基于單片機的全自動密集儲分倉儲系統(tǒng)高速穿梭車電路設(shè)計

文/徐偉偉

本文將會在前人研究的基礎(chǔ)上，對單片機的優(yōu)勢進行了解，探討基于單片機運作基礎(chǔ)上密集倉儲系統(tǒng)中穿梭車的電路設(shè)計。

1　單片機技術(shù)的發(fā)展與特點

單片機是一種嵌入式的微控制器，通過將各項具有邏輯功能的運算集中到芯片中來實現(xiàn)對系統(tǒng)控制的微型計算機。單片機經(jīng)過多年的發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、家電領(lǐng)域等都得到了廣泛的應(yīng)用。它的優(yōu)勢主要包含以下幾點：

1.1　簡單快捷

通過對單片機的操作，可以更好的實現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化，為系統(tǒng)的高效運作奠定基礎(chǔ)。

1.2　長時間的耐用性

與計算機相比，單片機在使用上更加耐用，并且性價比極高。

1.3　較快的處理速度

單片機由于運行速度快，因此在處理上更加方便。

1.4　低能耗

由于設(shè)計較為簡單，單片機的能耗率低，因而能夠更好的適應(yīng)周圍的環(huán)境。

2　智能穿梭車的電路設(shè)計

2.1　電機的選型

在電機類型的選擇上，需要考慮與倉儲系統(tǒng)相匹配的功率、慣量、轉(zhuǎn)矩等，當其慣量越小，那么相應(yīng)的電機控制力會越大。

2.2　電源模塊的設(shè)計

在高速穿梭車的設(shè)計中，由于涉及到較多的模塊，并且每一個模塊具有不同的電壓，比如光電傳感器等只需要24V的穩(wěn)定電壓，而紅外線接受器則需要5V的穩(wěn)定電壓，而對于他們不同的電壓需求，都可以通過24V的可充電電池組來進行實現(xiàn)。因此，在電源模塊的設(shè)計過程中，需要對系統(tǒng)設(shè)計中的每一個功能需求有所了解，通過電路轉(zhuǎn)換有效切換5V與24V的電壓需求。在本文的電路設(shè)計中，會采用如圖1所示的降壓穩(wěn)壓電路來進行，采用大的直流三端穩(wěn)壓，讓C1C2C3在一定范圍內(nèi)進行濾波與穩(wěn)壓的作用，利用三端穩(wěn)壓芯片將大于5V的直流電壓轉(zhuǎn)化出恒定的直流5V電壓。

2.3　電量檢測的設(shè)計

正如上文所提到的，由于每一個功能模塊的電壓需求都有所差異，因此為了確保電壓的穩(wěn)定性，需要對電路中的電壓進行實時的檢測，如圖2所示。首先，需要及時采集電路中的電壓數(shù)據(jù)，利用A/D轉(zhuǎn)換來給系統(tǒng)的電壓V進行賦值，如果Vset1＞V，那么則提示燈會亮并表示電池需進行充電。在進行充電之后，當Vset2＞V時，則會提示報警，表明電量已經(jīng)充滿，應(yīng)當結(jié)束充電。而在這個過程中需要通過自動化的模式來實施對電壓的檢測，避免穿梭車在作業(yè)中因電量不足而無法運行。

2.4　編碼器接口的電路設(shè)計

在編碼器接口的設(shè)計中，為了更好的確保貨物運輸?shù)陌踩┧筌嚨倪\行速度應(yīng)當逐漸上升、達到勻速運轉(zhuǎn)并最終慢慢減少。在這個運轉(zhuǎn)過程中，穿梭車的運行速度需要做及時的檢測，因此，通過可識別的脈沖信號來計算相應(yīng)的脈沖數(shù)，可以有效的采集穿梭車運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的位移、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等參數(shù)，而這些則需要通過編碼器來進行實現(xiàn)，當這些數(shù)據(jù)被采集之后，碼盤會將其轉(zhuǎn)換為燈亮的信號，然后利用各種光電器件來實現(xiàn)信號的輸出。這其中，穿梭車的位移信息需要通過旋轉(zhuǎn)式光電編碼來進行實現(xiàn)，穿梭車的轉(zhuǎn)角則需要通過輸入的脈沖數(shù)來進行選擇，總的來說，轉(zhuǎn)角與位移呈現(xiàn)出正比例關(guān)系。本文設(shè)計的編碼接口如下圖3所示。在該編碼器的設(shè)計中，電路SN75175的工作電壓為5V，主要包含a-a與b-b兩路外來信號，通過SN75175來實現(xiàn)對內(nèi)部電路的輸入與轉(zhuǎn)換。

3　結(jié)束語

圖1：降壓穩(wěn)壓電路示意圖

圖2：電壓檢測流程圖

圖3：編碼器接口示意圖

綜上所述，全自動的密集倉儲系統(tǒng)在提升倉庫效率方面發(fā)揮著重要的作用，而單片機由于其簡易輕便、高效節(jié)能等優(yōu)勢在這類系統(tǒng)的電路設(shè)計中應(yīng)用廣泛。本文在探討當前單片機應(yīng)用的特點與優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，分析其在智能穿梭車系統(tǒng)電路設(shè)計中的方案，通過電機選型、電源模塊設(shè)計、電量檢測設(shè)計以及編碼接口設(shè)計四個方面來探討密集儲倉儲系統(tǒng)設(shè)計中的有效性，提供一種解決思路與方案。