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）

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。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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 主要功能模塊

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。

3 仿真結(jié)果

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。

4 小結(jié)

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).

[2]郝敬凱.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2011(02).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.036