基于單片機的電梯控制系統(tǒng),其原理實現(xiàn)并不難,通過采集按鍵選擇停留的樓層,單片機系統(tǒng)結(jié)合樓層信息,控制電動機轉(zhuǎn)動,控制電梯停留在相應(yīng)的樓層。電梯控制系統(tǒng)真正的難點在于安全可靠性方面,畢竟電梯涉及到人身安全,系統(tǒng)對安全可靠性是非常高的。
大家經(jīng)常坐電梯,對電梯多少有一定的了解:
電梯主要由電機、箱體、自動門、電纜、電梯導(dǎo)軌、樓層傳感器、重力傳感器、門口傳感器、按鍵、顯示、攝像頭、系統(tǒng)控制器等構(gòu)成。電機用于控制電梯升降;電梯導(dǎo)軌規(guī)定箱體的運行軌跡;按鍵用于采集用戶上樓、下樓或電梯樓層信息;樓層傳感器用于識別樓層信息;重力傳感器用于采集重量,判斷是否超載;系統(tǒng)控制器負責(zé)按鍵信息、樓層信息、重量信息、各種故障信息等采集,控制電機運轉(zhuǎn),負責(zé)開門、關(guān)門,超載報警,樓層顯示,狀態(tài)數(shù)據(jù)儲存,以及各種故障處理等。
當(dāng)一個人走到電梯門口時,按上升或下降按鈕,系統(tǒng)采集到該樓層的相應(yīng)信號,控制電機將箱體運行到指定樓層,然后開門,人進去后會自動關(guān)門(電梯的門打開后不管是否有人進入幾秒后都會自動關(guān)門,除非檢測到門當(dāng)中有物體或超載),電梯內(nèi)會進行實時重量檢測,當(dāng)超載時會自動報警。進入電梯后關(guān)門按相應(yīng)的樓層信息按鈕,系統(tǒng)檢測到相應(yīng)的信息后控制電機將轎廂運行到指定位置,開門。
看似不復(fù)雜,其實電梯共有八大系統(tǒng):曳引系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)、轎廂、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)。曳引系統(tǒng)就是輸出傳動力控制電梯運行;導(dǎo)向系統(tǒng)就是由導(dǎo)軌、導(dǎo)軌架等組成,指定箱體的運行軌跡;門系統(tǒng)負責(zé)開門、關(guān)門將樓層與電梯內(nèi)部封住;重量平衡系統(tǒng)用于確保轎廂內(nèi)的重量在限定的范圍之內(nèi),保證曳引傳動正常;電力系統(tǒng)為電梯提供動力,控制電梯運行速度;電氣控制系統(tǒng)最要對整個電梯運行實施操縱和控制;安全保護系統(tǒng),用于確保電梯安全,發(fā)生意外故障時能夠及時停止。
了解電梯的基本功能后怎么使用單片機做電梯系統(tǒng)控制呢?
下面以51單片機為例進行實例講解:
單片機的外圍電路有:
按鍵采集電路,按鍵除了電梯內(nèi)的樓層按鍵之外,還有電梯內(nèi)的開門、關(guān)門按鍵以及每個樓層外的上樓、下樓按鍵(1樓除外,只有上樓按鍵)。
樓層顯示電路,可用LCD屏或數(shù)碼管組成,顯示電梯運行當(dāng)前樓層信息。
報警電路,由蜂鳴器組成,用于超載或故障報警。
樓層采集電路,可由紅外發(fā)射、接收管組成,用于定位具體樓層。
電機驅(qū)動電路,用于控制電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止,以及調(diào)速。
重力傳感器,實時采集電梯內(nèi)的重量,防止超載。
開門、關(guān)門電路,用于控制電梯內(nèi)外門開、關(guān)、停。
光電傳感器電路,用于判斷電梯門口是否有人,以防關(guān)門時被夾。
上圖為其原理框圖,單片機通過采集按鍵編碼用于識別用戶想要去的樓層或者進電梯、開門、關(guān)門等信號采集,通過單片機系統(tǒng)編程處理控制電機運轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)),使電梯上升或下降到達指定位置;當(dāng)超載或故障時驅(qū)動蜂鳴器工作,發(fā)出報警聲;LCD或數(shù)碼管實時顯示單片機通過紅外傳感器采集到的樓層信息,下圖為參考原理圖。
總結(jié):上圖只是一個使用單片機模擬的電梯控制系統(tǒng),原理功能上并不難,外圍電路也很常用。在實際應(yīng)用中,難點在于安全可靠性方面,系統(tǒng)遇突發(fā)狀況時如何通過算法處理,確保人身安全是最重要的!