毕业设计（论文）-智能车位锁设计.doc

全套图纸加扣3012250582分类号： 单位代码： 密 级： 学 号：车 位 锁 说 明 书设计题目: 智能车位锁 作 者 姓 名 作 者 班 级 D12卓越技师 系 部 名 称 机制工艺系 专 业 名 称 机械设计与制造指 导 教 师 2014年 10 月 28 日全套图纸加扣3012250582目 录目 录1摘 要3第1章 绪 论41.1 课题研究的背景41.2 智能车位锁的研究要求41.3 智能车位锁的研究现状51.4 智能车位锁的研究意义6第2章 智能车位锁的总体方案设计72.1 设计安排72.2 框架结构体系设计82.3 功能说明92.4 各功能模块方案设计112.4.2太阳能电路模块122.4.3 报警电路模块132.5 本章小结14第3章 蓝牙收发模块设计153.1 蓝牙控制系统模块介绍153.1.1 主要特性153.1.4 外部特征173.2 蓝牙收发模块设计17第4章 太阳能集成电路模块设计204.1 太阳能集成电路204.1.1 太阳能集成电路内部结构及其工作原理204.1.2 太阳能集成电路使用过程中应注意的问题224.2 报警集成电路模块设计234.2.2 晶体三极管的选用235.1 准备工具27 5.2 设备器材29 HYPERLINK l _Toc200525283 5.3 组装要求和注意事项315.4 组装要求和注意事项315.5 本章小结35参考文献36致 谢37摘 要车位锁是一种机械装置，作用是防止别人占用自己的汽车泊位，让自己的汽车随到随停。以前车位锁大多为机械手动式，汽车进出停车位时需要下车，把车位锁的撑杆撑起或放下，然后再上锁，使用非常不便，如果是露天车位又碰到下雨天那就更麻烦啦。为了解决这个问题，国内的一些厂家经过多年的研究已经开发出了遥控加电动升降的车位锁，车主不用下车，坐在车内用遥控器控制车位锁的升降，彻底解决了上下车的麻烦。现在的厂家主要以机械型的为主，但普遍的问题是需要定期充电，而且遥控器就像我们钱包里的银行卡一样，增加了成本，还麻烦。我们在这基础上加入了太阳能供电系统和蓝牙控制模块，使用更方便更人性化，使机械型车位锁向智能型的发展迈出了重要性一步。智能系统可以方便快捷的控制车位锁，并且给车主提供了巨大的方便，同时它的新颖时尚的设计，也为自己的爱车增添了一份色彩。无论从使用还是性价比来说，智能车位锁必然是爱车一族的首选。同时，它的安全可靠更让自己对爱车放心，免去了不必要的担忧与烦恼。使用时无需下车操作，当使用者距离爱车5-10米远时，用手机软件控制降下车位锁，中央系统感应到使用者的指令，便会开始工作，内部进行密钥验证，警示喇叭短鸣一声，门锁便会自动打开，性能安全可靠！关键词： 车位锁 遥控 太阳能 蓝牙第1章 绪 论1.1 课题研究的背景在繁华的大城市中，许多大型停车场，由于客流量大每次路过车场入口时都会有工作人员在停车场入口指挥，告诉车主哪个车位可以停车或提醒车位已满，如今，讲究自动化和智能化，这种停车管理方式已经大大落后。随着汽车拥有量的与日俱增，车位成为一个亟需规划的资源，在此背景下对智能车位锁进行研究显得尤为重要，提出了一种基于单片机的智能车位锁的整体设计方法，阐明了其工作原理，分析了其实现的关键技术，设计了硬件软件，具有一定的借鉴和参考价值。在我们智能车位锁的诞生下，必将成为小区和停车场的必备设施。1.2 智能车位锁的研究要求为保证车位锁的性能,在零件的设计上要严格要求,对产品组成部件质量进行检测,确保不会出现故障.下面为您介绍一下车位锁零件的设计要求：1、强度:车位锁必须要能承受2t以上的辗压,因此强度不足就会导致折断,变形.2、刚度:这和强度是不一样的,提高刚度的方法是增加截面面积或惯性矩,因为支撑面积越大刚度就越大.3、结构工艺性要求:在同样质量的前提下,结构工艺越好不仅有助于车位锁运行更稳定、装配起来也更少时.4、可靠性要求:生产中加强检测以减少零件不可靠性.为了保证零件符合车位锁的使用要求,在设计上提高质量,确保零件的良好使用，实现零件预期功能,车位锁需要满足以上基本设计要求。1.3 智能车位锁的研究现状手动车位锁，使用专用锁钥匙插入钥匙孔，旋转钥匙，车位锁挡臂自动倒下来放平，取出车位钥匙，车辆进入停车位，车辆驶出停车位后，抬起车位锁挡臂至垂直状态，能防止其他车辆占用车位。优点是安全耐用，成本低，性能质量可靠。缺点是没有防撞功能，如果不小心撞到车位锁，车子很容易受伤，车位锁也容易损坏，并且操作繁琐，使用非常不便，如果又碰到下雨天，那就更麻烦了。智能车位锁其实是一台完整的自动化机械设备，它具备：控制系统、驱动系统、电源。市面上的车位锁普遍无法避免的问题就是电源使用的寿命问题，电源乃智能车位锁发展的瓶颈，因驱动电流比较大，一般车位锁使用铅酸免维护蓄电池供电，而大家知道电瓶存在自放电问题，刚充满的电瓶就算不用，只能放三个月就必须再次充电，不然很快报废。但要从车位锁内取出电瓶抱到楼上充一个晚上，再拿下来放到车位锁内，相信很多车主是不愿意干的事。所以，我们智能车位锁得最终方向是，降低功耗，降低待机电流，充分利用可再生资源。1.4 智能车位锁的研究意义随着我国汽车工业的飞速发展汽车已进入千家万户，汽车已成为现代人必不可少的代步工具，随着公车及私人轿车的不断增多，停车泊位也就显得越来越少，由此带来的停车难问题也就越来越突出了，而在特定场合设立固定停车泊位，并安装上车位锁，可以防止其它无关的车辆占用，给车位拥有人以极大便利。为此我们研究开发了智能车位锁，并提出以下可行性方案：(1) 中高档楼盘有必要配置完整的停车及配套设施，提高楼盘档次，帮助地产商把利润最大化；(2) 产生新的楼盘卖点有利于开发商卖车位，增加用户满意度，让业主买车位更有信心；(3) 让车主按位停车，降低了管理成本，减少人员的雇用；(4) 保证车位所有权不受侵犯，解决车位被占烦恼；(5) 酒店、剧院、机场等也是其应用的重要领域。第2章 智能车位锁的总体方案设计2.1 设计安排为了更好优质高效完成车位锁设计任务，特制定如表2-1任务安排：表 2-1序号时间任务邸明森魏巍史长水王晓王成龙黄晓光19.019.10商讨课题提出方案分析可行性拟定加工计划市场调研评估预算制图29.119.30参数计算电机的功率设计四杆机构主轴法兰尺寸蓝牙的功耗电源的输出制图310.110.6三维造型摇臂、电池底座、上盖四杆、主轴装配运动仿真制图410.710.15 加工 零件主轴、法兰摇臂底座上盖线位支架技术指导510.1610.25连接线路购买主、板蓝牙连接电源和电机连接主板和线位连接蓝牙模块报警系统购买电池板610.1510.20设备调试调试手机遥控功能测试报警功能太阳能供电相对位置空间组装模拟场景制图710.2110.30设计说明书大纲绪论整体设计硬件系统组装制图2.2 框架结构体系设计从构造方面，“口”型车位锁是目前智能化程度最高的一种，也是我们本次设计的主要研究对象，一切工作程序均由主板控制完成，智能锁位复位、智能防撞、美观大方、结实抗压，属于比较高端的产品，另外车位锁按形状不同还分为：“X”型是垂直升降的车位锁，特点是升起状态支撑脚程“X”型，故称“X”型遥控车位锁，优点是下降状态体积比较小，不知道的人以为是一般的路障，使用免维护蓄电池充电，最大的缺点是不防撞。“K”型是两头上翘的遥控车位锁，远看像一个横放的K字。这种车位锁结构比较简单，驱动较轻，但是明显有角，容易伤人伤车，且不防撞。“U”型是摇摆式升降的遥控车位锁，升起状态是个大大的U字，这种车位锁比较大，具有一般的防水性能，防水高度4CM，一般冲洗停车场等不会有问题，但露天使用不理想。“O”型是摇摆式升降的遥控车位锁，顾名思义升起时像一个O字，面目比较友好，这样设计应该是防撞的需要，使车子不容易受伤，一般使用6V免维护蓄电池供电，也有防水功能。三角型又称“A”型，也是摇摆式升降的遥控车位锁。说是三角形，但实际上都是圆角，不用担心车子受伤，这种遥控车位锁是双向防撞自动复位的，因工作电流较小，所以使用干电池供电。2.3 功能说明车位锁，顾名思义是用来防止车位被抢占和锁车用的，因此在设计之初这种产品的功能和用途就是服务于车主而增加车位的私有性和车辆的安全性。老式的车位锁都是需要钥匙手动开启和关闭，没有感应装置，因此异常麻烦。如今已经十分成熟的无线通讯技术让这种设计变得更人性化也更容易控制。加入了蓝牙通讯技术，使得蓝牙感应开启关闭车位成为了可能，这不仅是方便快捷的代表，也是高科技身份的象征，车主更愿意购买这种方便又时尚的产品。 本实验设计旨在开发设计出一款可以蓝牙感应的车位锁，达到如下功能：（1） 当车辆靠近车位，车主用手机控制车位锁关闭。（2）当其他车辆强行进入车位时，车位锁需顺应倒下并报警。 （3）当车辆离开车位一段距离后车位锁锁定。在这一系列动作过程中，最重要的环节就是车位端与手机端信息的交换确认，如果完成了这部分功能，所有的难题将迎刃而解。整个车位锁系统分为两个部分，是分别安装于车位的车位端和手机上的手机端，两者司职不同的功能，共同完成车辆的确认和车位锁的开启关闭功能。车载端和车位端分别发送蓝牙信号以互相交流信息。手机端感应系统安装在手机上，通过手机客户端，主要负责信标信号，并发送开锁验证密钥，与车位端实现握手。而车载端需要考虑的因素就是车辆行驶时靠近车位锁的过程，要迅速实现与手机端握手及完成开锁的过程。因此需要车载端收发信号的准确性及处理信息的快速性，所以对芯片和程序设计的要求也相应提高。同时车位端也需要存储密钥并可以设定密钥，从而能在车载端发送密钥时车位端能正确辨别是否是已授权的车辆进入车位。手机端因为是安装在手机里的程序，所以可以使用手机的锂电池供电。而车位端需要考虑的则是系统的稳定性及防盗性，稳定性是指车位端感应系统因为需要长期的放置在车位锁附近，因此长年累月会腐蚀及损伤车位端使其变得易于损坏或不灵敏。同时为了防止此产品被小偷窃取或偷车贼做手脚，所以防盗性也是很重要的部分。 车位端不必设定待机状态，因为车位端需要不断发送信标信号以期望手机端能监听到信号并建立连接。2.4 各功能模块方案设计2.4.1蓝牙通讯技术所谓蓝牙技术，实际上是一种短距离无线电技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通讯终端设备之间的通讯，也能够成功的简化以上这些设备与因特网internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通讯拓展道路。说的通俗一点，就是蓝牙技术使得现代一些轻易携带的移动通讯设备和电脑设备，不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线上因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。“蓝牙”技术属于一种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案，因此，目前无线通信的“蓝牙”刚刚漏出一点儿芽尖，却已经引起了全球通信业界和广大用户的密切关注。蓝牙的技术内容：蓝牙技术产品是采用低能耗无线电通讯技术实现语音、数据和视频传输的，其传输速率最高为每秒1MB/S，其时分方式进行全双工通信，通信距离为10米左右，配置功率放大器可以是通信距离进一步增加。蓝牙产品采用的是调频技术，能够康县好衰落；采用快跳频和短分组技术，能够有效地减少同频干扰，提高通信的安全性；采用前向纠错编码技术，以便在远距离通信时减少随机噪音的干扰；采用2.4GHz的ISM（即工业、科学、医学）频段，以省去申请专用许可证的麻烦；采用FM调制方式，使设备变的更为简单可靠；“蓝牙”技术产品一个跳频频率发送一个同步分组，每一个分组占用一个时隙，也可以增加至5个时隙；“蓝牙”技术支持一个异步数据通道，或者3个并步的同步语音通道。2.4.2太阳能电路模块太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/。地球赤道周长为40,076千米，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/，相当于有102,000TW 的能量。太阳能充电模块使用说明:1、单片太阳能电池板的功率约为0.8W，可以直接与本充电模块连接；2、如需增加功率，请将太阳能电池板并联后，再与本充电模块连接；3、本太阳能电池板不可串联后与本充电模块连接。2.4.3 报警电路模块报警器的应用方面很多，很多电器里面都有它的身影。在我们车位锁报警电路这里主要应用限位开关。那这么简单的开关能起什么作用呢？它主要是起连锁保护的作用。最常见的例子莫过于其在洗衣机和录音机（录像机）中的应用了。在洗衣机的脱水（甩干）过程中转速很高，如果此时有人由于疏忽打开洗衣机的门或盖后，再把手伸进去，很容易对人造成伤害，为了避免这种事故的发生，在洗衣机的门或盖上装了个电接点，一旦有人开启洗衣机的门或盖时，就自动把电机断电，甚至还要靠机械办法联动，使门或盖一打开就立刻“刹车”，强迫转动着的部件停下来，免得伤害人身。在录音机和录像机中，我们常常使用到快进或者倒带，磁带急速地转动，但是当到达磁带的端点时会自动停下来。在这里行程开关又一次发挥了作用，不过这一次不是靠碰撞而是靠磁带的张力的突然增大引起动作的。限位开关主要用于将机械位移转变成电信号，使电动机的运行状态得以改变，从而控制机械动作或用作程序控制。限位开关真正的用武之地是在工业上，在那里它与其它设备配合，组成更复杂的自动化设备。机床上有很多这样的限位开关，用它控制工件运动或自动进刀的行程，避免发生碰撞事故。有时利用限位开关使被控物体在规定的两个位置之间自动换向，从而得到不断的往复运动。比如自动运料的小车到达终点碰着限位开关，接通了翻车机构，就把车里的物料翻倒出来，并且退回到起点。到达起点之后又碰着起点的行程开关，把装料机构的电路接通，开始自动装车。总是这样下去，就成了一套自动生产线，用不着人管，日以继夜地工作，节省了人的体力劳动。2.5 本章小结两周的时间转眼过去，我的这次的电路研究使我们强化了电工基础、单片机、电器设备特性试验等一系列知识，在最短的时间里取得了最大的收益。由于在学校所学专业与电气试验有很大差别，刚刚研究时感到非常吃力，而且调试非常麻烦，但是在指导老师耐心细致的帮助下，慢慢对电路有了一定的了解。在实际技能操作的环节中，我们学习了直流电阻、锡焊、电容等日常工作中最常见的元件，加深了对理论知识的掌握，并为以后的现场工作打下了坚持的基础。在电校学习的两周里，我深刻的感受到了周围同学的热心和老师对我们的关怀。而我也把握住了这来之不易的学习机会，在最短的时间里学到了尽可能多的知识。在今后的工作生活中，我更要不断学习，努力充实自己，在电气试验这片领域闯出自己的天地！我们组共有六位同学，各有分工，轮流上阵，在规定的时间恰好完成了任务。在焊接过程中往往需要组员之间相互配合，接线、记录同时进行。同时在焊接过程中也遇到了一些问题，这时老师很热情的过来给我们讲解原理，在动手的同时更能直观的了解各元件的作用以及原理。我相信动手得来的知识远比课本上得来的更有价值。第3章 蓝牙收发模块设计3.1 蓝牙控制系统模块介绍3.1.1 主要特性蓝牙模块是实现无线通信的硬件基础。该模块具有三个部分：基带控制器、闪存和工作在全球通用2.42.5GHz ISM频段的射频模块。蓝牙射频用来实现蓝牙设备间的无线连接，具体要完成频率的合成、基带模块的数据bit信号到无线电信号的转换过滤，并负责将无线电信号以一定的功率和跳频频率发送出去。基带控制器蓝牙基带部分的功能，它采用查询和寻呼方式在不同的的蓝牙设备间使调频时钟和跳频频率同步，完成基带以及链路的管理，包括对SCO（同步）和ACL（异步）连接方式的支持，差错控制，物理层的认证和加密、链路管理等。闪存用于对芯片进行配置。蓝牙集成电路的主要优点是可以随时随地用无线接口代替有线电缆连接，具有很强的移植性，可应用于多种通信场合。功耗低，对人体危害小，成本低廉，实现容易，便于推广。3.1.2 工作原理方框图 如图3-1所示，智能芯片连接继电器和限位开关组成了最小系统，然后通过与蓝牙模块及车位锁电机的连接控制而实现了信息命令交换及控制的过程，在这个过程中，单片机需要通过判断蓝牙模块接收到的信息来决定下一步的控制命令。因此在单片机系统内部需要设计良好的行为逻辑以合理的判断分析信息来源，并且需要尽可能快速的处理完信息采取决定。这就需要程序的优化及合理规划了。图3-1 并且要说明的是，因为车位端取电是使用的12V家用直流电，而驱动电机的供电则是需要6V直流电，因此需要一个变压模块来实现这一功能而使电机正常工作。3.1.3 应用电路如图3-2中的蓝牙串口的位置是可以交换的，交换之后不会影响数据通讯。在需要通讯保密的情况下，一般都是主机接设备端，因为所有的蓝牙手机都是无法搜索到主机的，只能够搜索从机。图3-23.1.4 外部特征 如图3-3所示搜索到蓝牙从机，然后选择“配对”选项，输入密码1234，再确定，最后启用串行服务便配置完成了！ 图3-3 3.2 蓝牙收发模块设计图3-4HCIRS232传输层的目标是在主机和主控制器之间的RS232接口上使用HCI指令,通过RS-232接入主机(比如手机)可以外设电路,利用蓝牙模块B5(TXD)、B6(CTS)、A5(RXD)、A6(RTS)4个管脚按到RS232（如图3-4所示） ROK_101_007系列模块,两个单元经过ACL链路建立主从网络时所用最基本的HCI指令如下述。 两个模块及相连的主机分别设为主单元和从单元,建立ACL链路。 设为从单元的流程如下: Reset01030C00 注:复位蓝牙主机控制器,连路管理器和无线模块 Set_Event_Filter01050C0100注:指定不同的事件过滤器 Write_Scan_Enable011A0C0103注:周期地对其他蓝牙设备的寻呼进行扫描 Set_Event_Filter01050C03020002 设为主单元的流程如下:Reset01030C00 Set_Event_Filter01050C0100Write_Scan_Enable011A0C0103Set_Event_Filter01050C03020002 Read_BD_ADDR01091000注:读取蓝牙地址Inquiry01010405338B9E0600 注:问询蓝牙设备 Creat_Connection0105040D99B11637800008000000000000注:建立连接 这样建立起来的一条ACL链路,做好了传输数据 /语音的准备。下面具体解释上述HCI指令。HCI分组有6种:HCI指令分组、HCIACL数据分组、HCISCO数据分组、HCI事件分组、错误消息分组、协商分组,对应的指示分别为:0x01、0x02、0x03、0x04、0x05、0x06。 每个指令都有2字节的操作码,以标识指令类型,这里用到的都是HCI主控制器与基带指令。操作码分为两段:操作组段OGF和操作码指令段OCF,OGF占高6位,OCF占其余10位。各个HCI主控制器与基带指令OGF都是0x03,但有不同的OCF。通过RS232串行口利用HCI指令建立ACL链路,通过HCI指令可以实现简单的数据/语音传输。但是由于蓝牙的基带不能够识别高层协议,而且支持的数据包大小有限(最大为341个字节),所以难以实现复杂功能。L2CAP能够识别高层的复杂协议,并将高层协议拆分后再传给低层,将底层协议重新组合再传给高层。因此为了实现更复杂的功能,就必须涉及L2CAP层控制协议和高层应用协议(图3-5)。解析这些协议比较困难,但是它们为开发更高层的复杂应用铺平了道路,使得各种各样的蓝牙应用得以实现。第4章 太阳能集成电路模块设计4.1 太阳能集成电路4.1.1 太阳能集成电路内部结构及其工作原理 太阳光发电系统系由太阳芯片 (solar cell) 以半导体制程制作方式而成，发电原理乃将太阳日照光照射于太阳芯片上，使太阳芯片吸收太阳日照光能透过半导体，使产生负极及正极形成电压降，再经导线传送至负载。太阳光电模板所产生电力为直流电，若该需求用电需提供电力给家电用品或各式电器交流电使用，则需加装直 /交流转换器，将直流电转换成交流电，才能使太阳光发电所发电力供电至一般家庭用电或其他用电。 硅材料是一种半导体材料，太阳能电池发电的原理主要是利用这种半导体的光电效应，一般半导体的分子结构是这样的： 图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。 当硅晶体中掺入其他的杂质，如硼、磷等，当掺入硼时，硅晶体中就会存在着一个空穴，它的形成可以参照下图： 图中，正电荷表示硅原子，负电荷表示围绕在硅原子旁边的四个电子。而黄色的表示掺入的硼原子，因为硼原子周围只有3个电子，所以就会产生入图所示的蓝色的空穴，这个空穴因为没有电子而变得很不稳定，容易吸收电子而中和，形成P（positive）型半导体。 同样，掺入磷原子以后，因为磷原子有五个电子，所以就会有一个电子变得非常活跃，形成N（negative）型半导体。黄色的为磷原子核，红色的为多余的电子。如下图：P型半导体中含有较多的空穴，而N型半导体中含有较多的电子，这样，当P型和N型半导体结合在一起时，就会在接触面形成电势差，这就是PN结。 当晶片受光后，PN结中，N型半导体的空穴往P型区移动，而P型区中的电子往N型区移动，从而形成从N型区到P型区的电流。然后在PN结中形成电势差，这就形成了电源。4.1.2 太阳能集成电路使用过程中应注意的问题 1、不要把太阳能电池组件安装在树木、建筑物等遮光的地方，不要靠近明火或者易燃物旁边。装配结构应能适应环境要求，请选择合适的材料和防腐蚀处理，要用牢固可靠的方法来安装组件，组件或从高空落下，会导致财务损毁。组件不可拆解，弯曲或者用硬物撞击组件，避免对组件进行踩踏等危险动作。 2、要用弹簧垫片和平垫垫片降电池板组件固定锁定在支架上，太阳能发电板的安装最好向阳30度角左右，根据现场环境和装配支架结构的状态以适当的方式将电池板组件接线。3、电池板组件应正确的链接接线盒中的正负极，输出电路要正确链接到设备上，不可以短接正负极，确保接头与绝缘接头之间没有缝隙，若有缝隙会产生火花或电冲击。 4、经常检查吊装结构是否脱落，若有必要拧紧各部件，检查各个部件，各个线材，底线及插头的链接状况。 5、经常用软布察试组件表面。若确实更换（一般25年不需要更换）电池板组件，应选择同型号同类型的组件，不可以用手触摸线缆接头的部分，如确实需要请用安全设备（如绝缘手套等）。 6、在维修组件时请用不透明的物体或材料遮盖住组件的表面，因为组件在强光照射下会产生高压，很危险。组件的质保期为3年，10年内组件的功率衰减不会超过10%，20年内不会超过20%。4.2 报警集成电路模块设计4.2.1 整流二极管的选用 整流二极管一般为平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中。选用整流二极管时，重要应斟酌其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢复时光等参数。普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时光请求不高，只要依据电路的请求选择最大整流电流和最大反向工作电流符合请求的整流二极管即可。例如，1N系列、RLR系列等。 开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管，应选用工作频率较高、反向恢复时光较短的整流二极管（例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管。4.2.2 晶体三极管的选用晶体三极管的类型众多，仅普通晶体三极管就有几千种类型，再加上光敏三极管、复合管、开关晶体三极管、磁敏三极管等特殊用途的晶体三极管，使选择和使用的范围很宽。在选用各种类型的晶体三极管时，要根据具体电路的要求选用不同类型的管、选好各项主要技术参数、选好外形尺寸和封装形式等。 1、 根据具体电路要求，选用不同类型晶体三极管。家用电器和其他电子设备的种类很多，而每一种设备又有不同的电路，比如彩色电视机有高频电路、音频功放电路、中放处理电路、行和场输出电路、开关电源调整电路等；收录机和音响设备同样也有高放电路、前置低放电路、变频电路、低放和功放电路、振荡电路等。电视机的高放和变频电路要求噪声小，我们应选用噪声系数小的高频三极管；电视机的中放电路除要求噪声低以外，还要求具有良好的自动音频控制功能，我们应选用二者兼顾的高频管；音响设备和晶体管收音机的高频电路应选用高频管，并选用功率和放大倍数适宜的高频晶体管；在低频功率放大电路中，可选用低频大功率管或低频小功率管；在驱动电路开关稳压电路可选用功率复合管；彩色电视机的开关电源电路可选用大功率开关三极管；数字电路、驱动电路可选用小功率开关三极管；在家用电器、通信设备的光控电路中，可选用光敏三极管，等等。 2、 根据三极管的主要参数进行选用。 在选好三极管种类、型号的基础上，再看一下晶体三极管的各项参数是否符合电路要求。我们选用的晶体管的参数应尽量满足下述条件：A、 特征频率要高，一般高频三极管可满足此参数要求。特征频率一般比电路 的工作频率高3倍以上。 B、 电流放大系数一般为4080；电流放大系数过高也不好，容易引起自激。 C、 集电极结电容要小，以提高频率高端的灵敏度。 D、 高频噪声系数应尽可能小些，以使灵敏度相对提高。 E、 集电极反向电流要小，一般应小于10UA。 F、 选用开关管就要求有较快的开关速度和较好的开关特性，特征频率要高，反 向电流要小，发射极和集电极的饱和压降较低等。 G、 选用光敏三极管时，除了选择最高工作电压、集电极最大电流、最大允许 耗散功率等参数外，还要注意暗电流和光电流以及光谱响应范围等特殊参数。 H、 选用高频低噪声三极管时，其技术参数有很多项，其主要特性参数有正向 增益自动控制、噪声系数、特征频率等。4.2.3 电磁继电器的选用 电磁继电器是自动控制电路中常用的一种元件。实际上它是用较小电流控制较大电流的一种自动开关，广泛应用于电子设备中。电磁继电器一般由一个线圈、铁芯、一组或几组带触点的簧片组成。触点有动触点和静触点之分，在工作过程中能够动作的称之为动触点，不能动作的称为静触点。下列为继电器的主要特性参数： 额定工作电压或额定工作电流：这是指继电器工作时线圈需要的电压或电流。一种型号的继电器的构造大体是相同的。为了适应不同的电压的电路应用，一种型号的继电器通常有多种额定工作电压或额定工作电流，并用规格型号加以区别。 直流电阻：这是指线圈的直流电阻。有些产品说明书中给出额定工作电压和直流电阻，这时可根据欧姆定律求出额定工作电流。若已知额定工作电流和直流电阻，亦可求出额定工作电压。 吸合电流：它是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在实际使用中，要使继电器可靠吸合，给定电压可以等于或略高于额定工作电压。一般不要大于额定工作电压的1.5倍，否则会烧毁线圈。释放电流：它是指继电器产生释放动作的最大电流。减小处于吸合状态的继电器的电流，当电流减小到一定程度时，继电器恢复到未通电时的状态，这个过程称为继电器的释放动作。释放电流比吸合电流小得多。触点负荷：它是指继电器触点允许的电压或电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小。应用时不能用触点负荷小的继电器去控制大电流或高电压。继电器的电符号和触点形式 继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框同时在长方框内或长方框旁边标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与继圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点给编上号码，以示区别。继电器的触点有三种基本形式：动合型（H型）：线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。动断型（D型）：线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。转换型（Z型）：这是触点组型。这种触点组共三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的，这样的触点组称为转换触点，用转字的拼音字头“Z”表示。此外，一个继电器还可以有一个或多个触点组，但均不外乎以上三种形式。在电路图中，触点和触点组的画法，规定一律是按不通电时的状态画出。 继电器的选用：继电器必要的条件有控制电路的电源电压，能提供的最大电流；被控制电路中的电压和电流；被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电流电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。此外，还应注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。4.2.4 报警集成电路模块的设计报警电路采用限位开关报警电路，该电路具有结构简单、稳定性能好的优点。具体电路如图4-5所示： 图4-5报警电路 第五章 安装与调试5.1 准备工具(1) 活扳手，规格见表5-1 表5-1活动扳手规格（mm）100150200250300375450最大开口宽度（mm）14192430364655适用最大螺栓直径（mm）M6M101216222730(2) 两用扳手：一端与单头呆扳手相同，另一端与梅花扳手相同，两端拧转相同规格的螺栓或螺母。(3) 内六角扳手：成L形的六角棒状扳手，专用于拧转内六角螺钉。内六角扳手用途是专供紧固或拆卸机械设备上的圆螺母用。内六角扳手规格:2,2.5,3,4,5,6,7,8,10,12,14,17,18,22,24,27,32,36 内六角花形扳手规格代号：T30,T40,T50,T60,T80.（4）手持式切割机：用于切割材料，根据不同的切割材质选用相应的砂轮片，传动精度高，运转平稳，工作高效，效果显著。（5）铆钉枪：用于各类金属板材、管材等制造工业的禁固铆接，为解决金属薄板、薄管焊接螺母易熔、攻内螺纹易滑牙等缺点而开发，铆接牢固效率高、使用方便快捷。（6）手电钻：手电钻是以交流或直流为动力的钻孔工具，是手持式电动工具的一种，广泛用于建筑、装修行业，在物件上开孔或洞穿，使用灵活方便。（7）电烙铁：主要用途是焊接原件及导线，把焊盘和原件的引脚打磨干净，将电烙铁烧热，待刚刚能融化焊锡时涂上助焊剂，将焊锡均匀涂在烙铁头上，接触焊点，待焊点上的焊锡全部融化并浸没原件引线头后，电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点。（8）斜口钳、剖线钳：功能以切断导线和剖线皮为主，斜口钳的尺寸一般分为“4”“5”“6”“7”“8”。大的比较少见，以“5”“6”为主使用起来方便灵活，长时间使用不易疲劳。（9）游标卡尺：游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪，分别是内测量爪和外测量爪，内测量爪通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量长度和外径。（10）铝材：铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。当前铝的产量和用量（按吨计算）仅次于钢材，成为人类应用的第二大金属；而且铝的资源十分丰富，据初步计算，铝的矿藏储存量约占地壳构成物质的8%以上。在我们这里用于加工摇臂，减轻自重，美观大方。活扳手两用扳手内六角扳手 切割机 铆钉枪 手电钻 电烙铁 工具包 不锈钢5.2 设备器材(1) 太阳能电池板：电池板是通过吸收太阳能，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转化成电能的装置，大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”，我们的装置有了它，就可以自动给蓄电池充电，既避免了手动充电的烦恼，又节能环保。（图5-1） 图5-1 图5-2(2) 蓄电池：化学能转化为电能的的装置叫化学电池，一般简称为电池。它的优势在于能够用充电的方式使内部活性物质再生-把电能存为化学能；需要放电时再次把化学能转化为电能。本次设计采用12V 3AH的蓄电池。（图5-2）(3) 稳压器：稳压器是使输出电压稳定的设备。稳压器调压电路、控制电路及伺服电路等组成。当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使稳压器的碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，将蓄电池的电压转变为我们电机能用的电压。（图5-3） 图5-3 图5-4(4) 电动机：是把电能转化成机械能的一种设备。利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩，是我们车位锁的执行部分。（图5-4）（5）限位开关：是一种常用的小电流主令电器，用以限定机械设备的运动极限位置的电气开关。接触式限位比较直观，在与其相对运动的固定点上安装极限位置挡块，当行程开关的机械触头碰上挡块时，会发出报警。常见的有干弹簧、光电式、感应式等，当然还有更多的先进形式，我们这里用的是干弹簧式。（图5-5）（6）报警器：以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。在这里，与限位开关配合使用，设定特定界限，当有外力强行扳动摇臂时，发出警报。（图5-6） 图5-5 图5-65.3 组装要求和注意事项（1）车位锁的组装一定要按照工艺顺序进行，不能发生工艺干涉，按照操作规范进行组装，不得野蛮组装，避免发生人身伤害和毁伤零件。（2）进入组装的零件必须进行清理。零件表面所粘附的切屑、油脂和灰尘等均会严重影响总质量和机器的使用寿命。清理工作必须认真、细致。（3）各个零件在进行装配前必须喷漆以保证工作时不会使零件生锈，配合面之间应涂润滑油避免毁伤零件，影响装配精度影响精度和寿命。（4） 电路板焊锡量要合适，电烙铁要选择好合适的瓦数。（5）焊接元件要对好电路接线图，有一定的了解在进行焊接，不要贸然行动。（6）元件的方向一定要对，电阻值要选择好，电解、电容、二极管和三极管是有方向的。（7）输入端与输出端的边线要互相垂直，避免相邻平行，以免产生反射干扰，必要时，应加地线隔离。（8）尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰，某些元器件和导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引起意外短路。（9）在高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，且装焊容易。5.4 组装过程（1） 先接太阳能电池板和控制器，按照接线图，将电池板的正负极接到控制器对应的接口上，然后留出足够线的长度能够把控制器放到车位锁内，同样的原理接上蓄电池和负载。如图5-7所示： 图5-7（2）然后连接稳压器和电机方法同上；见图5-8： 图5-8（3）安装蓝牙接收模块。如图5-9：图5-9（3） 制作摇臂,如图5-10：1） 选材，摇臂装在主轴上，承受力度不大，选择30乘30的不锈钢材料即可；2） 尺寸，为使整体紧凑美观，尺寸不宜太大，根据底座大小，尺寸定为350乘340；3） 划线，采用三角拼接方式制作拐角；4） 焊接，注意角度，减少间隙，连接主轴的两端喷漆。图5-10（5） 按顺序组装，如下图； 5.5 本章小结通过为期将近12周的车位锁设计计算，终于完成了车位锁的设计过程，现在写起心得总结的时候真的是颇有感慨啊，丁明伟老师刚开始和我们说我们要设计电路的时候，觉得无从下手，似乎离我好遥远，我不认识它，它更不认识我一样，似乎感觉这么庞大的工程我是不可能做得出来的，但是我们当然更清楚这是我们必须要经历的一个过程。所以刚开始时候真的可以用举步维艰来形容了。 和上个学年