液體點滴速度監(jiān)控裝置（含軟件）

ID:222750 · 發(fā)表于 2017-7-27 14:57

現(xiàn)在是大一暑假，我們?nèi)齻€水比加入了學(xué)校的電子設(shè)計暑期集訓(xùn)，我們組3人是自動化專業(yè)，大一的課（微積分，電路基礎(chǔ)）太少，課外也沒學(xué)過，什么都不懂的情況下，聽說電子設(shè)計競賽里控制題最簡單，so我把97年到15年的電子設(shè)計競賽的控制題理出來，并在其中選了最簡單的一題——03年的（F題）液體點滴速度監(jiān)控裝置。
emmm.......學(xué)校倉庫只有基礎(chǔ)元件，這道題里要用到一些物理結(jié)構(gòu)只能自己淘寶：
點滴支架，定滑輪，釣魚線（聽學(xué)長說風(fēng)箏線也可以），250ml玻璃瓶3個，鹽水瓶吊網(wǎng)/網(wǎng)套（通常一打10個），點滴管輸液器（通常一打10根）
emm…，步進(jìn)電機(jī)固定在支架上：（我在老師的腦洞下，用銅柱和一小片銅板，夾緊了支架和電機(jī)）
emm……步進(jìn)電機(jī)型號28BYJ-48(5V DC)，因為要拉動250ml裝水的玻璃瓶，拉的速度超龜速，達(dá)不到題目要求（P=Fv，速度越大力越小），這個小電機(jī)吃不消拉，所以我用了兩個電機(jī)相對著轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)向相反），這樣3分鐘能拉完。
hhhh……電機(jī)怎么拉動繩子呢？我也是苦逼于找不到合適物理結(jié)構(gòu)方案。最后幸運女神眷顧，一個2mm直徑的小毛線圓柱（我也不知道實驗室為什么有這東西），毛線不要,把中間的塑料柱取出，塑料柱中間正好還有個小孔，用撿來的筆殼（正好合適插得很緊）插入，筆殼（又正好很緊）插入電機(jī)的那個頭。不用一個釘子就這樣完成~釣魚線的一端用熱熔膠槍固定在塑料圓柱的一邊。第二個電機(jī)，插入塑料柱的孔（另一邊）對它來說太空了，就用熱熔膠填補，邊冷卻邊轉(zhuǎn)（要不然會把電機(jī)的轉(zhuǎn)子和電機(jī)身固定��？），再把兩個電機(jī)用銅柱連接就OK！后來因為電機(jī)和點滴支架之間不穩(wěn)，在老師的腦洞下塞了兩根木頭進(jìn)去，emm，很緊。很穩(wěn)固。
其實每個人都能想出來這些物理結(jié)構(gòu)，還是要獨立思考，別不動腦地依賴我使用的方法，喪失了你賽場上的能力。
看到隔壁實驗室有些學(xué)長做一些題目能想出超棒的物理結(jié)構(gòu)，真的好羨慕。
畢竟這是我們組（幾乎零基礎(chǔ)）做的第一道題目！加油拉~。

接下來是電路的事了把？
https://wenku.baidu.com/view/acaf980f87c24028915fc365.html
這是我們參考的設(shè)計報告。里面有些地方有毛病。自己查資料的時候就發(fā)現(xiàn)了。還是要獨立呀，哪里有毛病需要你自己去發(fā)現(xiàn)哦。
關(guān)于紅外對管電路，問老師也得知了一些消息（接收管串聯(lián)10k電阻），自己查了很多也知道了接收管要串多大電阻�！疽毩⑴�！我是孤立無援自己做出來，我這么菜雞都能做到你也可以（此話針對0基礎(chǔ)之小白）】
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路，只用了一塊芯片，就是同學(xué)的清翔單片機(jī)原理圖里的那個照著畫就好了（ULN2003）。
單片機(jī)最小系統(tǒng)上次校賽做過（很失敗灰暗的經(jīng)歷除了最小系統(tǒng)成功其他部分都失�。┧詴�，就是單片機(jī)，復(fù)位電路，晶振電路，抄一下自己單片機(jī)的原理圖就好了。單片機(jī)89c52。
要用到1602液晶，矩陣鍵盤，也是一樣抄單片機(jī)原理圖。被吐槽用獨立鍵盤也可以，也許可以吧。矩陣鍵盤能直接輸入數(shù)字的說（原理圖畫到AD上-生成PCB-打印-轉(zhuǎn)印到銅板-腐蝕-打孔-焊接-成品，這個學(xué)校里統(tǒng)一教的吧）
【有時候做出來的單片機(jī)最小系統(tǒng)不能驅(qū)動液晶，先用示波器檢查一下晶振圖像，問老師得知即使圖像有了也可能晶振沒起振或者銅線有看不見的斷裂，我是用錫把復(fù)位電路重新覆蓋了一遍就能用了】
聲光報警電路，就是單片機(jī)原理圖蜂鳴器模塊加一個LED，我是直接串聯(lián)在IO口出來接的那個電阻邊上了，用起來感覺有點問題，emm...。PNP型號用的是S8550，原理圖上沒標(biāo)，S8550試了一下能用。蜂鳴器是3.3V有源，不過給它5V工作電壓叫了很久也沒什么壞掉的跡象。3mm紅led，各種百度才設(shè)計出電路。

那么以上是完成題目基礎(chǔ)要求的硬件部分。

如果要通訊，題目要求16個從站（16個人在打點滴），IIC通訊只能板內(nèi)通訊，距離1.5米（隱約是這個印象，查資料太久已經(jīng)忘了），不符合。串口通訊，TTL電平也太短，1.5米，板內(nèi)通訊（隱約是這個印象，查資料太久已經(jīng)忘了），不符合。RS232電平可以15米，應(yīng)該夠了。加一個MAX232芯片。用普通導(dǎo)線連接各個主站從站。RS485能傳幾百~2000米，不知道芯片貴不貴，反正……RS232可以用那就RS232吧，別管其它的了。

我們完成了基礎(chǔ)部分，點滴速度比較準(zhǔn)，控制也能在3分鐘內(nèi)。發(fā)揮部分程序?qū)懼鴮懼璭mmmm……51單片機(jī)裝不下了！所以hex文件最終是7點幾KB。如果要用的話可以買個容量更大的51單片機(jī)芯片，不過倉庫沒有，而且心很累了。6.29-8.20，老師要每個組完成2個作品，我們已經(jīng)做了2個星期+2天了。所以做下一道風(fēng)力擺吧。話說點滴這題是真的簡單……51單片機(jī)基礎(chǔ)知識就夠了，連PID算法都沒用到。實驗室里好多大一大二都在做風(fēng)力擺（15年控制題），獨自做個倒立擺（13年控制體）不合適，so決定做風(fēng)力擺吧。