方案B:利用电阻分压原理,运用数字电位器来进行电机的分压操作,以此为目的达到调速的效果。缺点是无法用大电流驱动,降低工作效率而且不易实现。
方案C:使用ULN2003驱动芯片。特点就是输出强,操作较为简便。芯片是由7个复合型硅NPN晶体管组成,500mA是其最大输出电流,具有高电压的特性。在本设计中用于驱动4相步进电机十分合适。
因而拟用第三种方案。
2.3 微处理器模块
方案一:采用可编程逻辑器件CPLD。可以计算巨量的逻辑运算,一般用于较大规模的控制系统的核心。然而,这种系统不需要复杂的逻辑功能,对于数据的处理速度要求也很低,而且从其使用和经济的角度来看,我最终决定放弃了这个方案。
方案二:采用51系列单片机。系统的要求不高,程序的编写也比较简单,需要用到的I/O口的数量用该系列的单片机来操作完全能够实现,无需再扩展,充分的利用了单片机资源。另外,经典的51系列单片机的处理速度也能够满足系统要求,性价比相对CPLD器件更高。
最终选择方案二,AT89C51单片机作为系统控制器。
2.4 人体检测模块
方案一:微波传感器,也称为微波雷达,可以反应移动物体,因此能迅速地响应,适用于正常行走速度的人员场所,但它的缺点是,一旦有人不想要走出去而原地不动,雷达将不再发生反应,然后,如果此时系统给出关闭信号,则自动门将会关闭,发生夹人现象。
方案二:人体红外线传感器,不管人员是否移动,都将有反应,你可以停止自动门关闭,但红外传感器的响应比微波传感器稍微慢一些。只要处于感应器扫描范围,就可以作出物体的存在的反应。
综上,出于安全问题的考虑,为了防止自动门出现夹人情况,第二种红外传感器比第一种微波传感器更适合自动门的设计与使用。
2.5 故障检测模块
方案一:利用霍尔电流传感器来检测流过电机的电流,然后再将得到的电流值转换成电压,AD转换之后,送到微控制器。该方案虽然性抗干扰能力强,但是相对于本系统来说,价格太贵,而且步进电机的电流范围也比较小。
方案二:采用电阻采样的方式。在电机电源输入串入一个阻值为1欧姆的合金电阻,由于阻值足够小,对电机的影响可以忽略不计,再由欧姆定律可知,电阻两端的电压为流过该电阻的电流乘以一,最后将该电压送入电压比较器的反向输入端,与预先设定的阈值进行比较,当电流过大时,比较器输出将有一个过渡边沿触发的中断,停止自动门操作。
综合分析,方案二简单可靠,比较适合应用在本系统设计中。
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