无线操控多路阀电机设计方案()1

1、无线操控多路阀电机设计方案长沙智诚科技开发有限公司2018年3月9日无线操控多路阀电机设计方案主要技术要求7、环境条件1. 外接电源220v2. 相对温度：-10°c65°c3. 环境湿度：088%2、技术要求1. 电机控制采用单片机控制系统。2. 操纵控制采用无线控制，无线控制距离为半径20米。3. 无线控制器为单手手持式。3、控制要求当液压处于关闭状态时电机驱动设置为0点。一电机驱动阀杆向左或向右移动8毫米这个过程是：1. 速度可以控制。2. 在任意位置可以停止。3. 在任意位置停止后可以继续向左或向右移动。二每台电机可以单独控制。三在任意位置可以归位到0点。4. 操纵

2、要求1按左键时电机左转，按停止键时电机反转即右转。2. 按右键时电机右转，按停止键时电机反转即左转。3. 左右键可以点动。4. 停止键可以点动，当按停止键时阀杆回到中位后，即设定 的0点时电机停止转动。二硬件平台1. 硬件明确1本系统采用的单片机为atmel公司生产的89c516rd+o2. 315mhz频无线电遥控组件及其它的外围元件，组装的 遥控开关。控制距离为50米左右,25个按键。3. 发射电路板设计与接收电路板设计，其中接收电路板包 括电源电路，rs-232标准串口设计电路图。4. 5组24v直流步进电机。2硬件详细设计一 24v步进电机的选择型步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩

3、、及电流三大要 素组成。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来 to1、步距角的选择电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的最小 分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走多少 角度（包括减 速）。电机的步距角应等于或小于此角度。 目前市场上步进电机 的步距角一般有0.36度/0.72度（五 相电机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）、1.5度/3度 （三相电机）等。2、静力矩的选择步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确 定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载， 而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负 载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低

4、速）时二种负载均要考虑，力口速起动时主要考虑惯性负 载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下，静力 矩应为摩擦负载的2-3倍内好，静力矩一旦选定，电机 的机座及长度便能确定下来（几何尺寸）3、电流的选择静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差 别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流（参考 驱动电源、及驱动电压）综上所述选择电机一般应遵循以 下步骤：4、力矩与功率换算步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的，一般只用力矩来衡量，力矩与功率换算如下：p=q-mq=2n-n/60p=2r nm/60其p为功率单位为瓦，q为每秒角速度，单位为弧度，n为每分钟转速，m为力矩单位为

5、牛顿米p=2nfm/400（半步工作）其中f为每秒脉冲数（简称pps）步进电机应用中要注意的地方：1、步进电机应用于低速场合-每分钟转速不超过1000转， （0.9 度时 6666pps）,最好在 1000-3000pps（0.9 度） 间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工 作效率高，噪音低。2、步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动 大。3、由于历史原因，只有标称为12v电压的电机使用 12v夕卜，其他电机的电压值不是驱动电压伏值，可根据 驱动器选择驱动电压（建议：57byg采用直流24v-36v, 86byg采用直流50vj10b yg采用高于直流80v）,当然 12伏的电

6、压除12v恒压驱动外也 可以采用其他驱动电 源，不过要考虑温升。4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。5、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度 起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少 噪音同时可以提高停止的定位精度。6、高精度时，应通过机械减速、提高电机速度，或米用高 细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其 整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外 行话。7、电机不应在振动区内工作，如若必须可通过改变电 压、电流或加一些阻尼的解决。8、电机在600pps （0.9度）以下工作，应采用小电流、大 电感、低电压来驱动。9、应遵循先选电机后选驱动的原则。二键

7、盘电路的设计本设计用p2 口做为键盘的扫描口，高位为列，地位为 行，由单片机循环扫描，实时取出每次按下的按键，从而去 实现相应的功能。键盘为一个4x4矩阵键盘，行列式矩阵 键盘只需n条行线和m条列线即可组成具有nxm个按键的 键盘，具有使用很少i/o线实现按键扩展的优点，4x4矩阵 键盘用一个p 口即可。工作原理可描述为：首先判别键盘中 有无按键按下，由单片机i/o 口向键盘送全扫描字，然后读 入列线状态来判断。方法是：向行线输出全扫描字00h,把 全部行线置为低电平，然后将列线的状态读入累加器a中。 如果有按键按下总会有一根列线电平被拉至低电平，从而使 列输入不全为lo判断键盘中哪一个按键被

8、按下是通过将行 线逐行置低电平后，检查列输入状态实现的。方法是：依次 给行线送低电平，然后查所有列线状态，称行扫描。如果全 为1,则所按下的键不在此行；如果不全为一，则所按下的 键必在此行，而且是在与零电平列线相交的交点上的那个 键。+5v110k笫0行p2.0第1行p2.1p2.2第2行第3行p2.4 p2.5 p2.6 p2.7图34x 4矩阵键盘本次设计采用的是315mhz稳频无线电遥控组件及其它 的外围元件，组装的遥控开关。通过单片机可以对十路220v 以上的各种电器进行控制。控制距离为50米左右。发射电 路扫描键盘的键位，由单片机发出相应的控制信号，送到 pt2262的数据输入端。由

9、pt2262编码并调制在315mhz载 波上，经过一级高频放大后由天线发射出去。再由接收板 接收信号，经过两级放高频放大后，由检波电路解调出调 制信号，数字信号经过双运算集成放大块lm358两级高增 益放大后送入pt2272进行解码，输出端送给单片机。三发射电路的设计本设计的发射电路由编码器pt2262.声表面波谐振器r315a和高频放大管9018组成。pt2262的数据输入端的数据由单片机pl 口四个管脚p1.0-p1.3直接提供。pt2262的 电源由单片机的p0. 4端控制三极管8550,当p0. 4为低电平 是时，8550导通为继电器线圈供电，其中二极管的作用是 保护继电器。继电器吸合

10、为pt2262的电源端供电使其工 作，每次发射让其吸合20mso pt2262接收到信号后，将信 号调制在315mhz的载波上。调制信号由pt2262的17脚输 出，送给高频放大电路，高频放大电路由高放管9018、声 表面波谐振器r315a、电容等组成。其中r315a、cl、c2组 成电容三点式振荡电路，使其频率稳定在315mhzo然后经 过9018进行功率放大，由线发射出去。电路如图5所示：po4k855()vcc"t"+5vi.5mr315a876543210123456789+ 12v vcc90182.5uh1004pc3卅=h=c26.8pzzhzci2.2p图5

11、发射电路表编码电路pt2262管脚功能表名称管脚说明d0-d7-8、数据输入端，有一个为“1”即有编码发510-13出，内部下拉vcc18电源正端（+ ）vss9电源负端（一）te14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效0sc116振荡电阻输入端，与0sc2所接电阻决定 振荡频率0sc215振荡电阻振荡器输出端dout17编码输出端（正常时为低电平）编码芯片pt2262发出的编码信号由地址码、数据码、 同步码组成一个完整的码字。当发射机没有按键按下时， pt2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315mhz的高频 发射电路不工作，当有按键按下时，pt2262得电工作，其第 17脚输

12、出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间 315mhz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚 为低平期间315mhz的高频发射电路停止振荡，所以高频发 射电路完全收控于pt2262的17脚输出的数字信号，从而对 高频电路完成幅度键控（ask调制）相当于调制度为100% 的调幅。四接收电路的设计接收电路的作用是将发射电路发出的315mhz高频信号 通过天线接收。经过两级高频放大、检波电路、滤除杂波 电路，然后送入双运算放大器进行两级放大，增加信号强 度。最后将放大后的信号送到pt2272的数据输入端，由 pt2272进行解码分析。电路如图6所示：表2：解码电路pt2272脚管功能表名

13、称管脚说明ao-a111-8、10-13地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“ 1”f” （悬空），必须与 2262一致，否则不解码do-d78、地址或数据管脚，当做为数据管脚时，只510-13有在地址码与2262 一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平，否则输出为低电平，锁存型只有在接收到下一数据才能转换vcc18电源正端（+ ）vss9电源负端（一）din14数据信号输入端，来自接收模块输出端0sc116振荡电阻输入端，与0sc2所接电阻决定振荡频率0sc215振荡电阻振荡器输出端vt17解码有效确认输出端（常低）解码有效变 成高电平（瞬态）pt2272解码芯片有不同的后

14、缀，表不不同的功能，有 l4/m4/l6/m6之分，其中l表示锁存输出，数据只要成功接 收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生 变化时改变。m表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时 的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控 制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当釆用4路 并行数据时（pt2272-m4）,对应的地址编码应该是8位， 如果采用6路的并行数据时（pt2272-m6）,对应的地址编码 应该是6位。本设计中用的是pt2272-m4o即是非锁存型4 路输出。pt2262和pt2272除地址编码必须完全一致外，振 荡电阻还必须匹配，一般要求译码器振荡频率要高于编码 器振荡频率的2. 58倍，否则接收距离会变近甚至无法接 收。本设计中pt2262和pt2272的地址端都为悬空状态，保 证了地址编码的一致性。另外电路设计上可以很容易的改 变地址编码的状态，用以解决和其它器件发生地址编码冲 突的事情。pt2262的振荡电阻为1. 5m, pt2272的振荡电阻 为270ko符合规定的要求。附图一:詈*ssi£?r a ssff 需s穴盂孟畫.