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標(biāo)題: 運(yùn)動(dòng)部件卡住報(bào)警器(應(yīng)用實(shí)例礦車(chē)剎車(chē)加力器活塞卡住報(bào)警器) [打印本頁(yè)]
作者: 1五湖四海1    時(shí)間: 2015-4-18 10:40
標(biāo)題: 運(yùn)動(dòng)部件卡住報(bào)警器(應(yīng)用實(shí)例礦車(chē)剎車(chē)加力器活塞卡住報(bào)警器)
本帖最后由 1五湖四海1 于 2015-4-18 10:49 編輯 4 x* R6 h8 |6 p$ r
/ y$ C, `6 R3 }! S0 x  v# P
      我這小項(xiàng)目是為了解決運(yùn)動(dòng)的活塞是否被卡住而設(shè)計(jì)的。在實(shí)際中汽車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)出現(xiàn)故障容易造成重大事故發(fā)生。我們的礦車(chē)有兩個(gè)加力器，如果一個(gè)加力器出現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)發(fā)現(xiàn)是可以避免事故的發(fā)生。所以制作這個(gè)運(yùn)動(dòng)部件卡住報(bào)警器對(duì)安全是很有必要的。
      實(shí)現(xiàn)原理上用一個(gè)能夠檢測(cè)距離的模擬量傳感器。控制器先判斷運(yùn)動(dòng)部件是否受人為控制開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，如果部件開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，控制器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器每隔一段時(shí)間采集一次距離，控制器計(jì)算前后兩次采集距離值是否一樣，就可以判斷運(yùn)動(dòng)部件是否被卡住不動(dòng)了。下面介紹下用到的器件和具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。
      距離傳感器用的是光電模擬量輸出傳感器，檢測(cè)范圍在10mm——100mm。如下圖中兩個(gè)圓柱形的便是距離傳感器。
[attach]350378[/attach][attach]350381[/attach]
      控制器用的是ARM cortek M3 STM32f103，有人會(huì)問(wèn)為什么要用這個(gè)高性能的處理器呢？我認(rèn)為現(xiàn)在已經(jīng)不是51單片機(jī)是世界了，51單片機(jī)沒(méi)有AD轉(zhuǎn)換器，需要外接AD轉(zhuǎn)換器，代碼需要從零開(kāi)始寫(xiě)。而ARM cortek M3 里面有10bit AD轉(zhuǎn)換器，有大量的寫(xiě)好的庫(kù)函數(shù)可以調(diào)用，可以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。他們的價(jià)格差不多為什么不選STM32f10。這次用的是現(xiàn)成的STM32f103最小系統(tǒng)板。如上圖
      代碼設(shè)計(jì)上用到了兩個(gè)定時(shí)器中斷，一個(gè)定時(shí)器每隔200ms采集一次距離值，另一個(gè)發(fā)生故障時(shí)每隔500ms報(bào)警一次，用到的算法有AD軟件濾波，采集500次距離值后，用冒泡排序法去掉最大值和最小值后，再求平均數(shù)算出距離值，這時(shí)采集的距離值很準(zhǔn)。剩下的就是用if else編寫(xiě)的邏輯判斷了。調(diào)試時(shí)用到了printf（）庫(kù)函數(shù)，結(jié)合電腦串口調(diào)試助手調(diào)試代碼。調(diào)試代碼如下圖，部分程序代碼在最下面
[attach]350377[/attach][attach]350379[/attach]
      完成的控制器如上圖，正常工作時(shí)指示燈和蜂鳴器不亮也不響，如果活塞被卡住時(shí)聲光報(bào)警。
[attach]350380[/attach]
      上圖是加力器，它是用氣頂動(dòng)油完成輸出二倍力的器件。如果活塞卡死這個(gè)報(bào)警就會(huì)報(bào)警提示故障。
      下面是代碼是主函數(shù)代碼 最下面有全部代碼如果有問(wèn)題可以和我交流，QQ：835358518 微信：hm15041303104
3 ~8 H& b( ?' a- k
#include <stm32f10x_lib.h>
#include "sys.h"
#include "usart.h"               
#include "delay.h"        
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
#include "wdg.h"
#include "timer.h"           
#include "adc.h"
#include "alarm.h"

% q2 ^7 x8 H2 A& a- O1 f) K
#define LIM 5                                                                              //卡住判斷參數(shù)
#define TREAD 2                                                                        //踩剎車(chē)
#define LOOSEN 1                                                                     //松剎車(chē)
#define CLEAR 3                                                                        //清除
#define DIFFERENCE 50                                                            //回差

$ e; Z8 Z) n3 L% ^, r1 ~9 ^, S' G( E& i( W4 k, Q
u16 lim_value = 1800;                                                              //極限報(bào)警值
u16 max_value_l = 1000, max_value_r = 1000;                      //踩剎車(chē)標(biāo)志值
u16 min_value_l = 3000, min_value_r = 3000;                        //松剎車(chē)標(biāo)志值

. o5 H+ e( x0 L$ Q( `
u8 count = 0;                                                                          //設(shè)置剎車(chē)標(biāo)志防干擾計(jì)數(shù)                                                        
u8 lock_count;                                                                        //卡住時(shí)計(jì)數(shù)防干擾處理

( c) `& \  M8 e, E3 W
u16 distance_l[2] = {0,0};                                                      //卡住比較數(shù)組
u16 distance_r[2] = {0,0};
u8 i = 0;                                                                                 //采集數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)變量
( Z6 J: l+ K0 \! ]; ]' b3 G
bool brake_state_l, brake_state_r;                                         //剎車(chē)狀態(tài)標(biāo)志位
bool lock_alarm_l, lock_alarm_r, lock_alarm;                          //卡住報(bào)警標(biāo)志位
4 ^/ u5 y: }) A8 s
u16 value_buf[N];                                                                 //濾波求平均緩存
u32 sum;                                                                              //濾波求平均總和緩存
u16 temp;                                                                             //濾波求排序緩存
2 G: \1 O; k9 L7 t4 d+ c
                                                                                             //判斷是否活塞卡住
bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value);                                                                                
void data_collection(void);                                                    //數(shù)據(jù)采集
/**
        主函數(shù)        
*/
int main(void)
{
        bool lim_alarm_l, lim_alarm_r;                                      //超限警報(bào)標(biāo)志位                  

0 D1 Y8 P2 Y  |5 d4 Z3 S; x' n
          Stm32_Clock_Init(9);                                                //系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置
        delay_init(72);                                                             //延時(shí)初始化
        uart_init(72,9600);                                                     //串口1初始化   
        LED_Init();                 
        Adc_Init();        
        Timer2_Init(5000,7199);                                              //定時(shí)報(bào)警
        Timer3_Init(2000,7199);                                              //定時(shí)采集ADC  
//        Timer4_Init(5000,7199);                                            //定時(shí)打印
8 e7 o0 F- a- O! e( }- t
        while(1)
        {                        
                lim_alarm_l = isOverrun(distance_l[0]);                        //返回超限標(biāo)志
                lim_alarm_r = isOverrun(distance_r[0]);
                                                                                                   //返回剎車(chē)中標(biāo)志
                brake_state_l = isBrake_state(distance_l[0], max_value_l, min_value_l);        
                brake_state_r = isBrake_state(distance_r[0], max_value_r, min_value_r);
                                                                                                   //報(bào)警處理函數(shù)
                Alarm_dispose(lim_alarm_l, lim_alarm_r, lock_alarm);
        }
}
/**
        定時(shí)器2中斷服務(wù)程序
        功能：發(fā)生定時(shí)中斷控制蜂鳴器報(bào)警         
*/
void TIM2_IRQHandler(void)
{
& y" ~, |' S) q7 W  B6 L
        if(TIM2->SR&0X0001)                                //溢出中斷
        {        
                BUZZER = 0;
                delay_ms(100);
                BUZZER = 1;                        
        }                                   
        TIM2->SR&=~(1<<0);                                //清除中斷標(biāo)志位             
}        
/**
        定時(shí)器3中斷服務(wù)程序         
        功能：發(fā)生定時(shí)中斷時(shí)采集ADC數(shù)據(jù)，并根據(jù)判斷活塞是否卡住
*/         
void TIM3_IRQHandler(void)
{                                                                  
        if(TIM3->SR&0X0001)//溢出中斷
        {                        
                if( ( lock_alarm_l && brake_state_l) || ( lock_alarm_r && brake_state_r) )
                        lock_alarm = 1;
                else
                        lock_alarm = 0;        
& R9 {. [' B) U1 s; w3 v
                data_collection();                                                          //數(shù)據(jù)采集后判斷是否活塞卡住                                                

& v$ l  z  C( H3 _* O
        }                                          
        TIM3->SR&=~(1<<0);                                                        //清除中斷標(biāo)志位             
}
/**
        功能：1.判斷左活塞是否卡住
                  2.設(shè)置剎車(chē)標(biāo)志        
*/
bool is_stuck(u16 distance_zero, u16 distance_one, bool brake_state, u16 *max_value, u16 *min_value)
{
        u8 motion;                  

& b3 z( O4 X: x  I2 P+ E7 Y$ I
        if( (distance_one-distance_zero) > 5)                        //松剎車(chē)標(biāo)志
                motion = LOOSEN;

7 ^* n# g7 a* I) Q2 K
        if( (distance_one-distance_zero) < -5)                        //踩剎車(chē)標(biāo)志
                motion = TREAD;
& {, }' ?1 V4 X' w5 q% V, @) f+ m
        if( ( (distance_one-distance_zero) < LIM) && ( (distance_zero-distance_one) < LIM) )
        {
/*                                                
                                                踩剎車(chē)時(shí)動(dòng)態(tài)設(shè)置最小值剎車(chē)標(biāo)志*/
                if(motion == TREAD)
/*                                                如果這次值比上次設(shè)置的標(biāo)志值小說(shuō)明上次是卡住值，更新最小值標(biāo)志*/
                        if(distance_zero+DIFFERENCE < *min_value )
                                *min_value = distance_zero+DIFFERENCE;

- d2 Q; p8 u  X$ g' P, f. O
/*
                                                松剎車(chē)時(shí)動(dòng)態(tài)設(shè)置最大值剎車(chē)標(biāo)志*/                        
                if(motion == LOOSEN)
/*                                                如果這次值比上次設(shè)置的標(biāo)志值大說(shuō)明上次是卡住值，更新新的標(biāo)志*/
                        if(distance_zero-DIFFERENCE > *max_value )
                                count++;         //防干擾計(jì)數(shù)
                        if(count > 1)
                        {
                                *max_value = distance_zero-DIFFERENCE;
                                   count = 0;
                        }        
  Z; O4 A5 ]2 Y
                motion = CLEAR;                                                //清除剎車(chē)標(biāo)志
1 Y% R7 p/ u9 K' k( M! R* u
                if( brake_state )                                                  //剎車(chē)時(shí)如果卡住開(kāi)始計(jì)數(shù)
                        lock_count++;
* m( f% t2 o; n  s, x* [
                if( lock_count >= 5 )                                          //計(jì)數(shù)五次后報(bào)警位置位
                {
                        lock_count = 5;
                        return TRUE;
                }
        }
        else
        {
//                lock_alarm = 0;
                lock_count = 0;
                return FALSE;
        }
}
/**
        功能：判斷活塞是否卡住數(shù)據(jù)采集函數(shù)
*/
void data_collection(void)
{
7 _6 y5 r1 ~  g' i: k5 _7 O
        u16 distance_zero, distance_one;        

5 h! ^' d$ N) j: ]$ H: l5 M8 q
        filter(ADC_CH0);
        distance_l = sum;
( K2 u3 L$ p3 I6 {* j
        delay_ms(20);

' B: @. a4 M* R, R
        filter(ADC_CH1);
        distance_r = sum;
        i++;
         if(i > 1)                //采集了兩組數(shù)據(jù)后判斷一次是否卡住
        {
                i = 0;
                distance_zero = distance_l[0];
                distance_one  = distance_l[1];
                lock_alarm_l  = is_stuck(distance_zero, distance_one, brake_state_l, &max_value_l, &min_value_l);                          
                distance_zero = distance_r[0];
                distance_one  = distance_r[1];
                lock_alarm_r  = is_stuck(distance_zero, distance_one, brake_state_r, &max_value_r, &min_value_r);                          
//                 d_value = distance_l[1]-distance_l[0];                        
//                 printf("%d,%d\n", motion_l, motion_r);
                   printf("%d,%d,%d,%d\n",max_value_l,min_value_l,max_value_r,min_value_r);                        
//                printf("%d,%d,%d,%d\n",lock_alarm_l, lock_alarm_r ,lock_count_l, lock_count_r);
//                printf("%d,%d,%d,%d\n",distance_l[0],distance_l[1],distance_r[0],distance_r[1]);
//                printf("%d,%d\n",distance_l[1]-distance_l[0],distance_r[1]-distance_r[0]);
//                printf("%d\n",distance_r[1]-distance_r[0]);
        }        
}
$ a' O$ b' O1 I( l4 p5 x$ d
[attach]350382[/attach]
2 W0 T" p4 f8 R+ r) n6 R+ Z# F

3 T. g  B# w! H2 a0 v: W2 n5 U
- N. d3 y6 o4 m; W8 v: C8 s
1 T6 v; t0 W# [' d' f5 I1 j. q/ s4 C" j
0 M* H- o! [+ Y& F5 Y! z+ x, l* X5 y

$ s+ M8 _) g1 ^
2 L- Q4 m5 l' G# W5 ^1 ~& |3 s$ T/ B, O: m: T& N

: L& U7 E. `! M" e; j9 Y( W' ~/ N+ M2 j( u% {8 C( R! |. W/ \, c
' O4 Z) N  o$ G2 x: ]
6 C0 S( v) b& o1 G, H6 s
- s6 _1 `  D) P" u& |
: v0 e9 o4 e/ y' p8 W: H$ A
5 j; L7 A4 f* c# j$ Y

( H, p# A2 |% \+ g. G- D6 t) Z0 q+ N: Z( X" b% s) i# Q, t
4 S: w. w" l4 K2 t9 q, N. M
5 {5 R: K5 T  s5 r. L% V
作者: 竹桿捅飛機(jī)    時(shí)間: 2015-4-18 11:10
贊
作者: huhaofei    時(shí)間: 2015-4-18 11:19
大俠用的啥編程軟件？c++嗎？
作者: 龍游大海    時(shí)間: 2015-4-18 15:37
好像很復(fù)雜的
作者: 925269815    時(shí)間: 2015-4-18 15:43
贊贊贊
作者: 那年丶哥很帥    時(shí)間: 2015-4-18 16:57
   代碼什么的就看不懂了
作者: 1五湖四海1    時(shí)間: 2015-4-18 17:22
開(kāi)發(fā)軟件是用keil 4,編寫(xiě)語(yǔ)言是用c



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