自动晾衣架控制系统设计.docx
- 文档编号:589019
- 上传时间:2022-10-11
- 格式:DOCX
- 页数:36
- 大小:589.78KB
自动晾衣架控制系统设计.docx
《自动晾衣架控制系统设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自动晾衣架控制系统设计.docx(36页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
自动晾衣架控制系统设计
摘要
智能自动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,自动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,自动晾衣架将成为市场的主导产品。
本设计采用单片机AT89C51作为自动晾衣架的检测及控制核心,采用电阻应变片实现超重检测,通过手动按键控制晾衣架的升降,通过发光二极管显示晾衣架的工作状态,同时具有超重声光报警作用,该系统还增加了直流电机的的过流保护功能以及电气隔离功能。
软件部分采用模块化设计思想,编制了各个模块的流程图,实现了对晾衣架升降控制,状态显示等功能。
本设计具有灵活方便、适用范围广的特点,基本能够满足实践需求。
AUTOMATICCLOTHESHANGERCONTROLSYSTEMDESIGN
ABSTRACT
Intelligentautomaticclotheshangerwhichisabletorealizeautomaticlifttheclotheshanger,automaticdetectionclothesareoverweightornot,system'sfaultprotectionfunctionoftheclotheshanger.Comparedwiththetraditionalmanualclotheshanger,ithasliftingmoreeasilyandmorefaster.Astechnologyisbeingperfected,automaticairclothestreewillbethemarketleadingproducts.
Thisdesignusethesingle-chipmicrocomputerAT89C51asautomaticclotheshangerdetectionandcontrolcore.usingresistancestraingaugerealizeoverweightdetection,throughmanualbuttonstocontrolclotheshangerupordown.throughtheledstodisplaytheclotheshangerworkingcondition.Atthesametime,ithastheoverweightsound-lightalarmcircuit.thissystemalsoincreaseddcmotoroftheover-currentprotectionfunction.softwarepartadoptsmodulardesignthought,compiledtheflowchartofeachmodule.realizedtodcmotorpositive&reversecontrolandstatedisplayfunctions.Thisdesignisagileandconvenient,widelyuse.Basiclycansatisfythepracticedemands.
KEYWORDSclotheshangersingle-chipmicrocomputerliftcontrolalarm
1绪论
1.1自动晾衣架介绍
目前晾衣架分手动、自动两种。
手动较为普及。
自动之所以未能普及推广,这是由于整个行业技术上的不成熟以及售后服务的局限——毕竟是镶在天花板上,不像小家电一样容易搬移去维修保养。
因而目前,还是手动为市场的主导。
但自动晾衣架有着手动晾衣架不可比拟的优势如升降更省力,升降速度更快等。
随着技术的日臻完善,自动晾衣架将成为市场的主导产品。
自动晾衣架是大约10年前出现的一种晾晒衣服的用具。
这种产品刚出来时晾杆是用不锈钢圆管做的,款式单一,只是作为一种方便晾晒衣服的工具,但随着时间的推移,生产晾衣架的厂家越来越多,竞争越来越大,厂家各出奇谋,晾衣架的款式越来越多,越来越漂亮,晾衣架如今已不仅仅是一种晾晒的工具了,更演变成一种装饰品,成为阳台一道风景线。
晾衣架的各种配件也层出不穷,每一件配件都可以作为装饰品,点缀现代家庭的阳台。
1.2晾衣架的历史及现状
自动晾衣架是一中国特色的产品,上世纪八十年代末发源于中国,至今大约20年历史,是一新兴行业。
晾衣架是我国较早出现的一种家具,周朝开始实行礼制,贵族阶层对衣冠十分重视,为了适应这种需要,较早就出现了专门用来悬挂衣物的架子。
各个朝代的衣架形式各有不同,名称也有所不同。
春秋时期,横架的木杆,用以挂衣曰“桁”,又叫“木施”。
在宋代,衣架的使用较前代更为普遍,并且有形象的资料,河南禹县宋墓壁画梳妆图中的衣架,它由两根立柱支撑一根横杆,横杆两头长出立柱,两头微向上翘,并做成花朵状。
下部用两横木墩以稳定立柱,在上横杆下部的两柱之间,另加一根横杆,以起加固作用。
明代衣架整体造型仍保持着传统模式,但用材、制作、装饰很精致。
衣架下端以两块墩子木作支撑,里外两面浮雕回纹,前后两个镂雕卷草花抵夹。
上部和下部分用木插与立柱和座墩连接,由于底下的横格木具有一定的宽度,故可以摆放鞋履等物。
晾衣架从选材、设计、雕刻制作,在明代的时期都达到了很高的艺术水平。
明清衣架造型典雅,装饰精美,雕刻细致。
明清官员头戴乌纱红缨帽,身着前后缀有补子的马蹄袖长袍,故清代衣架高大,立柱上设有横杆,二端出挑,雕有文饰回纹,墩上有立柱,前后两个镂雕卷草花抵夹。
上部和下部分用木插与立柱和座墩连接,两墩安装用小块木料连接。
清朝实行“易服”政策,推行穿满人服装,满人体魄剽悍而高大,所穿的服装体积大,份量重。
有钱、有地位人的衣服,是由绣凤的绫罗绸缎组成。
因此,造就清代衣架的繁华、端庄、巨大,是这一个时期的特征,也是区别其他时代的不同之处。
清代衣架又俗称“朝服架”,主要挂置男用官服所用,因此,所有的衣架主梁都如同二条仰首的双龙,傲气地横卧在那里,象征着官运享通,其余的如“福”、“禄”、“寿”及各种装饰性花饰,则进一步强调他们的价值观念。
可以看到,早期的封建社会,做工精细、用料讲究的晾衣架只是上层权贵阶层的奢侈家庭用品,而普通的老百姓是享受不到的,他们只能就地取材,竹竿或木棍做晾杆,再加上一个自制的支架,就成了“平民晾衣架”,而且这个晾衣的传统竟然沿用了几千年,直到现在中国不少的农村地区仍在使用这种最朴实、最简单的晾衣方式。
古时的衣架到了现代社会又有了新的演变和发展,随着人类文明和科技的进步,现代的制作工艺及新型合金材料运用的相结合,产生了现代的晾衣架,晾衣架也日益发展成为现代家居生活的必备品。
特别最近几年,中国的房地产迎来了前所未有的高速发展局面,紧随其后的建材家居业,自然也水涨船高。
晾衣架做为建材类五金产品,随着人民生活水平的提高,也成为了家庭装修中消费者必须考虑购买的家居用品。
目前,晾衣架产品的市场消费观念正在发生变化,人们晾晒衣服和生活用品的习惯从最早的原始的固定晾杆,到手拉升降衣架,再到自动晾衣架和最新的数码遥控晾衣架,短短的20年时间内,产品已经发生了翻天覆地的变化。
从消费需求看,人们的消费观念也开始向品牌化、高档化、简易化的理性方向迈进。
体验试营销手段正悄然进入晾衣架市场。
消费者对产品的需求,也从简单的使用需求,上升到对产品的整体设计、功能、色彩、服务等多方面的整合需求。
从产品技术看,现代晾衣架晾杆的材质和表面工艺处理也在不断地提高,材质用料上也从铁质到不锈钢,再发展到铝合金及目前采用的最新航空材料——铝钛合金,不断地推进发展。
1.3晾衣架行业的发展及未来
晾衣架,发展到今天,已经不仅仅是一个晾衣服的工具。
除了实用性很强外,更是一个颇具装饰性的产品。
它是阳台一道主要的风景线。
除了要买来晾衣服,消费者也许更注重心理上的需求和满足。
目前晾衣架的“功能”已经普遍得到消费者的认可,已经形成一个“行业”。
回归产品本身——走质量、特色路线:
不断改良、创新,引领行业重新重视质量。
实用的产品,质量才是永恒的。
只有质量被大众接收,行业才可持续健康发展。
换言之,只要功能、质量普遍被认可,晾衣架将会成为居民生活一个必需品。
而竞争激烈的未来,特色将是吸引顾客的重要要素!
2整体电路设计
2.1自动晾衣架整体框图
本设计要求设计自动晾衣架的控制系统,能实现晾衣架的自动升降,衣服重量的自动检测及系统的故障保护功能。
设计衣物的搭载总重量不超过30kg,晾衣架的升降速度为0.4m/s。
电机的额定功率为120W。
该设计电路的方框图如图2-1。
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。
图2-1整机原理方框图
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。
2.2系统的主要部件方案论证与比较
题目要求设计一自动晾衣架,根据要求需采用一只电机来控制晾衣架的升降。
采用传感器衣物是否超重,当过载或发生故障时通过声光报警器实现报警,另外还需用到键盘及显示,下面对主要部件的选择加以论证。
2.2.1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;但是FPGA的成本偏高,而且由于本设计对输出处理的速度要求不高,所以FPGA高速处理的优势得不到充分体现。
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。
基于以上分析,采用单片机AT89C51作为系统的处理器。
2.2.2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。
因此,步进电机具有快速启停能力,但步进电机成本比较高且如果控制不当容易产生共振。
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。
直流电机成本低且的电路简单。
基于以上分析,采用直流电机作为系统的传动装置。
2.2.3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。
此外,为提高电路的抗干扰能力,驱动电路与单片机接口可通过光耦元件连接。
基于以上分析,考虑到要驱
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自动 晾衣架 控制系统 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)