基于STC12单片机的电梯防坠系统设计

基于STC12单片机的电梯防坠系统设计,第1张

引言

现代化进程加快,越来越多的改成建筑拔地而起,电梯成了人们主要的上楼代步工具,电梯安全就尤为重要,我们应该重视电梯安全来有效保障我们的生命财产安全。目前我们的电梯上配备的保护装置有限速系统、行程极限系统、缓冲器系统、制动器系统。

文章是通过加速度传感器红外测距传感器,计算和测量出电梯的加速度和速度,通过两个指标监测电梯的运行状态,在发生故障时通过电机控制液压系统使电梯制动,有效保障乘客的生命财产安全。

1、系统设计

系统的总体框图如图1所示,系统以STC12C5A60S2-351单片机作为控制器,红外测距传感器和加速传感器将测得数据发送到单片机中,红外测距传感器测量电梯的速度,通过单片机进行AD转换后,根据时间差算出电梯此时的速度,加速度传感器可以测量电梯此时的重力加速度,单片机判断轿厢加速度和速度是否超过预设值,假设超过预设值,单片机会通过L9110电机模块来控制电机的正反转,从而控制液压系统转达到制动效果。

基于STC12单片机的电梯防坠系统设计,基于STC12单片机的电梯防坠系统设计,第2张

图1  系统总体框图

1.1、STC12C5A60S2-351单片机

1.2、加速度传感器

MPU-6050集成了3轴MEMS陀螺仪,3轴MEMS加速度计以及一个可扩展的数字运动处理器DMP。MPU-60X0对陀螺仪和加速度计分别用了三个16位的ADC,将其测量的模拟量转化为可输出的数字量。为了精确跟踪快速和慢速的运动,传感器的测量范围都是用户可控的,陀螺仪可测范围为±250,±500,±1000,±2000°/秒(dps),加速度计可测范围为±2,±4,±8,±16g。MPU-6050可支持的电源为3.3V±5%。加速度传感器测量轿厢的垂直加速度,如图2所示,加速度传感器MPU-6050的SCL和SDA分别与单片机STC12C5A60S2的P2.0和P2.1口相连,分别为IIC串行时钟和IIC串行数据。IIC总线可靠的双向二线制串行数据传输结构总线,该总线使各电路分割成各种功能的模块,并进行软件化设计,各个功能模块电路内都有集成一个IIC总线接口电路,因此都可以挂接在总线上,很好地解决了众多功能IC与CPU之间的输入输出接口,使其连接方式变得十分简单。

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图2  加速度传感器连接图

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