1、啤酒生产线自动计数装置设计啤酒生产线自动计数装置设计 摘要摘要: 该计数器的设计以光电断路器作为最基本的发射和接收电路,通 过光电信号的转换,将得到的最基本的脉冲信号,随后通过整形电路将 所得的脉冲信号进行整合,消除因外界影响而带来的计数误差,设计中, 整形电路采用了用 555 定时器构成的施密特触发器对有滚光电断路 器得到的最基本的脉冲信号进行整形,并且将其规范化为规则的矩形 脉冲,在整形过程中主要运用物理消抖的方法,防止物体在传送过程中 因物体抖动而产生的误计数问题.其特点是思路简单,清晰,成本低,便 于操作和实施。 目录目录 1 系统设计系统设计 1.1 方案确定方案确定 1.2 设计意
2、义与优点设计意义与优点 1.3 设计思路设计思路 1.4 设计框图设计框图 2 硬件系统设计硬件系统设计 2.1 信号采集模块信号采集模块 2.2 信号整形模块信号整形模块 2.3 信号技术模块信号技术模块 3 系统组装与调试系统组装与调试 4 结论结论 谢词谢词 参考文献参考文献 附录附录 引言引言 现代化的生产越爱越讲求高效,在最短的时间内以最少的人力和物力. 财力去实现最大的利益化,也越来越成为商家不言而喻的选择,因此, 流水化的生产线适应于时代的潮流应运而生,而对流水线上通过的各 个物体的检测的机器化也成为一种必然.而基于光电信号之间状环的 电路,则广泛应用于制动控制,宇航等各个领域.
3、其中,光电断路器是将 电信号转换为光信号的发光元件,与蒋光信号变换为电信号的受光元 件组合成一体化结构的光敏传感器.主要用于检测发光与受光元件之 间通过的物体.通过物体通过前后受光元件所接收到的光线好的强弱 的不同而产生的不同的电压信号.将该基本电压信号通过检波,整形, 计数,由 LED 显示其通过的物体个数的多少,从而实现了无人参与,制 动计数的功能. 1 系统设计系统设计 由课设要求可知,该电路除去实现最基本的信号发生和接收外,还需克 服外界干扰光的影响,瓶子抖动带来的误动作,以及克服因瓶间距不同 而产生的计数影响的问题.于是,我们将电路划分为三大模块,通过分 模块依次来消除外界产生的种种
4、影响,以下是该电路的三大主模块: (1) 信号采集模块信号采集模块 本模块中我们采用了透光型的光电断路器 GNY17-2，其结构示意图 如下图所示， 其中高断路器的发光元件采用输出大，寿命长，可靠 性高的红外发光二极管， 受光元件采用响应特性好与红外发光二极管 的发光波长相匹配的光敏晶体管以及光敏二极管与信号发达电路和 信号处理电路混合的单片化， 它可以非接触式检测物体， 相对检测物 体的检测精度高，响应速度快，并且方便与 TTL，MOS 等电路连接。 原理：透光性光电断路器检测物体的原理图如下 R1 180 R2 100 VCC 10V U1 CNY17-2 2 1 4 5 6 a :基本原
5、理基本原理 透光性光电断路器在检测物体其内部的发光二极管流经恒定的电流， 发出恒定的信号光由光敏晶体管接收，并且作为集电极电流，当有物 体通过法光元件与受光元件之间时， 外光被物体遮挡，使得光敏晶体 管的集电极电流变小，获取该集电极的电流的变化， （将其转化为对 应的电压值并测定其变化）即可确定物体的通过情况。另外，由于光 电断路器中红外发光二极管的正向电流特性对于正向电压变化比较 大，故在使用过程中，需通过串联电阻来限定通过的电流的大小，从 而达到保护发光二极管的目的。 b :系统参数的确定系统参数的确定 R1 的设定的设定 R1 作为限流电阻，使得通过发光二极管的最大电流不超过其最大的 额
6、定电流，由于采用的 GNY17-2 的发光二极管的最大额定电流为 20mA 则将二极管理想化处理时： If=190 故选取 R1=180 作为限流电阻，其中，考虑到电阻的误差范围。 R2 的设定的设定 R2 作为负载电阻，其作用是将光敏晶体管的集电极电流转换为电压 信号，其大小视输出信号的大小决定。 C：电路中干扰光的影响的消除电路中干扰光的影响的消除 基本原理基本原理：利用干扰光与信号光的波长的不同来进行区分 该装置在使用时其主要的干扰光为可见光， 而光电断路器所采用的信 号光为红外线， 其波长范围非常狭窄， 又因所使用的 GNY17-2 的发 光元件与受光元件均使用了对可见光截至的树脂型的外包装， 可以有 效的避免干扰光的影响。 （2） 信号处理模块信号处理模块 本模块中， 我们主要采用了由 555 定时器构成的施密特触发器作为整 形电路，实现对波形的规范化。 555 定时器作为一种多用途的数字-模拟集成电路， 使用灵活方便， 并 且， 555 定时器可在很宽的电压范围内工作， 并承受较大的负载电流， 故选择 555 定时器可降低对供电电源的要求， 同时确保电
