微型电梯模型的设计毕业设计说明书

毕业设计说明书题目：微型电梯模型的设计产品设计工艺设计方案设计√类型：学生姓名：________________________________学号：_______________________________学院：_______电子信息工程学院_________________________专业：_____物联网应用技术___________________________班级：______________________________学校指导教师：________________________2015年4月15日摘要电梯是现代楼宇中必不可少的载人工具，随着现在我国现代化的高速发展，楼宇建造的高速发展，必定是向空间发展、智能化方向发展，而电梯则是必不可少的一个载体，现在的电梯都是层楼继电器控制，有时会有一些不方便，我们希望以红外壁障传感器来感应楼层和乘客的位置，使未来的电梯向智能化发展。目录1.微型电梯模型的设计的背景与意义现在我国经济的高速发展，各地区城市化的逐步扩大，都市人的生活水平、物质需求也是越来越高，住房也是向着大面积发展，因此向空间发展成了现在建房的方向；因此电梯在现在楼宇中显得愈发重要，现在的电梯大多是通过层楼继电器来控制电梯的楼层,我们所设计的电梯是用红外感应来进行楼层控制和载人，让电梯更具智能化。2.智能电梯系统2.1智能电梯功能三层智能电梯在通电后，首先布置在一楼、二楼的红外壁障感应传感器会检测电梯的位置，然后根据检测把电梯停到默认楼层。我们通过3个按键来控制3个楼层，以及通过LED灯显示楼层位置。当我们按下一个按键时，把数据传递给arduino主控板，同时红外传感器检测位置，把信号也传入arduino主控板，然后进行数据对比，如果一致，电梯停止，当不一致时，根据二个数据的对比，把需要正或者反的信号传递给舵机，同时红外传感继续检测，当电梯位置使按键信号与红外信号一致时电梯停止运行。2.2智能电梯系统设计2.2.1电梯设计流程图按键按键舵机2个红外壁障传感器ArduinoUno舵机2个红外壁障传感器ArduinoUnoLED灯LED灯2.2.2电梯电路设计原理图2.2.3材料清单元件型号数量（个/份）价格（元）Arduino板Arduinouno128红外壁障传感器主动反射型29舵机DS04-NFC130按键、LED轻触开关/二极管4/30.5定滑轮30414.5电梯模型材料荷木棒、木片、木板1183.智能电梯硬件部分3.1arduino主控模块我们主控模块采用的arduinounor3，其MCU为ATmega328，工作电压5V，输入电压7-12V，IO数量14，模拟输入IO个数6，PWM为6；我们这次用到了数字IO2、3、4、5、6、7、9以及模拟IOA0、A1。3.2红外感应模块选型红外探测器按其工作模式可大致分为主动式与被动式。选型一．主动式红外探测器自带红外光源，通过对光源的遮挡、反射、折射等光学手段可以完成对被探测物体位置的判别。选型二．被动式红外探测器本身没有光源，通过接受被探测物体的特征光谱辐射来测量被探测物的位置、温度或进行红外成像。主动式被动式当然为了更实时的检测电梯，我们采用的是选型一，主动式。3.3舵机模块舵机模块是我们通过其正反转来控制电梯的上下的，那么我们到底是选择360度舵机还是180度舵机呢？360度舵机就是一个普通的直流电机+一个电机驱动板的组合，所以它只能连续旋转，不能定位，也没法知道它的角度和圈数（除非自己在舵机外面加装其它传感器）。180度舵机是PWM控制它的旋转角度，500-2500us的PWM对应控制180度舵机的0-180度，是一一对应的，一个PWM值对应舵机的一个角度。180度舵机360度舵机型号SG90型号MG946R尺寸21.5mmX11.8mmX22.7mm尺寸40.7*19.7*42.9mm扭矩1.2-1.4kg/cm(4.8V)扭矩10.5kg/cm(4.8V),13kg/cm(6V）工作电压4.8V-6V工作电压4.8-7.2V无负载速度0.12sec/60degree(4.8V)无负载速度0.20sec/60degree(4.8v)0.17sec/60degree(6.0v)本次我们的设计由于没有使用PWM控制舵机的角度，只用到调速和控制转向；为了让电梯有更强大的牵拉功能，我们选用的是360度舵机。180度舵机360度舵机3.4按键LED模块我们使用按键来控制电梯的位置，并通过LED显示出来；arduino板通过按键的输入信号同红外壁障的输入信号进行匹配，当信号一致时，证明电梯在对应的楼层，并且LED显示相应的楼层。我们采用的是四脚轻触开关和二极管。调试程序源代码voidsetup(){myservo.attach(9);Serial.begin(9600);pinMode(A0,INPUT);pinMode(A1,INPUT);pinMode(button1,INPUT);pinMode(button2,INPUT);pinMode(button3,INPUT);pinMode(ledPin4,OUTPUT);pinMode(ledPin5,OUTPUT);pinMode(ledPin6,OUTPUT);}intSearch(){intlevel;if(digitalRead(Sensor_1)==0)level=1;if(digitalRead(Sensor_2)==0)level=2;if(digitalRead(Sensor_1)==1&&digitalRead(Sensor_2)==1)level=3;if(digitalRead(Sensor_1)==0&&digitalRead(Sensor_2)==0)level=0;return(level);}int

KeyScan()

{

int

k1=0;

int

k2=0;

buttonState1

=

digitalRead(button1);

buttonState2

=

digitalRead(button2);

buttonState3

=

digitalRead(button3);

k1=buttonState1+buttonState2*2+buttonState3*4;

if(k1!=7)

{

delay(10);

buttonState1

=

digitalRead(button1);

buttonState2

=

digitalRead(button2);

buttonState3

=

digitalRead(button3);

k2=buttonState1+buttonState2*2+buttonState3*4;

if(k1==k2)

{

if(buttonState1==0)

digitalWrite(ledPin4,HIGH);

else

digitalWrite(ledPin4,LOW);

if(buttonState2==0)

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else

digitalWrite(ledPin5,LOW);

if(buttonState3==0)

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else

digitalWrite(ledPin6,LOW);

if(k1==6)

return(1);

if(k1==5)

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if(k1==3)

return(3);

}

}

return

0;

}voidloop(){intkey,level;myservo.write(91);delay(10);level=Search();key=KeyScan();if(level!=key&&key!=0&&level!=0){if(level==3){if(key==2){while(1){myservo.write(posDown);if(Search()==2){myservo.write(91);break;}}}if(key==1){while(1){myservo.write(posDown);if(Search()==1){myservo.write(91);break;}}}}if(level==2){if(key==3){while(1){myservo.write(posUp);delay(3000);myservo.write(91);break;}}if(key==1){while(1){myservo.write(posDown);if(Search()==1){myservo.write(91);break;}}}}if(level==1){if(key==2){while(1){myservo.write(posUp);if(Search()==2){myservo.write(91);break;}}}if(key==3){while(1){myservo.write(posUp);if(Search()==2){myservo.write(posUp);delay(4000);break;}}}}}}4.结论我们这次的设计是让按键和红外传感器通过arduino驱动板控制舵机的系统。它可以实现电梯的匀速上下运行和精准感应位置，这次的设计理念就是功能明确、操作方便，以精简的程序和硬件实现电梯功能；在这个过程中，作品的设计、硬件的选择、程序的调试、以及成品的包装每一部分我都经历了从不会到会的过程，在完成这个设计作品时，真是有很大的满足感和收获感。因为这是一个综合的设计作品，我们在最开始的分工到逐步的合作，我们一起攻关，从我们自己的知识到课本，再到网络论坛，再到请教老师，我们一起学到了许多知识，最终完成了这个设计作品。致谢