邢 娟
(鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 鹽城 224005)
工業(yè)物料計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)
邢 娟
(鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 鹽城 224005)
本次設(shè)計(jì)的物料計(jì)數(shù)器用于工廠流水線的計(jì)數(shù)打包,每一件貨物經(jīng)傳送帶的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)紅外線,數(shù)碼管上就能記一次數(shù)。當(dāng)所需打包的物品滿(mǎn)99件時(shí),傳送帶停止并且警報(bào)響起提醒工人打包。打包完成后,傳送帶恢復(fù)工作狀態(tài),警報(bào)停止報(bào)警,計(jì)數(shù)器重新開(kāi)始工作,之后繼續(xù)循環(huán)工作。
自動(dòng)計(jì)數(shù);紅外檢測(cè);單片機(jī);數(shù)碼管
在我們的生活中物料計(jì)數(shù)器的應(yīng)用范圍非常廣泛,這些計(jì)數(shù)器由自動(dòng)計(jì)數(shù)器,重量分選機(jī),自動(dòng)包裝機(jī)等組成,由單片機(jī)集中控制,工廠里采用流水線技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)作業(yè),而要對(duì)生產(chǎn)線上的貨物進(jìn)行符合生產(chǎn)要求的自動(dòng)計(jì)數(shù)就成為廣大生產(chǎn)廠家所關(guān)注的問(wèn)題。
電子計(jì)數(shù)器已發(fā)展了很多年。以前科學(xué)工作者主要想提高計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)限制,還要提高它運(yùn)行的穩(wěn)定性,這也是人們決定是否購(gòu)買(mǎi)電子計(jì)數(shù)器價(jià)格的主要取向,現(xiàn)在這些技術(shù)日益成熟?,F(xiàn)代的技術(shù)可以將其計(jì)數(shù)值的限制擴(kuò)展到非常的大。
本設(shè)計(jì)依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需要,它能應(yīng)用于工廠生產(chǎn)流水線的計(jì)數(shù)和貨物的包裝等方面,此計(jì)數(shù)器能夠?qū)崟r(shí)、精確、可靠、穩(wěn)定的工作,具有靈敏度高,制作成本低且簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
系統(tǒng)主要由12V變壓器,將220V的交流電壓降為12V的安全電壓。電路是通過(guò)電源對(duì)各個(gè)小模塊進(jìn)行供電。由紅外線傳感器產(chǎn)生模擬信號(hào),然后經(jīng)NE555構(gòu)成施密特觸發(fā)器對(duì)波形整形,信號(hào)進(jìn)入CD40110進(jìn)行計(jì)數(shù),譯碼,驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。最終通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。
圖1 物料計(jì)數(shù)器整體框圖
紅外發(fā)射電路( NE555 為核心)和紅外接收電路( LM567 為核心)形成產(chǎn)生的計(jì)數(shù)脈沖來(lái)控制組合的紅外發(fā)射電路,計(jì)數(shù)顯示部分使用了集譯碼、驅(qū)動(dòng)、鎖存、顯示為一體的芯片 CL102 。利用紅外接收發(fā)射管的功能,在紅外接收頭有紅外光電阻原理分壓可以用它的基準(zhǔn)電壓,然后通過(guò)電壓比較器可輸出高低兩種不同的電平,當(dāng)有光照射接收管的時(shí)候,紅外接收管的電阻所獲得的電壓特別大,可使電壓比較器輸出為低電平;當(dāng)無(wú)光線照射接收管的時(shí)候, 紅外接收頭電阻所獲得的電壓非常的小,能使電壓比較器輸出得到高電平,然后通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行一系列的處理、完善,從而得到更為精準(zhǔn)的計(jì)數(shù)值。
2.1 發(fā)射電路
NE555在 電 路中有很重要的作用,由NE555組成的時(shí)基震蕩器產(chǎn)生抗干擾的38KHZ的調(diào)制信號(hào),然后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管PH303把38KHZ的調(diào)制信號(hào)以紅外線的形式發(fā)射出去,電路如圖2所示。
圖2 發(fā)射電路圖
圖2中,PH303是紅外發(fā)光二極管的一種,能把電能直接轉(zhuǎn)化為光能,經(jīng)過(guò)放大和信號(hào)處理之后應(yīng)用于各種控制中,它壽命長(zhǎng),體積小,耐震動(dòng),可靠性高;省電量,發(fā)熱少,功耗是60MW;響應(yīng)速度快,調(diào)制容易。它大多是用透明的樹(shù)脂材料封裝起來(lái)的可以最大限度的減少光線的影響。
2.2 接收電路
紅外接收電路是集紅外接收,放大,鑒頻于一身的的接收頭和一個(gè)三極管,還有幾個(gè)用于限流的電容,電阻組成的電路單元,另外還在電路中加了一個(gè)發(fā)光二極管為了能清楚是否有物體通過(guò),同時(shí)也便于觀看它的工作狀態(tài)。在紅外遙控系統(tǒng)中,光敏晶體管和光敏二極管都是紅外線接收管。
2.3 蜂鳴器電路
蜂鳴器在系統(tǒng)中的作用就是當(dāng)傳送帶計(jì)數(shù)達(dá)到之前設(shè)置好的所需的件數(shù)時(shí),蜂鳴器警報(bào)鈴聲開(kāi)始鳴叫,以提示工人注意已經(jīng)達(dá)到自己之前設(shè)置的數(shù)值。另外,在用鍵盤(pán)設(shè)置自己所需要報(bào)警的個(gè)數(shù)時(shí),每按一次功能按鍵開(kāi)關(guān),蜂鳴器的警報(bào)聲就響一下,或者在設(shè)置存在問(wèn)題時(shí),包裝個(gè)數(shù)小于警報(bào)個(gè)數(shù)時(shí),蜂鳴器報(bào)警鳴叫提醒工人注意需要觀察出現(xiàn)的各種情況,設(shè)置出現(xiàn)錯(cuò)誤或系統(tǒng)故障時(shí),就不能運(yùn)行,以便于工人更快的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且解決它。
2.4 電源電路
在系統(tǒng)中多次用到12V的直流電源,數(shù)碼管用的是5V直流電源:蜂鳴器用的是12V直流電源。因此,直流電源的設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中的地位舉足輕重的。2V直流電源和5V直流電源工作原理基本相同,唯一不同的是220V交流電壓經(jīng)過(guò)變壓器變壓,變成18V交流電壓,然后經(jīng)過(guò)整流橋整流之后,變成25V直流電壓之后,再用三端穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓從而得到自己所需要的值。
本設(shè)計(jì)的仿真用KEILC51和Proteus軟件聯(lián)調(diào)得到仿真結(jié)果。分析仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)物料計(jì)數(shù)器的紅外感應(yīng)裝置的物品開(kāi)始計(jì)數(shù),當(dāng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)警報(bào)聲響起開(kāi)始報(bào)警,計(jì)數(shù)完之后顯示當(dāng)前計(jì)數(shù)所得到的數(shù)值,可以自己設(shè)置復(fù)位和何時(shí)開(kāi)始計(jì)數(shù)的功能,借助二極管顯示當(dāng)前所計(jì)數(shù)值,計(jì)數(shù)限制值最大是兩位數(shù)為99。
本次設(shè)計(jì)的電路是依據(jù)生產(chǎn)生活的需要而來(lái)的,系統(tǒng)主要由12V變壓器,將220V的交流電壓降為12V的安全電壓。電路是通過(guò)電源對(duì)各個(gè)小模塊進(jìn)行供電。由紅外線傳感器產(chǎn)生模擬信號(hào),然后經(jīng)NE555構(gòu)成施密特觸發(fā)器對(duì)波形整形,信號(hào)進(jìn)入CD40110進(jìn)行計(jì)數(shù),譯碼,驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管,最終通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。它可以用于工廠生產(chǎn)流水線的貨物計(jì)數(shù)和產(chǎn)品的包裝等方面,應(yīng)用在香煙打包、食品打包的較多。它具有成本低廉,靈敏度較高的特點(diǎn),而且適應(yīng)性強(qiáng),制作也簡(jiǎn)單。
[1]蘭吉昌.51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)百例[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009(02).
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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.036