液体点滴速度监控装置（含软件）

ID:222750 · 发表于 2017-7-27 14:57

现在是大一暑假，我们三个水比加入了学校的电子设计暑期集训，我们组3人是自动化专业，大一的课（微积分，电路基础）太少，课外也没学过，什么都不懂的情况下，听说电子设计竞赛里控制题最简单，so我把97年到15年的电子设计竞赛的控制题理出来，并在其中选了最简单的一题——03年的（F题）液体点滴速度监控装置。
emmm.......学校仓库只有基础元件，这道题里要用到一些物理结构只能自己淘宝：
点滴支架，定滑轮，钓鱼线（听学长说风筝线也可以），250ml玻璃瓶3个，盐水瓶吊网/网套（通常一打10个），点滴管输液器（通常一打10根）
emm…，步进电机固定在支架上：（我在老师的脑洞下，用铜柱和一小片铜板，夹紧了支架和电机）
emm……步进电机型号28BYJ-48(5V DC)，因为要拉动250ml装水的玻璃瓶，拉的速度超龟速，达不到题目要求（P=Fv，速度越大力越小），这个小电机吃不消拉，所以我用了两个电机相对着转（转向相反），这样3分钟能拉完。
hhhh……电机怎么拉动绳子呢？我也是苦逼于找不到合适物理结构方案。最后幸运女神眷顾，一个2mm直径的小毛线圆柱（我也不知道实验室为什么有这东西），毛线不要,把中间的塑料柱取出，塑料柱中间正好还有个小孔，用捡来的笔壳（正好合适插得很紧）插入，笔壳（又正好很紧）插入电机的那个头。不用一个钉子就这样完成~钓鱼线的一端用热熔胶枪固定在塑料圆柱的一边。第二个电机，插入塑料柱的孔（另一边）对它来说太空了，就用热熔胶填补，边冷却边转（要不然会把电机的转子和电机身固定住？），再把两个电机用铜柱连接就OK！后来因为电机和点滴支架之间不稳，在老师的脑洞下塞了两根木头进去，emm，很紧。很稳固。
其实每个人都能想出来这些物理结构，还是要独立思考，别不动脑地依赖我使用的方法，丧失了你赛场上的能力。
看到隔壁实验室有些学长做一些题目能想出超棒的物理结构，真的好羡慕。
毕竟这是我们组（几乎零基础）做的第一道题目！加油拉~。

接下来是电路的事了把？
https://wenku.baidu.com/view/acaf980f87c24028915fc365.html
这是我们参考的设计报告。里面有些地方有毛病。自己查资料的时候就发现了。还是要独立呀，哪里有毛病需要你自己去发现哦。
关于红外对管电路，问老师也得知了一些消息（接收管串联10k电阻），自己查了很多也知道了接收管要串多大电阻。【要独立哦！我是孤立无援自己做出来，我这么菜鸡都能做到你也可以（此话针对0基础之小白）】
步进电机驱动电路，只用了一块芯片，就是同学的清翔单片机原理图里的那个照着画就好了（ULN2003）。
单片机最小系统上次校赛做过（很失败灰暗的经历除了最小系统成功其他部分都失败）所以会做，就是单片机，复位电路，晶振电路，抄一下自己单片机的原理图就好了。单片机89c52。
要用到1602液晶，矩阵键盘，也是一样抄单片机原理图。被吐槽用独立键盘也可以，也许可以吧。矩阵键盘能直接输入数字的说（原理图画到AD上-生成PCB-打印-转印到铜板-腐蚀-打孔-焊接-成品，这个学校里统一教的吧）
【有时候做出来的单片机最小系统不能驱动液晶，先用示波器检查一下晶振图像，问老师得知即使图像有了也可能晶振没起振或者铜线有看不见的断裂，我是用锡把复位电路重新覆盖了一遍就能用了】
声光报警电路，就是单片机原理图蜂鸣器模块加一个LED，我是直接串联在IO口出来接的那个电阻边上了，用起来感觉有点问题，emm...。PNP型号用的是S8550，原理图上没标，S8550试了一下能用。蜂鸣器是3.3V有源，不过给它5V工作电压叫了很久也没什么坏掉的迹象。3mm红led，各种百度才设计出电路。

那么以上是完成题目基础要求的硬件部分。

如果要通讯，题目要求16个从站（16个人在打点滴），IIC通讯只能板内通讯，距离1.5米（隐约是这个印象，查资料太久已经忘了），不符合。串口通讯，TTL电平也太短，1.5米，板内通讯（隐约是这个印象，查资料太久已经忘了），不符合。RS232电平可以15米，应该够了。加一个MAX232芯片。用普通导线连接各个主站从站。RS485能传几百~2000米，不知道芯片贵不贵，反正……RS232可以用那就RS232吧，别管其它的了。

我们完成了基础部分，点滴速度比较准，控制也能在3分钟内。发挥部分程序写着写着……emmmm……51单片机装不下了！所以hex文件最终是7点几KB。如果要用的话可以买个容量更大的51单片机芯片，不过仓库没有，而且心很累了。6.29-8.20，老师要每个组完成2个作品，我们已经做了2个星期+2天了。所以做下一道风力摆吧。话说点滴这题是真的简单……51单片机基础知识就够了，连PID算法都没用到。实验室里好多大一大二都在做风力摆（15年控制题），独自做个倒立摆（13年控制体）不合适，so决定做风力摆吧。