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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 運(yùn)動(dòng)部件卡住報(bào)警器(應(yīng)用實(shí)例礦車剎車加力器活塞卡住報(bào)警器) [打印本頁(yè)]

作者: 1五湖四海1 時(shí)間: 2015-4-18 10:40
標(biāo)題: 運(yùn)動(dòng)部件卡住報(bào)警器(應(yīng)用實(shí)例礦車剎車加力器活塞卡住報(bào)警器)
本帖最后由 1五湖四海1 于 2015-4-18 10:49 編輯

我這小項(xiàng)目是為了解決運(yùn)動(dòng)的活塞是否被卡住而設(shè)計(jì)的。在實(shí)際中汽車剎車系統(tǒng)出現(xiàn)故障容易造成重大事故發(fā)生。我們的礦車有兩個(gè)加力器，如果一個(gè)加力器出現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)發(fā)現(xiàn)是可以避免事故的發(fā)生,。所以制作這個(gè)運(yùn)動(dòng)部件卡住報(bào)警器對(duì)安全是很有必要的。

實(shí)現(xiàn)原理上用一個(gè)能夠檢測(cè)距離的模擬量傳感器,�,？刂破飨扰袛噙\(yùn)動(dòng)部件是否受人為控制開(kāi)始運(yùn)動(dòng),，如果部件開(kāi)始運(yùn)動(dòng),，控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器每隔一段時(shí)間采集一次距離,，控制器計(jì)算前后兩次采集距離值是否一樣,，就可以判斷運(yùn)動(dòng)部件是否被卡住不動(dòng)了。下面介紹下用到的器件和具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),。

距離傳感器用的是光電模擬量輸出傳感器,，檢測(cè)范圍在10mm——100mm。如下圖中兩個(gè)圓柱形的便是距離傳感器,。

[attach]350378[/attach][attach]350381[/attach]

控制器用的是ARM cortek M3 STM32f103,，有人會(huì)問(wèn)為什么要用這個(gè)高性能的處理器呢？我認(rèn)為現(xiàn)在已經(jīng)不是51單片機(jī)是世界了,，51單片機(jī)沒(méi)有AD轉(zhuǎn)換器,，需要外接AD轉(zhuǎn)換器，代碼需要從零開(kāi)始寫(xiě),。而ARM cortek M3 里面有10bit AD轉(zhuǎn)換器，有大量的寫(xiě)好的庫(kù)函數(shù)可以調(diào)用,，可以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間,。他們的價(jià)格差不多為什么不選STM32f10。這次用的是現(xiàn)成的STM32f103最小系統(tǒng)板,。如上圖

代碼設(shè)計(jì)上用到了兩個(gè)定時(shí)器中斷,，一個(gè)定時(shí)器每隔200ms采集一次距離值，另一個(gè)發(fā)生故障時(shí)每隔500ms報(bào)警一次,，用到的算法有AD軟件濾波,，采集500次距離值后，用冒泡排序法去掉最大值和最小值后,，再求平均數(shù)算出距離值,，這時(shí)采集的距離值很準(zhǔn)。剩下的就是用if else編寫(xiě)的邏輯判斷了,。調(diào)試時(shí)用到了printf（）庫(kù)函數(shù),，結(jié)合電腦串口調(diào)試助手調(diào)試代碼。調(diào)試代碼如下圖,，部分程序代碼在最下面

[attach]350377[/attach][attach]350379[/attach]

完成的控制器如上圖,，正常工作時(shí)指示燈和蜂鳴器不亮也不響，如果活塞被卡住時(shí)聲光報(bào)警,。

[attach]350380[/attach]

上圖是加力器,，它是用氣頂動(dòng)油完成輸出二倍力的器件。如果活塞卡死這個(gè)報(bào)警就會(huì)報(bào)警提示故障,。

下面是代碼是主函數(shù)代碼最下面有全部代碼如果有問(wèn)題可以和我交流,，QQ：835358518 微信：hm15041303104

#include <stm32f10x_lib.h>

#include "sys.h"

#include "usart.h"

#include "delay.h"

#include "led.h"

#include "key.h"

#include "exti.h"

#include "wdg.h"

#include "timer.h"

#include "adc.h"

#include "alarm.h"

#define LIM 5 //卡住判斷參數(shù)

#define TREAD 2 //踩剎車

#define LOOSEN 1 //松剎車

#define CLEAR 3 //清除

#define DIFFERENCE 50 //回差

u16 lim_value = 1800; //極限報(bào)警值

u16 max_value_l = 1000, max_value_r = 1000; //踩剎車標(biāo)志值

u16 min_value_l = 3000, min_value_r = 3000; //松剎車標(biāo)志值

u8 count = 0; //設(shè)置剎車標(biāo)志防干擾計(jì)數(shù)

u8 lock_count; //卡住時(shí)計(jì)數(shù)防干擾處理

u16 distance_l[2] = {0,0}; //卡住比較數(shù)組

u16 distance_r[2] = {0,0};

u8 i = 0; //采集數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)變量

bool brake_state_l, brake_state_r; //剎車狀態(tài)標(biāo)志位

bool lock_alarm_l, lock_alarm_r, lock_alarm; //卡住報(bào)警標(biāo)志位

u16 value_buf[N]; //濾波求平均緩存

u32 sum; //濾波求平均總和緩存

u16 temp; //濾波求排序緩存

//判斷是否活塞卡住

bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value);

void data_collection(void); //數(shù)據(jù)采集

/**

主函數(shù)

int main(void)

{

bool lim_alarm_l, lim_alarm_r; //超限警報(bào)標(biāo)志位

Stm32_Clock_Init(9); //系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置

delay_init(72); //延時(shí)初始化

uart_init(72,9600); //串口1初始化

LED_Init();

Adc_Init();

Timer2_Init(5000,7199); //定時(shí)報(bào)警

Timer3_Init(2000,7199); //定時(shí)采集ADC

// Timer4_Init(5000,7199); //定時(shí)打印

while(1)

{

lim_alarm_l = isOverrun(distance_l[0]); //返回超限標(biāo)志

lim_alarm_r = isOverrun(distance_r[0]);

//返回剎車中標(biāo)志

brake_state_l = isBrake_state(distance_l[0], max_value_l, min_value_l);

brake_state_r = isBrake_state(distance_r[0], max_value_r, min_value_r);

//報(bào)警處理函數(shù)

Alarm_dispose(lim_alarm_l, lim_alarm_r, lock_alarm);

}

/**

定時(shí)器2中斷服務(wù)程序

功能：發(fā)生定時(shí)中斷控制蜂鳴器報(bào)警

void TIM2_IRQHandler(void)

{

if(TIM2->SR&0X0001) //溢出中斷

{

BUZZER = 0;

delay_ms(100);

BUZZER = 1;

}

TIM2->SR&=~(1<<0); //清除中斷標(biāo)志位

}

/**

定時(shí)器3中斷服務(wù)程序

功能：發(fā)生定時(shí)中斷時(shí)采集ADC數(shù)據(jù)，并根據(jù)判斷活塞是否卡住

void TIM3_IRQHandler(void)

{

if(TIM3->SR&0X0001)//溢出中斷

{

if( ( lock_alarm_l && brake_state_l) || ( lock_alarm_r && brake_state_r) )

lock_alarm = 1;

else

lock_alarm = 0;

data_collection(); //數(shù)據(jù)采集后判斷是否活塞卡住

}

TIM3->SR&=~(1<<0); //清除中斷標(biāo)志位

}

/**

功能：1.判斷左活塞是否卡住

2.設(shè)置剎車標(biāo)志

bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value)

{

u8 motion;

if( (distance_one-distance_zero) > 5) //松剎車標(biāo)志

motion = LOOSEN;

if( (distance_one-distance_zero) < -5) //踩剎車標(biāo)志

motion = TREAD;

if( ( (distance_one-distance_zero) < LIM) && ( (distance_zero-distance_one) < LIM) )

{

踩剎車時(shí)動(dòng)態(tài)設(shè)置最小值剎車標(biāo)志*/

if(motion == TREAD)

/* 如果這次值比上次設(shè)置的標(biāo)志值小說(shuō)明上次是卡住值,，更新最小值標(biāo)志*/

if(distance_zero+DIFFERENCE < *min_value )

*min_value = distance_zero+DIFFERENCE;

松剎車時(shí)動(dòng)態(tài)設(shè)置最大值剎車標(biāo)志*/

if(motion == LOOSEN)

/* 如果這次值比上次設(shè)置的標(biāo)志值大說(shuō)明上次是卡住值,，更新新的標(biāo)志*/

if(distance_zero-DIFFERENCE > *max_value )

count++; //防干擾計(jì)數(shù)

if(count > 1)

{

*max_value = distance_zero-DIFFERENCE;

count = 0;

}

motion = CLEAR; //清除剎車標(biāo)志

if( brake_state ) //剎車時(shí)如果卡住開(kāi)始計(jì)數(shù)

lock_count++;

if( lock_count >= 5 ) //計(jì)數(shù)五次后報(bào)警位置位

{

lock_count = 5;

return TRUE;

}

else

{

// lock_alarm = 0;

lock_count = 0;

return FALSE;

}

/**

功能：判斷活塞是否卡住數(shù)據(jù)采集函數(shù)

void data_collection(void)

{

u16 distance_zero, distance_one;

filter(ADC_CH0);

distance_l = sum;

delay_ms(20);

filter(ADC_CH1);

distance_r = sum;

i++;

if(i > 1) //采集了兩組數(shù)據(jù)后判斷一次是否卡住

{

i = 0;

distance_zero = distance_l[0];

distance_one = distance_l[1];

lock_alarm_l = is_stuck(distance_zero, distance_one, brake_state_l, &max_value_l, &min_value_l);

distance_zero = distance_r[0];

distance_one = distance_r[1];

lock_alarm_r = is_stuck(distance_zero, distance_one, brake_state_r, &max_value_r, &min_value_r);

// d_value = distance_l[1]-distance_l[0];

// printf("%d,%d\n", motion_l, motion_r);

printf("%d,%d,%d,%d\n",max_value_l,min_value_l,max_value_r,min_value_r);

// printf("%d,%d,%d,%d\n",lock_alarm_l, lock_alarm_r ,lock_count_l, lock_count_r);

// printf("%d,%d,%d,%d\n",distance_l[0],distance_l[1],distance_r[0],distance_r[1]);

// printf("%d,%d\n",distance_l[1]-distance_l[0],distance_r[1]-distance_r[0]);

// printf("%d\n",distance_r[1]-distance_r[0]);

}

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[attach]350382[/attach]
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作者: 竹桿捅飛機(jī) 時(shí)間: 2015-4-18 11:10
贊

作者: huhaofei 時(shí)間: 2015-4-18 11:19
大俠用的啥編程軟件,？c++嗎？

作者: 龍游大海 時(shí)間: 2015-4-18 15:37
好像很復(fù)雜的

作者: 925269815 時(shí)間: 2015-4-18 15:43
贊贊贊

作者: 那年丶哥很帥 時(shí)間: 2015-4-18 16:57
代碼什么的就看不懂了

作者: 1五湖四海1 時(shí)間: 2015-4-18 17:22
開(kāi)發(fā)軟件是用keil 4,編寫(xiě)語(yǔ)言是用c

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