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工业无线遥控器开发设计初步报告
工业无线遥控器开发设计初步报告
设计要求:
1、稳定、可靠
2、按键式、遥杆式、推杆
3、可适应较多的工业要求
4、附属功能(比如信号反馈、LCD显示、快速配对、抗干扰、遥控距离100-500米,同时或分别控制接收.....)
5:pc软件可更改功能,按键式预算费用低于摇杆式、推杆
二、设计思路:
根据设计要求,产品选用按键操作。该方案发射端选用433M频道无线模块传输数据,可满足100米以上的传输距离,此模块是一发多收机制,可满足一控多的需求。因该设备为工业级设备,对时间、稳定、可靠要求较高故选取32位ARM芯片为核心控制器(具体型号待选),控制方式通过按键发出操作指令来控制接收端继电器动作,从而驱动起重机工作。此设备实物分为两部分,一部分为遥控端(如图一),另一部分为接收端(如图二)。
图一 遥控端系统结构图
图二 接收端系统结构图
发射端
发射端主要有无线传输、按键电路、LCD显示屏、启动电路,急停装置,模拟信号电路、保护及告警等。
1、无线模块
根据要求,可使用433M频道无线模块作为遥控接收端的无线收发模块。该模块具有抗干扰性强,可适用于恶劣的工作环境及天气。该模块采用标准的SPI通信协议与主控芯片通信。响应时间由传输速率决定,可有2Mbit/s 1Mbit/s 250Kbit/s三种传输速率可选
图三 遥控端按键分布图
LCD显示屏
LCD显示屏选用工业级(具体尺寸待定),为了适应工业环境,加装一个感光原件,可调节屏幕亮度。
4、启动电路
发射端启动方式采用刷卡方式,这样可以增加仪器的密封性。此外为了防止发射端突然故障,还设置了一个插卡机制,所使用的卡为内存卡,卡内存储原发射端的一些数据,当把卡插入备用设备,通过一定操作,把数据下载但备用设备,节约时间。
5、急停
急停装置使用一个急停按键,此键级别最为优先。此外,软件设置急停中断,中断级别最高。
6、模拟信号电路
此部分电路采用旋钮调节输出,独立与其他电路。电路使用D/A转换,通过发射端发出数字信号。接收端设置A/D转换,输出所需要电压。
保护及告警
为保护遥控端的电池,可以使用三个电阻和一个电容组成一个电池电压的检测装置,在程序中设置一个电压数值,这个数值与检测到的电压值比较,小于设定值时,芯片强制不工作。为防止电源出现故障或是其他问题而毁坏设备,可以使用一个电压检测传感器或是脉冲检测,检测值经电容电阻的处理,传至芯片,有芯片程序判断,控制常闭继电器断电。同时程序还具有断电记忆功能。告警提示使用LED灯光和蜂鸣器提示。同时设置震动感应,受较大震动,设备停止工作。
8、软件部分功能
按键修改,要满足这项功能,可以使芯片中的程序与pc机程序交互,这样pc程序可以调用芯片中的程序,由芯片中的程序改写按钮功能。同时软件实行反馈机制,提高安全性能。
接收端
接收端除了接收模块,还有电源,告警等电路。
电源
考虑到工业环境复杂,电源提供繁杂,为此,电路采用宽电压设计,电路分为两部分,直流和交流。直流主要采用DC-DC电路与稳压块。交流采用AC-DC,输出的电压,直接接入直流电源部分。电源部分设置过流保护。
告警
设备告警使用大功率蜂鸣器和闪烁灯,所产生的故障,皆会有告警提示。
模拟信号输出
如是发射端实现不了模拟信号的,接收端采用电路板模块化设计,不同电路板输出不同的电压,以满足需求。
开关电路
此部分电路主要用于强电设备的控制,开关机构由继电器组成。这部分采用模块设计,控制由多个电路板组成。
三、项目时间安排
本设计从进程上大致分八个阶段:
1、前期准备(3天) 前期准备有一些相关资料的查找,如重要元器件的参数、规格。
2、设计方案论证(2天)
3、芯片选型(1天) 确定主控芯片,驱动芯片,内存芯片或是拓展芯片的型号,获取相关资料。
4、电路原理图绘制(17天)
5、元器件购买及PCB图绘制(7天)
6、系统程序编写调试(25天)
7、样品焊接(3天)
8、样品上电调试(10天)
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