2016年电子设计大赛省赛论文

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物品分拣搬送装置 贺雪峰,钟明珠,曾隆靖,林寿英 (福建农林大学机电工程学院,福建 福州 350000) 摘 要:物品分拣搬送装置是一种典型的机电一体化设备。文章根据实际应用要求,设计物品分拣搬送装置,实现对黑色、桔 黄色正方体、及黑色、桔黄色乒乓球两种颜色共四种物品的自动分拣搬送。 关键词:物品分拣;机电一体化;自动化 中图分类号:TH-39 文献标志码:A 文章编号:1672-3872(2017)24-0040-01 1 方案选择 1.1 微控制器方案选择 方案一:采用瑞萨公司所生产的 R5F100LEA 单片机为主 控芯片,单片机运算功能强,软件编程灵活、自由度大。且 功耗低,体积小,技术成熟;方案二:采用 51 系列单片机, 其运用广泛,开发简单,较为熟练,成本较低。具有较多的 I/O 口,被广泛用于各种控制电路。但由于现今微芯片技术发 展迅速,其运算速度较慢,输入、输出口较少,无法完成较 为高级的运算;方案三:采用意法半导体集团生产的 STM32 系列单片机。其中 STM32F103C8T6 是美国意法半导体集团开 发的高性能 32 位微处理器,具有 37 个 I/O 口,集成 64KB 的 Flash,20kB 的 SRAM,主频 72MHz,工作温度 -40 ~ +85℃, 工作电压 2.0 ~ 3.6V,且集成 PWM、IIC、UART、ADC 等外设 [1]。 由于对瑞萨公司的芯片熟练程度不够,考虑到成本、功耗、 体积、I/O 数量、能否在线调试和熟悉程度等问题,最终选择 了方案三的 ARM Cortex-M3 内核的微处理器 STM32F103C8T6。 1.2 电机驱动模块 通过对电动机选型方案的论证,本装置采用直流电动机, 采用 BTS7960 专业集成电机驱动芯片,该方案原理为专业集 成驱动芯片,编程简单。但是相对 L298 芯片,该集成芯片具 有导通电阻小,耐压高等优势。同时,本简易旋转倒立摆装 置仅需要驱动一个电机,而 L298 内部集成两个 H 桥,存在资 源浪费。 1.3 基于红外对管的边框检测和颜色检测模块 边框检测和颜色检测模块是基于红外对管。红外线接收 管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件,为了更多更 大面积的接受入射光线,PN 结面积尽量做的比较大,电极面 积尽量减小,而且 PN 结的结深很浅,一般小于 1μm。红外线 接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时,反 向电流很小,称为暗电流。当有红外线光照时,携带能量的 红外线光子进入 PN 结后,把能量传给共价键上的束缚电子, 使部分电子挣脱共价键,从而产生电子——空穴对,它们在 反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的 强度越大,反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。红 外线接收二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫 光电流。如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号, 而且这个电信号随着光的变化而相应变化 [2]。

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