由于24系列单片机内无集成收发器,所以利用软件模拟的方法产生收发协议及时序,存在于上位机频率的一致性问题。经反复测试最终解决;

(3)按下键盘LCD显示乱码,经查找发现是键盘抖动问题,加上一定消抖程序。LCD显示正常。

本系统上电即可测试,根据LCD显示的提示语言完成存取等一系列的操作,简单方面,易于使用。

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