无线操控多路阀电机设计方案(必威体育精装版)1.doc

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 2012年3月30日 无线操控多路阀电机设计方案 一 主要技术要求 1、环境条件 1．外接电源220V 2．相对温度：-10℃~65℃ 3．环境湿度：0~88% 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+。 2．315MHZ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,15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、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了。 1、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（一般由低速）时二种负载均要考虑，加 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= Ω·M Ω=2π·n/60 P=2πnM/60 其 P 为功率单位为瓦，Ω 为每秒角速度，单位为弧度，n 为每分钟转速，M 为力矩单位为牛顿·米 P=2πfM/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 外， 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 50V,110B YG 采用高于直流 80V），当然 12 伏的电压除 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,或采用高细 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4×4矩阵键盘，行列式矩阵键盘只需N条行线和M条列线即