工業(yè)物料計數(shù)器的設(shè)計

邢 娟

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

工業(yè)物料計數(shù)器的設(shè)計

邢 娟

（鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 鹽城 224005）

本次設(shè)計的物料計數(shù)器用于工廠流水線的計數(shù)打包，每一件貨物經(jīng)傳送帶的轉(zhuǎn)動通過紅外線，數(shù)碼管上就能記一次數(shù)。當(dāng)所需打包的物品滿99件時，傳送帶停止并且警報響起提醒工人打包。打包完成后，傳送帶恢復(fù)工作狀態(tài)，警報停止報警，計數(shù)器重新開始工作，之后繼續(xù)循環(huán)工作。

自動計數(shù);紅外檢測;單片機(jī);數(shù)碼管

在我們的生活中物料計數(shù)器的應(yīng)用范圍非常廣泛，這些計數(shù)器由自動計數(shù)器，重量分選機(jī)，自動包裝機(jī)等組成，由單片機(jī)集中控制，工廠里采用流水線技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的生產(chǎn)作業(yè)，而要對生產(chǎn)線上的貨物進(jìn)行符合生產(chǎn)要求的自動計數(shù)就成為廣大生產(chǎn)廠家所關(guān)注的問題。

電子計數(shù)器已發(fā)展了很多年。以前科學(xué)工作者主要想提高計數(shù)器的計數(shù)限制,還要提高它運(yùn)行的穩(wěn)定性,這也是人們決定是否購買電子計數(shù)器價格的主要取向，現(xiàn)在這些技術(shù)日益成熟。現(xiàn)代的技術(shù)可以將其計數(shù)值的限制擴(kuò)展到非常的大。

1 系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的需要，它能應(yīng)用于工廠生產(chǎn)流水線的計數(shù)和貨物的包裝等方面，此計數(shù)器能夠?qū)崟r、精確、可靠、穩(wěn)定的工作，具有靈敏度高，制作成本低且簡單等特點(diǎn)。

系統(tǒng)主要由12V變壓器，將220V的交流電壓降為12V的安全電壓。電路是通過電源對各個小模塊進(jìn)行供電。由紅外線傳感器產(chǎn)生模擬信號，然后經(jīng)NE555構(gòu)成施密特觸發(fā)器對波形整形，信號進(jìn)入CD40110進(jìn)行計數(shù)，譯碼，驅(qū)動數(shù)碼管。最終通過數(shù)碼管顯示出來。系統(tǒng)整體框圖如圖1所示。

圖1 物料計數(shù)器整體框圖

紅外發(fā)射電路（ NE555 為核心）和紅外接收電路（ LM567 為核心）形成產(chǎn)生的計數(shù)脈沖來控制組合的紅外發(fā)射電路，計數(shù)顯示部分使用了集譯碼、驅(qū)動、鎖存、顯示為一體的芯片 CL102 。利用紅外接收發(fā)射管的功能，在紅外接收頭有紅外光電阻原理分壓可以用它的基準(zhǔn)電壓，然后通過電壓比較器可輸出高低兩種不同的電平，當(dāng)有光照射接收管的時候，紅外接收管的電阻所獲得的電壓特別大，可使電壓比較器輸出為低電平；當(dāng)無光線照射接收管的時候， 紅外接收頭電阻所獲得的電壓非常的小，能使電壓比較器輸出得到高電平，然后通過單片機(jī)進(jìn)行一系列的處理、完善，從而得到更為精準(zhǔn)的計數(shù)值。

2 主要功能模塊

2.1 發(fā)射電路

NE555在 電 路中有很重要的作用，由NE555組成的時基震蕩器產(chǎn)生抗干擾的38KHZ的調(diào)制信號，然后驅(qū)動紅外發(fā)射管PH303把38KHZ的調(diào)制信號以紅外線的形式發(fā)射出去，電路如圖2所示。

圖2 發(fā)射電路圖

圖2中，PH303是紅外發(fā)光二極管的一種，能把電能直接轉(zhuǎn)化為光能，經(jīng)過放大和信號處理之后應(yīng)用于各種控制中，它壽命長，體積小，耐震動，可靠性高；省電量，發(fā)熱少，功耗是60MW；響應(yīng)速度快，調(diào)制容易。它大多是用透明的樹脂材料封裝起來的可以最大限度的減少光線的影響。

2.2 接收電路

紅外接收電路是集紅外接收，放大，鑒頻于一身的的接收頭和一個三極管，還有幾個用于限流的電容，電阻組成的電路單元，另外還在電路中加了一個發(fā)光二極管為了能清楚是否有物體通過，同時也便于觀看它的工作狀態(tài)。在紅外遙控系統(tǒng)中，光敏晶體管和光敏二極管都是紅外線接收管。

2.3 蜂鳴器電路

蜂鳴器在系統(tǒng)中的作用就是當(dāng)傳送帶計數(shù)達(dá)到之前設(shè)置好的所需的件數(shù)時，蜂鳴器警報鈴聲開始鳴叫，以提示工人注意已經(jīng)達(dá)到自己之前設(shè)置的數(shù)值。另外，在用鍵盤設(shè)置自己所需要報警的個數(shù)時，每按一次功能按鍵開關(guān)，蜂鳴器的警報聲就響一下，或者在設(shè)置存在問題時，包裝個數(shù)小于警報個數(shù)時，蜂鳴器報警鳴叫提醒工人注意需要觀察出現(xiàn)的各種情況，設(shè)置出現(xiàn)錯誤或系統(tǒng)故障時，就不能運(yùn)行，以便于工人更快的發(fā)現(xiàn)問題并且解決它。

2.4 電源電路

在系統(tǒng)中多次用到12V的直流電源，數(shù)碼管用的是5V直流電源：蜂鳴器用的是12V直流電源。因此，直流電源的設(shè)計在系統(tǒng)中的地位舉足輕重的。2V直流電源和5V直流電源工作原理基本相同，唯一不同的是220V交流電壓經(jīng)過變壓器變壓，變成18V交流電壓，然后經(jīng)過整流橋整流之后，變成25V直流電壓之后，再用三端穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓從而得到自己所需要的值。

3 仿真結(jié)果

本設(shè)計的仿真用KEILC51和Proteus軟件聯(lián)調(diào)得到仿真結(jié)果。分析仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過物料計數(shù)器的紅外感應(yīng)裝置的物品開始計數(shù)，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)值時警報聲響起開始報警，計數(shù)完之后顯示當(dāng)前計數(shù)所得到的數(shù)值，可以自己設(shè)置復(fù)位和何時開始計數(shù)的功能，借助二極管顯示當(dāng)前所計數(shù)值，計數(shù)限制值最大是兩位數(shù)為99。

4 小結(jié)

本次設(shè)計的電路是依據(jù)生產(chǎn)生活的需要而來的，系統(tǒng)主要由12V變壓器，將220V的交流電壓降為12V的安全電壓。電路是通過電源對各個小模塊進(jìn)行供電。由紅外線傳感器產(chǎn)生模擬信號，然后經(jīng)NE555構(gòu)成施密特觸發(fā)器對波形整形，信號進(jìn)入CD40110進(jìn)行計數(shù)，譯碼，驅(qū)動數(shù)碼管，最終通過數(shù)碼管顯示出來。它可以用于工廠生產(chǎn)流水線的貨物計數(shù)和產(chǎn)品的包裝等方面，應(yīng)用在香煙打包、食品打包的較多。它具有成本低廉，靈敏度較高的特點(diǎn)，而且適應(yīng)性強(qiáng)，制作也簡單。

[1]蘭吉昌.51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計百例[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009(02).

[2]郝敬凱.單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計、仿真與應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社,2011(02).

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.036