找回密碼
 立即注冊

QQ登錄

只需一步，快速開始

搜索
查看: 3443|回復: 0
打印 上一主題 下一主題
收起左側(cè)

單片機軟保護電機的自動抽水系統(tǒng)原理圖與程序設計

[復制鏈接]
跳轉(zhuǎn)到指定樓層
樓主
ID:341842 發(fā)表于 2020-12-15 18:02 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
分享一個小項目與大家一起學習交流，因為個人工作等原此還是為初稿，未做進一步的升級完善優(yōu)化。如后期有時間增加一些功能往智能型，顯示，水位等。

設計初終：發(fā)現(xiàn)市面賣的一些產(chǎn)品，要么價格高，要么保護電機方案采用硬件，硬件探頭容易引起失效，還在電極被污化后沒有很好起到保護，所以造成一些如電機線路損壞，水漫金山。這些現(xiàn)象都在設備后期使用久后的根問題。為此下面采用軟件邏輯及檢測判斷的思路來有效的設計一個保護，把保護級別為最高，這樣就算有故障也保護財產(chǎn)的安全，降成不必要損失。


設計核心：
1.采用新唐N76e003單片機方案：性價比高，芯片功能強大，足夠滿足些系統(tǒng)的設計;
2.水位檢測方案：采用電極檢測（ps:初稿只做適用性開發(fā)，未做水位顯示）;
3.供電方案：采用5V系統(tǒng) 及電極檢測，安全性及利用（ps:好多閑置的手機充電器）;
4.控制方案：采用小功率繼電器+接觸器方案;
5.程序方案：帶保護電機方案，電極故障判斷;

設計思路原理：
1.電路板電源部份：只需更換對應參數(shù)的轉(zhuǎn)換LDO芯片等相關(guān)器參數(shù)，電源可以改9V、12V。
2.繼電器部分：沒有選擇用大功率30A的設計，而選用小功能率的原因是電機一般都啟動電流大，理論上30A繼電器也是夠的，但大功率的繼電觸點還是不及于小型接觸來得穩(wěn)定可靠（ps:這個用久你就知道）所以選擇小功率繼電器，繼電器-->接觸器-->電機。
3.電極檢測部份：采用三極管利用極管原理，做為電極檢測（ps:這個部份可以加處光耦效會更好）。
4.指示部份：采用LED指示，狀態(tài)：運行，停止，故障，模式。
5.按鍵部分：手動/自動模式，電極故障時可啟用手動模式，手動模式狀態(tài)下，開啟后在預定或電極檢測一定后自動停止運行。

附件：
設計的原理圖
設計程序源碼
Altium Designer畫的原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)


單片機源程序如下:
  1. /********************************************************************************
  2. * @                            水塔自動抽水控制器
  3. * @項目： shuita
  4. * @描述：  1.通過檢測高低水位信號  
  5.                                          2.實現(xiàn)繼電器的開關(guān)，控制電機的開啟關(guān)閉
  6. * @版本：V2.0
  7. * @備注：開機默認為內(nèi)部高速HIRC(16M)
  8. ********************************************************************************/
  9. #include "N76E003.h"
  10. #include "Common.h"
  11. //#include "Delay.h"
  12. #include "timer.h"
  13. #include "SFR_Macro.h"
  14. #include "Function_Define.h"

  16. #include "relay.h"
  17. #include "led.h"
  18. #include "key.h"
  19. #include "waterlevel.h"
  20. #include "watchdog.h"

  22. /******************************************************************************
  23. *@  狀態(tài)/標記/變量定義
  24. *@
  25. ******************************************************************************/

  27. ////高水位時間必須大于低水位時間 20200625  增加高低水故障判斷時間分開
  28. #define H_OVERTIME 60 //單位：分  max=255/60=4h15分
  29. #define L_OVERTIME 30 //單位：分  max=255/60=4h15分

  31. //debug
  32. //#define H_OVERTIME   3        //單位：分  max=255/60=4h15分
  33. //#define L_OVERTIME   1                //單位：分  max=255/60=4h15分

  35. //全局變量
  36. uint8_t timerCountBuff; //高/低水位定時器計數(shù)
  37. bit openWorkFlag = 0;
  38. bit stopWorkFlag = 0;
  39. bit autoModeLock = 1; //1為自動

  41. uint8_t workStep = 0;

  43. /*****************************************************************************
  44. *@  函數(shù)聲明
  45. *@
  46. ******************************************************************************/
  47. void allGPIOConfig(void);
  48. void motorAutoWork(void);
  49. void motorManualWork(void);

  51. /*****************************************************************************
  52. *@  main 函數(shù)
  53. *@
  54. ******************************************************************************/
  55. void main(void)
  56. {
  57.         openWorkFlag = 0;
  58.         timerCountBuff = 0;

  60.         allGPIOConfig();
  61.         allTimerInit();
  62.         keyInit();
  63.         watchdogInit();

  65.         while (1)
  66.         {

  68.                 keyProceWork();
  69.                 if (autoModeLock)
  70.                 {
  71.                         feedDog();
  72.                         ioLedAutoON;
  73.                         motorAutoWork();
  74.                 }
  75.                 else //if(autoModeLock == 0)
  76.                 {
  77.                         feedDog();
  78.                         ioLedAutoOFF;
  79.                         motorManualWork();
  80.                 }
  81.                 feedDog();
  82.         }
  83. }

  85. /*******************************************************************************************************************
  86. *@  名稱：void allGPIOConfig(void)
  87. *@        功能：實現(xiàn)所需io初始化
  88. *@        描述：
  89. *@        輸入：none
  90. *@        輸出：none
  91. ******************************************************************************************************************/
  92. void allGPIOConfig(void)
  93. {
  94.         //Set_All_GPIO_Quasi_Mode;
  95.         relayInit(); //繼電器初始化
  96.         ledInit();         //指示燈初始化
  97.         waterLevelInit();
  98. }

  100. /************************************************************************************
  101.   @函數(shù)：void motorAutoWork(void)
  102.   @輸入：times  高水位計時時間
  103.         @返回：none
  104.         @描述：
  105.                                  1.缺水: 低水位電極檢測到無水，后啟運抽水
  106.                                  2.有水：低水位電極檢測到有水，則不進行抽水
  107.                                  3.上水：過程中在設定時同檢測，高低電極如果異常則停止自動抽水顯示故障
  108.                                  4.上水-停水：正常過程中判斷高水位電極是否電平，如有則停止抽水

  110.         @設計：byJin
  111.         @日期：2020/04/10
  112. **********************************************************************************/
  113. void motorAutoWork(void)
  114. {
  115.         bit waterLevelFlag = 0;

  117.         switch (workStep)
  118.         {
  119.         case 0:
  120.         {
  121.                 //缺水判斷
  122.                 waterLevelFlag = lowLevelCheck();
  123.                 if (waterLevelFlag == 0)
  124.                 {
  125.                         workStep = 1;
  126.                 }
  127.                 else if (waterLevelFlag == 1)
  128.                 {
  129.                         workStep = 0;
  130.                 }
  131.                 break;
  132.         }
  133.         case 1: //水滿 -停水
  134.         {
  135.                 waterLevelFlag = highLevelCheck();
  136.                 if (waterLevelFlag == 0) //未到高水位繼續(xù)運行
  137.                 {
  138.                         TR0 = 1;
  139.                         relayWork(1);
  140.                         runWorkLedFlash();
  141.                         workStep = 1;

  143.                         //低水位電極異常，指定時間檢測無效則停機保護
  144.                         if (timerCountBuff == L_OVERTIME && lowLevelCheck() == 0)
  145.                         {
  146.                                 TR0 = 0;
  147.                                 timerCountBuff = 0;
  148.                                 workStep = 2;
  149.                         }

  151.                         //高水位電極異常,指定時間檢測無效則停機保護
  152.                         if (timerCountBuff == H_OVERTIME && highLevelCheck() == 0)
  153.                         {
  154.                                 TR0 = 0;
  155.                                 timerCountBuff = 0;
  156.                                 workStep = 2;
  157.                         }
  158.                 }
  159.                 //電極探到高水位
  160.                 else if (waterLevelFlag == 1)
  161.                 {
  162.                         TR0 = 0;
  163.                         relayWork(0);
  164.                         ioLedStopON;
  165.                         ioLedRunOFF;
  166.                         workStep = 0;
  167.                 }
  168.                 break;
  169.         }
  170.         case 2:
  171.         { //電極探頭異常，存在故障 自動模式無法使用
  172.                 TR0 = 0;
  173.                 relayWork(0);
  174.                 ioLedStopON;
  175.                 ioLedRunOFF;
  176.                 ioLedHitchON; //故障燈亮
  177.                 workStep = 2; //切換回自動后故障未解除也不能工作,此值未改變
  178.         }
  179.         break;
  180.         default:
  181.                 relayWork(0);
  182.                 break;
  183.         }
  184. }

  186. /************************************************************************************
  187.         @函數(shù)：void motorManualWork(void)
  188.   @輸入：times  高水位計時時間
  189.         @返回：none
  190.         @描述：
  191.                                  1.手啟自停 -->停采用高電極或延時判斷
  192.                                  2.高水位電極有效,則按開無效不進行啟動
  193.         @設計：byJin
  194.         @日期：2020/04/10
  195. **********************************************************************************/
  196. void motorManualWork(void)
  197. {
  198.         if (openWorkFlag && highLevelCheck() == 0 && timerCountBuff < H_OVERTIME && stopWorkFlag == 0) //高水位電極未檢測到滿且手動開啟,則啟動

  200.         { //啟動進中,按開無效,只能按關(guān)才有效
  201.                 TR0 = 1;
  202.                 relayWork(1);
  203.                 runWorkLedFlash();
  204.         }

  206.         else

  208.         {
  209.                 //                 if(timerCountBuff == H_OVERTIME || highLevelCheck() == 1 ||stopWorkFlag == 1) //高水位電極檢測滿則-- 停止
  210.                 //                        {                                                                                                                                                                                                                                                        //采用3種方法停止：定時停止、高水位電極檢測停止和手動按關(guān)停止
  211.                 TR0 = 0;
  212.                 relayWork(0);
  213.                 ioLedStopON;
  214.                 ioLedRunOFF;
  215.                 ioLedHitchOFF;
  216.                 timerCountBuff = 0;
  217.                 openWorkFlag = 0;
  218.                 stopWorkFlag = 0;
  219.                 return;
  220.                 //                        }
  221.         }
  222. }
復制代碼


全部資料51hei下載地址：
shuita.rar (1.48 MB, 下載次數(shù): 15)

評分

參與人數(shù) 1黑幣 +100 收起 理由
admin + 100 共享資料的黑幣獎勵！

查看全部評分

分享到:  QQ好友和群QQ好友和群 QQ空間QQ空間 騰訊微博騰訊微博 騰訊朋友騰訊朋友
收藏收藏 分享淘帖 頂頂 踩踩

相關(guān)帖子
回復

使用道具 舉報

您需要登錄后才可以回帖 登錄 | 立即注冊

本版積分規(guī)則

手機版|小黑屋|51黑電子論壇 |51黑電子論壇6群 QQ 管理員QQ:125739409;技術(shù)交流QQ群281945664

Powered by 單片機教程網(wǎng)

快速回復 返回頂部 返回列表