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单片机开发

智能防电手套单片机


基于单片机的智能防电手套设计

目前我们国家的工业发展又到了一个新的高度,但是我们的工业化依然存在一些问题以及矛盾有待解决。我们居民日常的出、住、行都有了一定程度的变化,我们国家的工业结构也有了一定的变化,目前房地产以及汽车行业发展迅速,成为新的高增长产业。另一方面,随着互联网技术的发展,电子信息产业也得到了迅猛的发展的机会。相应的,各种各样的生产线也变得更加的集约化以及智能化,与之伴随着的是对各种电子、信息以及电路方面的人才需求的增大。对于电路的各种维修以及测试的工作变得越来越多,并且要求也越来越高,相应配套的检修工具也更加的高效齐全。

对于一些电路的检修,很多时候并不能直接关闭总电路,也不能判定电路是否带电,在工业生产方面的电路大部分电压都是220V或者380V,因此确保检修人员的健康安全是非常有必要的。目前电路维修人员检查电路时,首先是关闭电源。对于一些特殊的情况,则会使用绝源手套,绝缘手套防护效果很好。但是绝缘手套只可以防电,并不能检测有没有电,并且手套只能够保护手部,对其它部位则起不到保护的作用,如果操作不当,很可能会出现其他部位触电的严重后果。因此,一款既能够防电又能够检测电压并发出预警的手套就显得意义重大。本设计就是在这样的背景下产生的,该款手套要实现防电并且能够预警的功能,要解决的问题主要有以下几点:(1)电压的准确测量问题;(2)危险预警问题。

一、智能防电手套方案设计

该款手套设计要解决的问题为隔绝电源,保证操作人员的安全。并且能够进行显示电压,并且在电压值达到对人体伤害的标准时进行报警。对于这些功能的实现,完全需要人为的干预操作,自动的进行。对于自动控制的实现,目前用的比较多的是单片机类以及PLC类控制的方式,由于PLC在体积以及功耗方面并不如单片机,因此,单片机控制的方法才是本设计的首选。对于电压测量的问题,本设计采用电压传感器进行测量。电压传感器将检测到的信息进行转化,然后传递给单片机。单片机命令显示器显示相应的信息。而对于报警装置,本设计采用的是蜂鸣器发声进行报警的方式。蜂鸣器只需接收单片机发送的信号,就可以完成报警的工作。该设计的结构图如图1所示。

图 1 智能防电手套系统结构框图

二、智能防电手套硬件设计

单片机:单片机作为本设计的主控中心,发挥的作用是至关重要的。单片机自发明出来之后就在仪表、军事、家具、工业生产等方面占据了很重要的地位。单片机分为很多的种类,基于该模型设计的特点,拟选用51系列的STC89C52型单片机,其体积只有人的手指般大小,并且在功耗、集成度等方面非常具有优势,其内部集成了8位中央处理器以及ISPLlash存储单元,运算速度非常快,并且还具有编程的能力,非常适合初学者。并且该单片机对于本设计,完全满足要求。

电压传感器:本设计中的检测装置采用的是电压传感器。其能够感受被测电压,并可将其转换成有用的输出信号。由于工人所接触的电路基本都是交流电220V或者380V的,所以本设计采用电压互感器作为传感元件,利用电压互感器将被测电压降至可利用的低电压,然后再通过相关的电路变换成与被测电压呈线性关系的直流电压送入到数据采集系统。

蜂鸣器:蜂鸣器在本设计中的作用就是接到命令之后发出声音进行报警。本设计采用的有源蜂鸣器模块,其采用的三极管驱动模块为S8550,工作电压为5V,只需要对I/O输入低电平,就能控制蜂鸣器发声。

液晶显示器:液晶显示器在本设计中的作用主要是显示信息,其利用的原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合北部灯管构成画面。由于本设计中需要显示的信息并不复杂,所以本设计采用的液晶显示器为LCD1602。其专门用于显示字母、数字、符号等,它由若干个5×7点阵字符组成,虽然并不能显示文字,但是已经能够满足本设计的要求了。

三、智能防电手套软件设计

本设计制作的智能手套,要实现的是隔绝外界电源,并且在电压达到对人体有伤害的情况下,能够自行的进行报警。对于隔绝外界电源的实现,主要依赖于制作手套的材料,目前多用塑料或者橡胶等材料。对于电压的测量,本设计利用的是电压互感器。其要将检测到的信号传递给单片机,该信号为模拟信息,但是单片机只能怪识别数字信息,因此需要将模拟信息转换为数字信息。这个过程需要严格的遵循采样定理才能保证信息不失真,只有当采样频率至少大于信号频率的二倍,才能够保证采样之后的信号能够完整的复现出原始信号的信息。待信息转换好之后,就可以进行与单片机的信息交流了,单片机实时的接收电压的信息,并且实时的发送命令给液晶显示器,显示相应的电压值。当电压值达到预设报警值时,单片机发送命令给蜂鸣器进行报警。

总结

本设计能够很好的完成预定的目标,并且其成本相对于普通的绝缘手套也增加不了多少。另一方面,该款手套对于保护人免受触电危险有很积极的意义。该款设计不仅仅在电路维修测试方面能够发挥很大的作用,并且该设计的思路也不仅仅局限于此,而是可以用到很多相关的领域,实用性非常的强。该款手套功能设计很是成功,希望其可以尽快的进入到生产阶段,为工业的发展做出相应的贡献。

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