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電動(dòng)推桿在無人飛艇的舵面的應(yīng)用
隨著當(dāng)今生產(chǎn)力水平的飛速發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)也快速發(fā)展,對(duì)大電機(jī)的使用要求也越來越嚴(yán)格,電機(jī)油箱油位的測(cè)量技術(shù)也隨之發(fā)生改變。傳統(tǒng)對(duì)電機(jī)油箱油位的檢測(cè)是靠人為觀察或者浮子閥控制,難以實(shí)時(shí)獲取油箱液位的精確數(shù)值,不能及時(shí)采取相應(yīng)措施,易發(fā)生嚴(yán)重事故,給工業(yè)生產(chǎn)帶來不必要的重大損失,所以需要一種更穩(wěn)定、安全、有效的油位測(cè)量方式。
根據(jù)電機(jī)油箱具有密封、易燃等特點(diǎn),本文選擇采用非接觸式液位測(cè)量,提出利用超聲波傳感器和相應(yīng)模塊制作測(cè)量、顯示裝置來檢測(cè)電機(jī)油箱液位的方法。本裝置具有體積小、安裝簡(jiǎn)便、成本投入低、安全可靠,性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。 1、電機(jī)油位測(cè)量顯示裝置的設(shè)計(jì)本裝置是依據(jù)超聲波傳感器的“發(fā)出脈沖——接收回波測(cè)距”原理進(jìn)行設(shè)計(jì)的。超聲波是振動(dòng)頻率高于20k Hz的聲波,具有沿直線傳播、能穿透物體和在遇到障礙物(介質(zhì)改變)時(shí)可以反射聲波的特點(diǎn),所以本裝置是由超聲波發(fā)射探頭發(fā)射一定頻率的超聲波,超聲波在傳播過程中遇到油面時(shí)被反射回來,經(jīng)過T時(shí)間,超聲波接收探頭便能接收到從油面處反射回來的聲波。假設(shè)超聲波發(fā)射探頭到油面的距離為H,又可知聲波在空氣中的傳播速度為V,則H=V*T/2。當(dāng)測(cè)量出超聲波發(fā)射探頭到油箱底部的距離L,就可以得出被測(cè)量的油位高度h=L-H。電機(jī)油位測(cè)量顯示裝置的設(shè)計(jì)總體框圖。當(dāng)控制芯片STM32F103輸出控制信號(hào)后,由超聲波發(fā)射探頭向外發(fā)射一定頻率的超聲波信號(hào),經(jīng)油面反射,由超聲波接收探頭接收,接收到的信號(hào)作為控制芯片的輸入信號(hào),控制芯片將信號(hào)與設(shè)定值比較,并按某種控制規(guī)律對(duì)差值進(jìn)行計(jì)算,將運(yùn)算結(jié)果傳送給油位顯示電路,并根據(jù)相關(guān)設(shè)定的參數(shù)要求看是否進(jìn)行報(bào)警或驅(qū)動(dòng)油泵補(bǔ)油等相應(yīng)操作。 2、硬件電路設(shè)計(jì)本裝置硬件電路的設(shè)計(jì)主要是完成模擬電路和數(shù)字電路兩部分,包括:核心電路、超聲波發(fā)射電路、超聲波接收電路、油位顯示電路、報(bào)警電路、驅(qū)動(dòng)電路和矩陣按鍵電路等設(shè)計(jì)。 2.1、核心電路核心電路主要由五部分組成,而每部分具有各自的特點(diǎn)。核心電路接線圖如圖2所示,主要包括復(fù)位、晶體振蕩器、TTL電平串口、通用I/O口、電源與接地等組成部分。 2.2、超聲波發(fā)射電路在超聲波的發(fā)射電路中,采用555時(shí)基電路作為超聲波脈沖信號(hào)發(fā)生器。控制芯片從管腳PB0輸出控制信號(hào),經(jīng)高速光電耦合器隔離,將該信號(hào)送入555時(shí)基電路,然后利用555時(shí)基電路產(chǎn)生40k Hz的超聲波,再將40k Hz的超聲波送入超聲波發(fā)射探頭發(fā)射。本裝置中使用的控制芯片STM32F103系統(tǒng)電源電壓為3.3V,555定時(shí)器的電源電壓是12V。 2.3超聲波接收電路超聲波的接收電路主要使用的是CX20106芯片,它是一款紅外線檢波接收專用芯片。當(dāng)超聲波接收探頭接收到40k Hz的信號(hào)時(shí),使用CX20106集成芯片對(duì)40k Hz信號(hào)進(jìn)行放大、濾波,然后在輸出端產(chǎn)生一個(gè)低電平下降脈沖,這個(gè)脈沖連接到控制芯片的管腳PB1作為信號(hào)輸入。 2.4、液位顯示電路液位顯示電路選擇的是LCD1602顯示模塊,它是專門顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。具有操作簡(jiǎn)便、耗電量低、顯示穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 2.5、報(bào)警電路報(bào)警電路由蜂鳴器、三極管、發(fā)光二極管和一個(gè)電阻組成。當(dāng)報(bào)警電路輸入端接收到控制芯片發(fā)出的低電平信號(hào)時(shí),三極管起放大作用,然后報(bào)警裝置啟動(dòng)。當(dāng)油位過低時(shí),報(bào)警裝置啟動(dòng),L1發(fā)光二極管閃爍發(fā)光,同時(shí)油泵自動(dòng)給油箱中加油,直至油位正常,L1停止閃爍。當(dāng)油位過高時(shí),報(bào)警裝置開始運(yùn)行,蜂鳴器發(fā)出警報(bào),L2發(fā)光二極管開始以每秒一次的頻率閃爍,油泵停止工作。 2.6、驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路主要元件包括光電耦合器、雙向晶閘 |
