小功率工業(yè)遙控器的研制
摘要:介紹一種應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的具有高可靠性的無(wú)線遙控器的研制開(kāi)發(fā)。遙控器有手持發(fā)送器與被控接收器兩部分組成。被控接收器接收遙控器的信號(hào),然后控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行。該遙控器是為了提高物流運(yùn)輸中電動(dòng)葫蘆以及行車的控制的安全性和方便性而開(kāi)發(fā)的。經(jīng)過(guò)改進(jìn)也可用于其他設(shè)備的控制以及家庭使用,有較好的擴(kuò)展性。
關(guān)鍵詞:無(wú)線遙控,低功耗,HAC-UP數(shù)傳模塊,繼電器―交流接觸器
在一個(gè)公司的物流系統(tǒng)中,物體的搬運(yùn)是一個(gè)大系統(tǒng)。而物體的搬運(yùn),一般都要用到電動(dòng)葫蘆以及行車這兩種工具。由于電動(dòng)葫蘆與物品需要移動(dòng),操作人員必須拿著手持控制器隨物品的移動(dòng)而走動(dòng),而手持控制器也要拉著長(zhǎng)長(zhǎng)的一捆線,這樣操作人員操作起來(lái)既不方便也很不安全。因此,一般公司及需要一種又安全、方便并且價(jià)格不是太昂貴的工業(yè)遙控器。從目前情況來(lái)看,國(guó)內(nèi)外這方面的產(chǎn)品不是很多。在國(guó)外,主要有德國(guó)及臺(tái)灣的幾家公司在開(kāi)發(fā),但是他們的價(jià)格相對(duì)比較貴,一般都在3000元每套以上;而在國(guó)內(nèi)只有江蘇的江陰凱澄起重機(jī)械有限公司在做該類產(chǎn)品,并且該產(chǎn)品還有很多不完善的地方。基于這種情況,我們?cè)O(shè)計(jì)了這款遙控器,經(jīng)過(guò)廠方的試用,反映較好,達(dá)到了很好的可靠性,在節(jié)能方面也做得不錯(cuò),兩節(jié)五號(hào)堿性電池能夠工作一年以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
1.無(wú)線數(shù)傳模塊HAC―UP簡(jiǎn)介
在我們所做的這款工業(yè)遙控器中,我們直接采用了深圳華奧通信技術(shù)有限公司的無(wú)線數(shù)傳模塊HAC―UP24。該無(wú)線數(shù)傳模塊基于FSK的調(diào)制方法,采用高效前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù),在信道誤碼率為10-2時(shí),可得到實(shí)際誤碼率為10-5-10-6。HAC―UP具有低功耗及休眠功能。接收情況下,電流10mA,發(fā)射電流30mA,休眠電流10uA,故非常適合于電池供電的產(chǎn)品。經(jīng)實(shí)際測(cè)試,我們所開(kāi)發(fā)的這款遙控器產(chǎn)品性能優(yōu)良。
2.系統(tǒng)硬件組成
此款小功率遙控器有兩部分組成,其一是手持端發(fā)送器,另一是控制端接收器。手持端負(fù)責(zé)發(fā)送操作人員所發(fā)出的命令,控制端接收手持端的命令并執(zhí)行相應(yīng)的命令。
手持端采用電池供電,所以其功耗就顯得十分重要,是整個(gè)遙控器手持端的靈魂所在?;诖朔N原因,我們從硬件和軟件兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)其低功耗的要求。從器件原則上,我們一律采用低功耗的CMOS芯片,單片機(jī)采用的是低功耗的,低電壓供電的(3.6V),有完全掉電模式的,自帶看門狗電路的,自帶電壓比較器的,自帶鍵盤(pán)中斷電路的飛利浦單片機(jī)P89LPC932,低功耗的無(wú)線數(shù)傳模塊HAC-UP24以及其他一些外圍輔助電路。采用內(nèi)部集成各種功能的飛利浦單片機(jī)P89LPC932可以減少電路板的面積,且有利于降低系統(tǒng)的功耗。 系統(tǒng)組成框圖如下:
控制接收端與強(qiáng)電系統(tǒng)直接相掛接,因此各種干擾將會(huì)非常多,所以其可靠性與抗干擾性就顯得十分重要,它是系統(tǒng)能夠投入的基礎(chǔ)。為此,我們從硬件、軟件等方面下了大功夫。由于行車及電動(dòng)葫蘆的滑行,實(shí)際供電電源會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)斷電的情況,故在電源引線上并聯(lián)了了大容量的電容進(jìn)行續(xù)電,實(shí)踐證明,這一步非常重要。然后進(jìn)行整流,濾波。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的供電電源并不夠理想,干擾情況比較嚴(yán)重,故又增加了DC-->DC變換器提高電源質(zhì)量。由于系統(tǒng)的輸出是驅(qū)動(dòng)繼電器―接觸器系統(tǒng),進(jìn)一步控制電機(jī)的運(yùn)行,因此必須進(jìn)行弱電、強(qiáng)電系統(tǒng)隔離,我們采用日本惠普公司的光電耦合器TIP521-4。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾太大了,經(jīng)常有脈沖干擾出現(xiàn),因此不能采用使用下降沿鎖存的一系列芯片,比較74LS244。實(shí)踐證明,該類產(chǎn)品在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。綜合上面所述,我們的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)框圖如下:
3.系統(tǒng)軟件原理
手持端最重要的一點(diǎn)就是怎樣實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗,故在軟件上我人也采取了一系列措施。
由于單片機(jī)P89LPC932是一種低功耗芯片,其典型的工作電流是10mA(4-12M晶振,3.6V工作電壓),而其掉電電流僅只有1uA,因此非常適合于電池供電的系統(tǒng)。為了盡可能降低系統(tǒng)的功耗,我們采取了如下措施:系統(tǒng)上電后,初始化單片機(jī)P89LPC932各功能模塊,之后休眠數(shù)傳模塊HAC―UP,矩陣鍵盤(pán)掃描口線清零,最后單片機(jī)P89LPC932進(jìn)入掉電模式。當(dāng)有鍵盤(pán)按下之后,鍵盤(pán)中斷使單片機(jī)P89LPC932重新進(jìn)入正常模式,然后讀取鍵值,并喚醒數(shù)傳模塊HAC-UP發(fā)送數(shù)據(jù),開(kāi)啟看門狗定時(shí)器,看門狗定時(shí)器中斷后,查尋是否仍有按鍵,若有,則讀鍵值并發(fā)送數(shù)據(jù),若無(wú)按鍵,則發(fā)送無(wú)按鍵命令,并休眠數(shù)傳模塊HAC-UP和單片機(jī)P89LPC932進(jìn)入完全掉電模式。經(jīng)過(guò)這種功耗處理,使系統(tǒng)完全達(dá)到了我們的要求。程序流程圖如下。
評(píng)論