基于單片機(jī)的電梯控制系統(tǒng),其原理實(shí)現(xiàn)并不難,通過(guò)采集按鍵選擇停留的樓層,單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)合樓層信息,控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),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(diǎn)在于安全可靠性方面,畢竟電梯涉及到人身安全,系統(tǒng)對(duì)安全可靠性是非常高的。
大家經(jīng)常坐電梯,對(duì)電梯多少有一定的了解:
電梯主要由電機(jī)、箱體、自動(dòng)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(jī)用于控制電梯升降;電梯導(dǎo)軌規(guī)定箱體的運(yùn)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(shí)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(fù)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),負(fù)責(zé)開門、關(guān)門,超載報(bào)警,樓層顯示,狀態(tài)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存,以及各種故障處理等。
當(dāng)一個(gè)人走到電梯門口時(shí),按上升或下降按鈕,系統(tǒng)采集到該樓層的相應(yīng)信號(hào),控制電機(jī)將箱體運(yùn)行到指定樓層,然后開門,人進(jìn)去后會(huì)自動(dòng)關(guān)門(電梯的門打開后不管是否有人進(jìn)入幾秒后都會(huì)自動(dòng)關(guān)門,除非檢測(cè)到門當(dāng)中有物體或超載),電梯內(nèi)會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)重量檢測(cè),當(dāng)超載時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。進(jìn)入電梯后關(guān)門按相應(yīng)的樓層信息按鈕,系統(tǒng)檢測(cè)到相應(yīng)的信息后控制電機(jī)將轎廂運(yùn)行到指定位置,開門。
看似不復(fù)雜,其實(shí)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(hù)系統(tǒng)。曳引系統(tǒng)就是輸出傳動(dòng)力控制電梯運(yùn)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(yùn)行軌跡;門系統(tǒng)負(fù)責(zé)開門、關(guān)門將樓層與電梯內(nèi)部封??;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(dòng)正常;電力系統(tǒng)為電梯提供動(dòng)力,控制電梯運(yùn)行速度;電氣控制系統(tǒng)最要對(duì)整個(gè)電梯運(yùn)行實(shí)施操縱和控制;安全保護(hù)系統(tǒng),用于確保電梯安全,發(fā)生意外故障時(shí)能夠及時(shí)停止。
了解電梯的基本功能后怎么使用單片機(jī)做電梯系統(tǒng)控制呢?
下面以51單片機(jī)為例進(jìn)行實(shí)例講解:
單片機(jī)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(gè)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(yùn)行當(dāng)前樓層信息。
報(bào)警電路,由蜂鳴器組成,用于超載或故障報(bào)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(jī)驅(qū)動(dòng)電路,用于控制電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止,以及調(diào)速。
重力傳感器,實(shí)時(shí)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(shí)被夾。
上圖為其原理框圖,單片機(jī)通過(guò)采集按鍵編碼用于識(shí)別用戶想要去的樓層或者進(jìn)電梯、開門、關(guān)門等信號(hào)采集,通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)編程處理控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)),使電梯上升或下降到達(dá)指定位置;當(dāng)超載或故障時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作,發(fā)出報(bào)警聲;LCD或數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示單片機(jī)通過(guò)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(gè)使用單片機(jī)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(shí)際應(yīng)用中,難點(diǎn)在于安全可靠性方面,系統(tǒng)遇突發(fā)狀況時(shí)如何通過(guò)算法處理,確保人身安全是最重要的!