基于單片機(jī)控制的自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)【含CAD裝配圖、電氣圖、說明書】
齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書及開題報(bào)告 題 目 基于單片機(jī)控制的自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級 機(jī)電122 學(xué)生姓名 段繼童 指導(dǎo)教師 夏萍 填 表 說 明1任務(wù)書中內(nèi)容由指導(dǎo)教師本人填寫,并經(jīng)專業(yè)審定后,下發(fā)給學(xué)生。2開題報(bào)告中內(nèi)容由學(xué)生根據(jù)任務(wù)書要求,經(jīng)查閱資料、調(diào)研后填寫。3開題報(bào)告一般在開始畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作的第1-2周內(nèi)完成,由各專業(yè)或教研室組織安排開題。4開題報(bào)告應(yīng)包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:(1)課題的來源及選題的依據(jù)、意義,課題在理論或?qū)嶋H應(yīng)用方面的價(jià)值以及可能達(dá)到的水平。(2)課題在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和水平。(3)課題研究的內(nèi)容及擬采用的技術(shù)路線或研究方法(包括設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、加工測試條件等)。(4)研究中的主要難點(diǎn)以及解決問題的方法。(5)設(shè)計(jì)(論文)的工作進(jìn)度計(jì)劃(以周為單位)。(6)主要參考文獻(xiàn)。5填寫不下可另加附頁。6本材料裝訂順序?yàn)椋喝蝿?wù)書、開題報(bào)告 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書題 目 基于單片機(jī)控制的自動(dòng)晾衣架設(shè)計(jì)題目類型 設(shè)計(jì) 論文 其他學(xué)生姓名段繼童學(xué) 號2012113007學(xué) 院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級機(jī)電122指導(dǎo)教師夏萍職 稱副教授系 主 任蔡有杰主管院長巨勇智任務(wù)下達(dá)日期2016年12月20日任務(wù)完成日期2016年6月25日任務(wù)要求(課題目標(biāo)、主要內(nèi)容、技術(shù)參數(shù)、基本要求等)一、課題目標(biāo):1.晾衣桿可以在天黑或陰雨時(shí)自動(dòng)收衣,天晴或天亮后自動(dòng)晾衣,也可經(jīng)獨(dú)立開關(guān)人工操作。2.利用光傳感器,濕度傳感器等元件,將天氣變化的參數(shù)模數(shù)轉(zhuǎn)化輸入單片機(jī),經(jīng)既定程序分析處理后,輸出通斷信號控制電動(dòng)機(jī)的工作,正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)外部機(jī)械裝置,實(shí)現(xiàn)收衣晾衣的操作。也可通過按鍵啟動(dòng)電路,獨(dú)立控制收晾衣。二、技術(shù)參數(shù):1、晾衣桿伸縮速度0.2m/s-0.4m;2、掛衣桿可承受的最大重量20kg-30kg;3、晾衣架高度1.2m-2.2m;4、晾衣架寬度1.0m-2.0m;5、晾衣桿完全收縮伸張所用時(shí)間8s-20s ; 6、傳感器檢測范圍:150 Lux-1000 Lux; 三、主要內(nèi)容: (1)了解智能晾衣架的整體結(jié)構(gòu)和工作原理; (2)晾衣架控制系統(tǒng)各個(gè)模塊的選用和電路設(shè)計(jì); (3)了解單片機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理; (4)了解單片機(jī)的型號和各型號之間的區(qū)別; (5)了解控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系;四、基本要求:1、要求學(xué)生根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目單獨(dú)查找文獻(xiàn)及相關(guān)資料。2、能熟練應(yīng)用AUTOCAD、Solidworks等軟件,繪制電路圖和機(jī)械裝配圖。3、對外文資料應(yīng)能進(jìn)行獨(dú)立翻譯。4、對設(shè)計(jì)內(nèi)容能根據(jù)四年中所學(xué)的知識進(jìn)行合理分析解釋。5、設(shè)計(jì)說明書按齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作手冊要求格式寫。6、按齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作手冊要求格式書寫手寫說明書草稿,手寫版外文翻譯草稿各一份。說明書成稿和譯文成稿按畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書打印要求打印。注:任務(wù)書必須由指導(dǎo)教師本人填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告一、選題的依據(jù)、意義和理論或?qū)嶋H應(yīng)用方面的價(jià)值 在這個(gè)快節(jié)奏的E時(shí)代,人們的時(shí)間觀念逐漸加強(qiáng),日程安排密集,一些生活瑣事不應(yīng)該再占據(jù)過多的時(shí)間和精力。為此,可節(jié)省時(shí)間的,為人們起居帶來諸多方便的創(chuàng)新型家居產(chǎn)品,必定會(huì)受廣大群眾的歡迎。在這個(gè)很寬泛的新興行業(yè),我們選擇了本科現(xiàn)階段可操作的自動(dòng)陽臺(tái)晾衣架的研發(fā)。該裝置可以在晴雨天自動(dòng)收晾衣物,也可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,相比傳統(tǒng)的晾衣方式,有諸多優(yōu)點(diǎn)。與其他智能家居產(chǎn)品配套使用,更可體現(xiàn)當(dāng)今生活的快捷方便,使得社會(huì)各成員都能切實(shí)感受到科技帶來的生活新體驗(yàn)。 基于現(xiàn)在晾衣架的發(fā)展現(xiàn)狀,本設(shè)計(jì)開發(fā)了一種能幫助人們擺脫原始操作的智能晾衣架。本實(shí)用新型晾衣架主要特點(diǎn)在于:可以伸縮,操作簡單,占地面積小,美觀實(shí)用。同類產(chǎn)品有可收縮式的,但屬于組裝而成,操作比較麻煩,而本晾衣架是通過溫濕度傳感器和光敏傳感器感應(yīng)外界天氣中的雨水、溫度和光照情況,運(yùn)用傳感器、單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來控制晾衣架的伸張和收縮,從而達(dá)到智能晾曬衣物的目的。二、本課題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 晾衣架不僅僅是一個(gè)裝飾品,更是一個(gè)功能性的產(chǎn)品。晾衣架目前晾衣架的“功能”已 經(jīng)普遍得到消費(fèi)者的認(rèn)可,已經(jīng)形成一個(gè)“行業(yè)”。經(jīng)歷了數(shù)年的磨合,行業(yè)質(zhì)量逐漸趨向穩(wěn)定。 國內(nèi)現(xiàn)在也有生產(chǎn)智能晾衣架的廠家,但是他們所生產(chǎn)的智能晾衣架都是安裝在陽臺(tái)內(nèi)部,通過電路的控制使晾衣架根據(jù)不同的情況垂直升降,以達(dá)到智能晾曬衣物的功能。而本設(shè)計(jì)是通過溫濕度傳感器和光敏傳感器感應(yīng)外界天氣中的雨水、溫度和光照情況,運(yùn)用傳感器、單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來控制晾衣架的伸張和收縮,從而達(dá)到智能晾曬衣物的目的。在國內(nèi),“晾衣架”還可按產(chǎn)品種類可分為兩種,一種是“升降晾衣架”,或所謂的“電動(dòng)晾衣架”,分手動(dòng)、電動(dòng)兩種,手動(dòng)(手搖)較為普及,電動(dòng)(智能)是發(fā)展趨勢;另一種是“落地晾衣架”,主要有翼型、X型、單桿、雙桿等種類,此類產(chǎn)品比較簡單,由不銹鋼管材或者噴涂管以及塑料連接件構(gòu)成,拆卸方便,不用專人安裝,深受寓居人群的喜愛。三、課題研究的內(nèi)容及擬采取的方法課題研究的主要內(nèi)容:(1)根據(jù)實(shí)際條件確定單片機(jī)的型號,熟悉此類單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。(2)熟悉掌握單片機(jī)的工作原理。(3)熟悉電路設(shè)計(jì)軟件Altium designer等,能夠設(shè)計(jì)電路,并且電路通過調(diào)試可以完成基本的控制功能。(4)選取電動(dòng)機(jī)、齒輪及合適的連桿材料。(5)對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行驗(yàn)證,設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪相關(guān)數(shù)據(jù)并校核。擬采取方法:本課題主要研究智能晾衣裝置中單片機(jī)對于晾衣桿自動(dòng)控制。(1)首先弄清智能晾衣架裝置的工作要求,然后確定連桿的材質(zhì)、大小,從而確定連桿上所固定的齒輪軸芯的大小以及其他齒輪基本參數(shù)。(2)根據(jù)連桿上齒輪的參數(shù)確定與之嚙合的齒輪的大小并確定軸心,從而確定電動(dòng)機(jī)所控制的輸出軸大小。(3)確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、輸出的轉(zhuǎn)速以及輸入電壓,用以確定電動(dòng)機(jī)類型與型號,并以此確定電源的輸出電量大小,設(shè)計(jì)控制電路圖。(4)確定單片機(jī)的型號,編寫控制程序。(5)對所設(shè)計(jì)的程序、結(jié)構(gòu)進(jìn)行程序仿真和調(diào)試。在調(diào)試與仿真過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問題,提出解決方案,解決所發(fā)現(xiàn)的問題,完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。四、課題研究中的主要難點(diǎn)以及解決的方法 主要難點(diǎn):(1) 單片機(jī)控制程序的編寫; (2) 自動(dòng)控制模塊與機(jī)械構(gòu)件之間的協(xié)調(diào); (3) 晾衣桿收縮(伸展)速度的控制。 解決方法: (1) 多學(xué)習(xí)和熟練程序的編寫,注意程序的調(diào)試和驗(yàn)證; (2) 自動(dòng)控制模塊正常運(yùn)行,調(diào)節(jié)機(jī)械構(gòu)件與控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度;(3) 選擇合適的電動(dòng)機(jī)和齒輪,計(jì)算設(shè)計(jì)合理的傳動(dòng)比。五、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度計(jì)劃2016.3.7-2016.4.10查閱文獻(xiàn)資料,擬訂方案,驗(yàn)證并確定方案,編寫任務(wù)書及開題報(bào)告。2016.4.11-2016.4.17準(zhǔn)備材料,進(jìn)行開題答辯2016.4. 18-2016.5.8熟悉工藝過程,擬定總體設(shè)計(jì)方案。2016.5.9-2016.6.5 輸入輸出設(shè)備選擇,I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì),PLC及模塊選擇。2016.6.6-2016.6.12 程序設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路原理圖,編寫控制程序及上位機(jī)程序,寫畢業(yè)論文。201.6.13-2016.6.25 完成論文主要工作總結(jié),整理畢業(yè)設(shè)計(jì)資料,準(zhǔn)備答辯。六、主要參考文獻(xiàn)(或資料)1 盧艷軍主編.單片機(jī)基本應(yīng)用系統(tǒng)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.2 單成祥.傳感器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及其應(yīng)用M .北京:國防工業(yè)出版社, 1999: 132 -140. 3 侯國銳.單片機(jī)C語言編程與實(shí)例M.北京:人民郵電出版社,2003,9. 4 薛小鈴,劉志群,賈俊榮.單片機(jī)接口模塊應(yīng)用與開發(fā)實(shí)例詳解M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2010,1.5 孫育才,孫華芳,王榮興.單片機(jī)原理及其應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版 社,2006. 6 王桂榮,李憲芝.傳感器原理及應(yīng)用M.北京:中國電力出版社,2010.7 潘清明,丁左武,蔣偉,鄭孫偉.防雨、防暴曬、夜晚能自動(dòng)收縮的智能晾衣架設(shè)計(jì)J.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2007. 8 壽宏曉,林利棟,毛曉捷,毛曉靖.自動(dòng)伸縮式防雨晾衣架的研究J.機(jī)械工程師,2010. 9 林若波,李錫豐,鄭爍.晴雨智能晾衣架的設(shè)計(jì)J.電子技術(shù),2006. 10 楊友平. 基于89C51實(shí)現(xiàn)智能晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.機(jī)械工程與自動(dòng)化,2011. 11 Atmel Corporation.8-bit AVR Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash Atmega16L data sheet.Atmel Corporation,2003. 12 Spasov,Peter. 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