基于红外对管传感器检测的生产流水线电源设计.docx
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基于红外对管传感器检测的生产流水线电源设计.docx
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基于红外对管传感器检测的生产流水线电源设计
一、课程设计简述:
设计时间:
2周。
设计流程:
布置题目—查资料---制作设计作品---完成设计报告---答辩。
设计完成后需要提交的材料:
1、设计的原理图(包含在设计报告中);
2、程序源代码(包含在设计报告中);
3、课程设计报告;
4、课程设计作品。
二、课程设计题目:
1、基于红外传感检测的智能生产流水线
三、课程设计要求:
说明:
本课题完成智能生产流水线模型的制作。
利用红外传感器采集外界信息,将采集信息传送给AT89S52单片机进行数据处理,当工件到达工位时,单片机执行中断延时,流水线停止,在一定时间后,流水线继续运行到下一工位。
四、进度安排:
进
度
安
排
起止时间
完成内容
备注
第1~2天
收集材料,方案论证。
第3~5天
电气原理图的设计。
第6~8天
接线调试。
第9~11天
完善设计,说明书编写。
第12天
答辩。
五、总评成绩:
评定项目
评分成绩
1.设计方案正确,具有可行性、创新性(10分)
2.设计结果(仿真模型与结果;硬件/软件程序设计)(40分)
3.平时考勤,学习认真,遵守纪律(20分)
4.设计报告的规范化、参考文献充分(10分)
5.答辩(20分)
总分
备注:
成绩等级:
优(90分—100分)、良(80分—89分)、中(70分—79分)、及格(60分—69分)、60分以下为不及格。
六、指导老师评语:
1.前言
1.1设计背景:
红外传感检测技术目前的红外传感器主要结合外围设备来使用,而智能传感器内置微处理器,能够实现传感器与控制单元的双向通信,具有小型化,数字通信,维护简单等优点,能够单独作为一个模块独立工作.犹豫红外传感器的优越性能,人们越来越多的应用这种探测器,而且对它的要求也越来越高。
红外传感器会随着微电子技术的发展和传感器的应用领域的不断扩大,从单一元件,单一功能向集成化,多功能化方向发展。
通过现代先进的传感检测技术,应用到工厂的生产中,使其更具智能化,大力的提高了生产力。
红外传感检测和单片机的结合应用为我们提供了基础,利用红外传感检测技术,检测外源信号,红外传感器将外源信号转换成普通的电平信号,直接传送给单片机,单片机检测到信号后,输出一个信号给外部电路,让流水线动作。
此次设计利用各种电子元件以及自制电源电路,选择最简单的设计方案,实现流水线的整体功能。
制作简单,测量精准,操作容易,反应快,实现了全智能化生产。
1.2设计内容:
红外对管传感器检测的生产流水线的电源:
首先需要把220V交流电降压为12V的直流电,然后通过2个整流电路分别转化为12V和5V的直流电源分别为单片机,L298芯片,电机以及红外传感器供电。
1.3设计目的:
⑴使用掌握L298芯片的基本知识
⑵试用L298芯片控制电动机
⑶进一步撑握整流电路的知识和应用
2.系统硬件设计
2.1使用芯片说明
2.1.1L298芯片
L298有Mutiwatt15和PowerSO20两种封装
MW.15的1、15和PowerSO的2、19用法一样,SEN1、SEN2分别为两个H桥的电流反馈脚,不用时可以直接接地
(MW.15)2、3=(PowerSO)4、5,1Y1、1Y2输出端,与对κ淙攵耍ㄈ?
A1与1Y1)同逻辑4=6,VS驱动电压,最小值须比输入的低电平电压高2.5v
5、7=7、9,1A1、1A2输入端,TTL电平兼容
6、11=8、14,1EN、2EN使能端,低电平禁止输出
8=1、10、11、20,GND地9=12,Vss逻辑电源,4.5--7V
10、12=13、15,2A1、2A2输入端,TTL电平兼容
13、14=16、17,2Y1、2Y2输出端
------=3、18,NC,无连接
电机驱动采用SGS公司生产的的L298N芯片。
本芯片内部包含4通道逻辑驱动电路,是一种二相和四相电机的专用驱动器,即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器,接收标准TTL逻辑电平信号,可驱动46V、2A以下的电机。
其引脚排列如图1中U4所示,1脚和15脚可单独引出连接电流采样电阻器,形成电流传感信号。
L298可驱动2个电机,OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。
5、7、10、12脚接输入控制电平,控制电机的正反转,ENA,ENB接控制使能端,控制电机的停转。
1298的逻辑功能如表2所列。
整个系统采用整流电路给整个系统供5v,12v电源,如下图示L298管脚图
L298逻辑功能图
控制驱动电机模板图
流水线才用两个直流电机驱动,才用L298芯片控制直流电机的正转与停止。
6、10为两个使能端,单片机输出两个高平信号,同时选择两个电机同时动作。
6、VCC为L298驱动电源输入,利用整流电路输入5V直流电。
4、VDD驱动电机电源输入,也是利用整流电路输入12V直流电。
5、7、10、12、为直流电机驱动信号输入端,单片机检测到信号后,输出信号0000,L298检测到信号就使两个电机都停止,当单片机中断结束后,输出信号1010,L298控制两个电机同时正转。
2.1.2整流电路
如图1-2所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A的稳压电源。
它由电源变压器B,桥式整流电路D1~D4,滤波电容C1、C3,防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器(7805、7812)极为简捷方便地搭成的。
220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压,再经过桥式整流电路D1~D4和滤波电容C1的整流和滤波,在固定式三端稳压器LM7805、LM7812的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。
此直流电压经过LM7805的稳压和C3的滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。
本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。
三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路,以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点,成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。
图1-3稳压电路图1.5.2三端稳压集成电路7805、7812的介绍78XX系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示,这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。
IC采用集成稳压器7805,C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容,RL为负载电阻。
当输出电流较大时,7805、7812应配上散热板。
下图为提高输出电压的应用电路。
稳压二极管VD1串接在78XX稳压器2脚与地之间,可使输出电压Uo得到一定的提高,输出电压Uo为78XX稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。
VD2是输出保护二极管,一旦输出电压低于VD1稳压值时,VD2导通,将输出电流旁路,保护7800稳压器输出级不被损坏。
图1-478XX系列集成稳压器的典型应用电路图 下图为扩大输出电流的应用电路。
VT2为外接扩流率管,VT1为推动管,二者为达林顿连接。
R1为偏置电阻。
该电路最大输出电流取决于VT2的参数。
编辑本段7805电参数
参数符号测试条件最小值典型值最大值单位输出电压VoTj=25℃4.85.05.2V5.0mA<1o<1.0A,Po<15W
Vi=7.5vto20v
4.75
5.00
5.25
V线性调整率△VoTj=25℃,Vi=7.5Vto25V4.0100mVTj=25℃,Vi=8Vto12V1.650mV负载调整率△VoTj=25℃,lo=5.0mAto1.5A9100mVTj=25℃,lo=250mAto750mA450mV静态电流IQTj=25℃5.08mA静态电流变化率△IQlo=5mAto1.0A0.030.5mAVi=8Vto25V0.30.8mA输出电压温漂△Vo/△Tlo=5mA0.8mV/
℃输出噪音电压VNf=10Hzto100KHz,Ta=25℃42μV纹波抑制比RRf=120Hz,Vi=8Vto18V6273dB输入输出电压差Volo=1.0A,Tj=25℃2V输出阻抗Rof=1KHz15mΩ短路电流1SCVi=35V,Ta=25℃230mA峰值电流1PKTj=25℃2.2A
7812外部图
图1-57812外观图
综上所述,在我们这个项目中应该选择7812.
2.1.3MCS-52芯片
MCS-52是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片。
我们需要把整流出来的5V电流供给单片机
3.程序流程图及模型图设计
我们的目的是需要完成生产流水线上的工作模拟。
需要红外传感器检测到工件的信号,单片机发出中断指令,流水线停止运动,在一定的时间后,中断结束流水线继续流向下一工位。
图4-1程序控制模块原理图
驱动电机
红外发射端
红外接收端传送带
4.9模型设计图
4.运行结果
红外对管传感器检测的生产流水线的电源:
首先经过整流桥需要用7812芯片把220V交流电降压为12V的直流电,给直流电机供电。
然后通过2个整流电路分别转化为12V和5V的直流电源分别为单片机,L298芯片,以及红外传感器供电。
经过一系列的整流,降压把实验室220V的交流点转变成了该项目所需要的各种电源,并且能保证生产线的正常供能。
5.心得体会
在这次课程设计中,让我学到了很多东西,首先我们脱离了以前的那种方式,什么都需要自己去摸索设计。
我所要做的是红外对管传感器的电源设计。
为了能满足各个器件的电源需求。
原本感觉很简单的东西其实并不是想象中的那么简单。
同时,经过这次课程设计我也发现了很多自己身上存在的问题,首先对很多理论知识理解的不够,有很多地方都不懂。
但是,经过这次的设计让我对单片机,L928芯片还有7812有了一个更加深刻的认识和了解。
让我对单片机的兴趣又提升了一个层次,对以后对这些课程的学习会有很大的帮助。
6.参考文献:
【1】张毅坤.单片微型计算机原理及应用,西安电子科技大学出版社.1998
【2】彭伟.《单片机C语言程序设计实训100例》.北京:
北京航空航天出版社,2010.5
【3】彭伟.《单片机C语言程序设计实训100例》.北京:
北京航空航天出版社,2010.5
【4】徐爱均.《单片机原理与应用——基于proteus虚拟仿真技术》.北京:
机械工业出版社,1010.7
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- 基于 红外 传感器 检测 生产 流水线 电源 设计