一種新型室外環(huán)保車庫

（南京工程學(xué)院，江蘇 南京 211167）

新型室外環(huán)保車庫是通過太陽能電池板進(jìn)行蓄電，為步進(jìn)電機(jī)提供電源，步進(jìn)電機(jī)帶動卷簾傳動裝置控制簡易簾布的拉伸，構(gòu)成方式簡單，占地仍為露天停車位面積大小，成本較低，且能較為有效的對車輛車位進(jìn)行保護(hù)和管理，對于靜態(tài)交通的發(fā)展在現(xiàn)階段具有一定的意義。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

新型環(huán)保車庫包括太陽能電池板、蓄電池以及改裝型卷簾布的控制。通過太陽能電池板對24V蓄電池充電，蓄電池對卷簾門的電機(jī)以及控制面板提供動力源。在車位后檐用兩根鋼管支撐頂板，并在兩個鋼管上做近似三角架提升支撐強(qiáng)度。在頂板上部，根據(jù)太陽光鋪設(shè)太陽能電池板。在板底部四周鋪一圈放置卷簾電機(jī)和傳動軸和斜齒輪，以及在靠近支撐鋼管附近安排一個放置蓄電池的吊箱以及電動控制箱。卷簾布采用教學(xué)所用的投影幕結(jié)構(gòu)，一個遙控器控制四個管狀電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)車庫四面同時開啟（關(guān)閉）。四面采用輕盈、隔熱防曬、耐磨損的布料做成一個整體，并在底部用較重的鋼管穩(wěn)定布料。在車輛進(jìn)入車位或離開車位后可通過遙控器將卷簾門放下收起，來達(dá)到防占位、防劃和防暴曬等功能。

2 硬件設(shè)計(jì)

2.1 太陽能電池板

考慮到室外條件下最大可能性地實(shí)現(xiàn)環(huán)保，本室外車庫選擇使用太陽能電池板、蓄電池為車庫電機(jī)提供能量。在本系統(tǒng)中使用太陽能直流發(fā)電系統(tǒng)，由太陽能電池板、充電控制器、蓄電池構(gòu)成，與交流發(fā)電系統(tǒng)相比，減少了逆變器。太陽能直流發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載需求可以計(jì)算出組成部分部件的需要，從而選擇合適的型號.接下來我們以輸出功率為120W，1天有4個小時工作為例，對該系統(tǒng)的計(jì)算進(jìn)行簡單說明：

（1）第一步需要計(jì)算每天在工作中消耗的能量：假設(shè)本系統(tǒng)中采用的逆變器的轉(zhuǎn)換效率為92%，設(shè)定輸出功率為120W，1天工作4個小時，那么實(shí)際上每天工作消耗的能量應(yīng)為120W×4h/92%=521.7Wh。

（2）選定太陽能電池板使用功率：假設(shè)每天日照的時長為6小時有效，充放電過程中電池板的效率為70%，那么選定太陽能電池板使用功率即為521.7Wh/4h/70%=186.3W。天氣晴朗時日照時長會更加長，而每天的使用時間應(yīng)當(dāng)不足4小時，在設(shè)計(jì)中我們可以再多留出10%到20%的范圍預(yù)防惡劣天氣的影響，在供能方面本系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了環(huán)保、節(jié)能、有效。

2.2 步進(jìn)電機(jī)

在本系統(tǒng)中提出使用步進(jìn)電機(jī)對傳動系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動，并且調(diào)控脈沖通過ZD系列步進(jìn)電機(jī)控制器進(jìn)行。步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)控制器在現(xiàn)代工業(yè)中使用非常廣泛，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)控制器獲得一個脈沖信號時，它會驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過一個固定的角度。轉(zhuǎn)動的速度可以隨著脈沖信號頻率而改變，即只與其在一個時間段內(nèi)接收到的脈沖數(shù)量有關(guān)，數(shù)量越多，旋轉(zhuǎn)次數(shù)越多，只要不超過負(fù)載極限，無論負(fù)載是大是小，旋轉(zhuǎn)角度都與負(fù)載無關(guān)。這樣也就實(shí)現(xiàn)了步進(jìn)電機(jī)控制下停放位置準(zhǔn)確，速度調(diào)控合理的效果。

2.3 傳動系統(tǒng)

本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一種通過步進(jìn)電機(jī)帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪轉(zhuǎn)動帶動錐齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動三個桿同步轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)幕布的收放，如圖1所示。

整體系統(tǒng)經(jīng)過試驗(yàn)調(diào)試，預(yù)定功能都得到了實(shí)現(xiàn)，實(shí)物模型如圖2所示。

圖1

圖2

3 軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)較為簡單，僅設(shè)計(jì)對遙控部分和步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動控制部分，部分代碼如下。

#include

//宏定義

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

/時間計(jì)算

#define Imax 14000 //此處為晶振為11.0592時的取值，

#define Imin 8000 //如用其它頻率的晶振時，

#define Inum1 1450 //要改變相應(yīng)的取值。

#define Inum2 700

#define Inum3 3000

//解碼變量

unsigned char Im[4]={0x00,0x00,0x00,0x00}

//全局變量

uchar Data=0x00;

uchar f;

unsigned long m,Tc;

unsigned char IrOK;

sbit LED1=P1^0; //4個輸出

sbit LED2=P1^4;

sbit LED3=P3^5;

sbit LED4=P3^6;

//主程序

void main(void)

{

m=0;

f=0;

EA=1;//開啟總中斷

IT1=1;//下降沿有效

EX1=1;//外部中斷0開

TMOD=0x11;//定時器初始化TH0=0;//T0賦初值

TL0=0;

TR0=0;//t0開始計(jì)時

//循環(huán)執(zhí)行

while(1)

{

//如果解碼成功

if(IrOK==1)

{

//清空標(biāo)志位

IrOK=0;

//賦值信息

Data=Im[2];

if(Data==0x0c) //判斷是哪個按鍵按下 1

LED1=!LED1; //控制開關(guān)

else if(Data==0x18) //2

LED2=!LED2;

else if(Data==0x5e) //3

LED3=!LED3;

else if(Data==0x08) //4

LED4=!LED4;

}

}

}

4 結(jié)語

本文提出了一種新型室外環(huán)保車庫，硬件方面實(shí)現(xiàn)了以電機(jī)帶動齒輪、齒輪帶動錐齒輪的傳動系統(tǒng)，太陽能電池板、蓄電池環(huán)保供電的設(shè)計(jì)方案；軟件方面實(shí)現(xiàn)了遙控驅(qū)動，電機(jī)轉(zhuǎn)停的功能。由于研究條件的限制，僅通過模型的調(diào)試驗(yàn)證了該方案的可行性，如果可以在應(yīng)用中進(jìn)行試驗(yàn)，可以加以改進(jìn)，取得更良好的效果。

[1] 尤尼斯.加納阿克拉中央商務(wù)區(qū)停車規(guī)劃和政策研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2015.

[2] 廉法威.可編程序控制器在步進(jìn)電機(jī)控制中的應(yīng)用[J].中國科技博覽,2013，(17):294.

[3] 楊文璟,鞏宇鵬,王楊森,曹玉,宋亞帆.蛇形機(jī)器人運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā),2011,30(03):1-3.