自动门智能控制系统可以分为三个相互配合的子系统,除了上面提到的人进出检测部分之外,还需要自动门开关序列产生及MSP432控制这两个部分有效配合。
本项目使用的器件清单如表10-3所示。
表10-3 器件清单
1)限位传感器模块
限位传感器模块如图10-2所示,引脚VCC为电源正极,GND为电源地,OUT为输出信号。模块中电路使用直流3.3 V/5 V作为工作电源。
图102 限位传感器
叉状结构两端分别有红外发射头和接收头。当两端之间未受不透光物体阻隔,OUT输出低电平(~0 V),否则输出高电平(~3.3 V)。为了方便观察,模块板上有LED指示灯,红外光束不受阻隔时灯亮,否则灯灭。
2)电机控制板
电机控制板工作原理如图10-3所示。
图10-3 电机控制板工作原理示意
图10-3是电机控制板的工作原理示意图。对外接口面向三个方面,分别接LEGO电池盒、LEGO电机和MSP432 LaunchPad。面向LEGO电池盒的接口有2个有效引脚,分别接电池组(6节5号电池串联,电压9V)的正极和负极,图10-3中标注为+9 V和+9 V_GND。面向LEGO电机的接口也有2个有效引脚,分别接直流电机的两端,图10-3中标注为DRV1和DRV2。面向MSP432 LaunchPad的接口同样有2个有效引脚,可分别接MSP432 LaunchPad的两个数字I/O引脚,用于输出(OUTPUT),图10-3中标注为CTL1和CTL2。
电机控制信号方式如表10-4所示。
表10-4 电机控制信号方式
图10-4 电机控制板实物图
电路控制板下方并排安装了两个IDC型插座,两者对应位置的引脚是相同的,所以两者作用相同,可方便地用于接力式级联。图10-4中每个IDC插座10个引脚按照从右到左,从上到下依次编号为1,2,3,…,9,10。电机控制板的接口插座引脚分配及实物连接分别如表10-5和图10-5所示。
表10-5 电机控制板IDC10接口插座引脚分配
图10-5 电机控制板与电池盒、电机的连接
3)限位传感器焊接电路
限位传感器模块在使用时,为了固定和连接方便,需要为其准备独立的电路搭建板。在项目设计初期选用了一块小面包板和杜邦线搭接电路。当竖着绑在门框上时,很容易脱落。后改用洞洞板、导线和IDC10插座焊接了电路板,元件位置可灵活摆放和调整,器件和导线连接稳定。绑扎线穿过洞洞板上的洞孔可以把电路板固定在门框上。(www.xing528.com)
限位传感器安装焊接图一(见图10-6)上焊接了两个IDC10插座,两者对位引脚相通,1号引脚连接限位传感器的OUT;9号和10号引脚并接短路,连接限位传感器VCC;7号和8号引脚并接短路,连接限位传感器GND。限位传感器安装焊接图二(见图10-7)上焊接了一个IDC10插座,2号引脚连接限位传感器的OUT;9号和10号引脚并接短路,连接限位传感器VCC;7号和8号引脚并接短路,连接限位传感器GND。
图10-6 限位传感器安装焊接图一
图10-7 限位传感器安装焊接图二
4)红外传感器
红外传感器选用的是PA-465吸顶式双元红外移动探头(见图10-8),其核心是一个双元热释红外传感器。该器件检测到人走近时,会产生一个3 s的脉冲信号。工作电压9~16 V,为此选用了TI提供的一款HPI-1000多功能口袋仪器,它可以通过移动电源供电,产生提供15 V的电源。
图10-8 PA-465吸顶式双元红外移动探头
5)电路板的接力式级联
图10-9为电路板的接力式级联。
图10-9 电路板的接力式级联
项目作品包含多块各种功能的电路板,它们与MSP432 LaunchPad都有连接。为了提高作品的整体美观性,采用了电路板间接力式级联的方案,使得连线紧凑有序,也有利于提高连接可靠性。2块限位传感器电路板和电机控制板上,均焊接了IDC10插座,通过级联所有IDC10插座对位引脚都是相通的。表10-6列出了各电路板信号(包括电源)被分配占用10芯连线的情况。
表10-6 IDC 10芯连线中信号位置分配
图10-9中没有显示红外传感器,实际搭建模型时只用了一个红外感应传感器,用于检测是否有人要进门。另外由于门比较窄,门移动距离比较短,加上为了布线的方便,两个限位传感器安装在门的同一侧,上面的为关门传感器,下面的为开门传感器;当开门到位后,两个传感器都输出高电平(1);当关门时,门逐渐远离限位传感器,当上面的传感器信号由高电平转换为低电平(0),停止关门。
6)MSP432 LaunchPad引脚配置
实验作品中各种功能电路板的接口信号(含电源)一旦在排线电缆中分配好,就不方便频繁调整改变。然而,由于硬件或软件优化设计的需要,时常要变动这些信号与单片机引脚的连接。故在靠近单片机的一侧设置了一个简易“配线板”,如图10-10所示。表10-7是该例配线的各信号对应情况。
图10-10 单片机引脚信号配线实例
(a)信号配线板制作;(b)在作品中的形态
表10-7 MSP432 LaunchPad与IDC10插座引脚分配
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。