基于单片机的遥控开门装置

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1、2012年江西省高校大学生机械创新设计大赛基于单片机控制的遥控开门装置设计说明书参赛者：指导教师：参赛单位：南昌航空大学二0一二年五月16基于单片机控制的遥控开门装置设计说明书设计者：~~~~~~~~~~~~~~~~~~指导老师：~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~参赛单位：南昌航空大学摘要：立足于生活中的小细节，以生活为行动基础来为人们提供方便。设计在寝室内使用的遥控开门装置。该装置制作简单、操作方便、实用性强。关键字：单片机；遥控；寝室；开门1研究背景及意义随着时代的进步，人们的生活节奏也日愈加快，在这个快节奏的时代里，

2、任何影响生活节奏的事都会逐渐被取代。而大学寝室更在大学里生活得最久，陪伴大学四年，同时也是最贴近生活，最能表现个人生活特色的地方。在寝室手动开门就成了一个非常头疼的事！每每在有人敲门时，要放下手中的事来手动开门。这给学生带来很多不必要的麻烦。这时一种不要走到门前的遥控开门装置就很需要了。图1图2图3现如今寝室大多为拧转式锁（图1）。旋转锁芯（图2）实现带动锁栓（图3）开门的同时将带动一个弹簧旋转，锁芯旋转大约90度后，达到开门效果，并同时固定锁栓；关门时靠弹簧的扭力将锁栓弹出达到自动锁门的功能。近年来，国内外科技工作者申请了大量

3、的自动开门专利，但大多适用于各种庭院门、栅栏门、别墅门等，对于学生宿舍这种普通旋转式门锁的自动开关研究甚少。该装置可实现在寝室范围内用遥控器控制电路，带动锁芯实现开门，并在开门后电路能够自动断开回到未开门状态，以此保护电机和控制装置。2设计方案为了实现设备操作简单方便，设备要求由电路控制，而且电路开关应该随齿轮转动而闭合或断开；为了保证设备使用安全和经济实惠，设备要求电池电压不能大于36V，电路设计要求简单，接线口应接触良好；为了设备固定方便，齿轮应该质量轻、体积小。162.1齿轮选择本装置需要一对齿轮来传递动力，并有减速效果。

4、方案一；用圆柱齿轮连接电动机和锁芯，利用圆锥齿轮传动的速度和功率范围很大，传动效率高，对中心距的敏感性小，互换性好等特点很好的设备衔接起来。但是它只能传动同一平面内的运动，这样就使电动机固定起来非常困难。方案二；用圆锥齿轮连接电动机和锁芯，利用它可以改变设备的传动方向，使电动机可以与门面水平，是电动机固定起来方便。而且　它寿命长，具有高负荷承载力，降噪和减震好。相对其他齿轮，它重量轻，成本低，易于成型，润滑性好。方案三；用涡轮蜗杆连接电动机和锁芯，首先可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑而且两轮啮合齿面间为线接触，其承载

5、能力大大高于交错轴斜齿轮机构。蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小。但是它具有自锁性，使门芯不能及时弹回，影响开门效果，而且它传动效率较低，使用时磨损较。考虑到齿轮需要改变传动的方向，使电动机固定方便；而且蜗轮蜗杆自身会产生自锁现象，使设备无法正常工作，所以选择方案二2.2电池选择所需电池首先要可以带动设备正常工作，一方面要提供足够电流使开关控制能够工作，另一方面要提供足够大的功率是连接门芯的齿轮可以正常转动。其次，电池应该质量轻、体积小，方便固定在设备上。方案一：锂电池，它额定电压高，具备高功率承受力，

6、而且重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-6；，而且使用寿命较长，　但产品成本较高。方案二：铅酸电池，铅酸电池的循环寿命差，能大电流放电，比较重，装配不方便而且铅和硫酸都污染环境，但是比锂电池便宜。综合考虑，选择方案一2.3控制选择开关控制首先要可以远程控制，并要操作简单方案一：单片机，单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机安装简单、调试工

7、作量小而且方便，最重要的是它功耗较低，对电路的要求不高。方案二：继电器，继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触电的串联或者并联及延时继电器T的之后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。继电器控制逻辑是依靠触电的机械动作实现控制，工作频率底，毫秒级、机械触电有抖动现象。经过我们多次调试发现，单片机不但出现故障比较少而且故障排除简单，可满足装置一些特殊要求，改动方便。而继电器则出现许多故障，因为它机械触电有抖动现象，严重影响设备开门效果。综合考虑，我们选择方案一。2.4开关选择16当减速电机带动锁芯将门开启后

8、的瞬间，需要使得电机迅速停止运转，防止因电路电流过大，烧坏电机。这样就产生了两种控制开关设计方案，机械开关及集成单片机控制开关。方案一：机械开关。按下无线遥控器，接通电源，此时，电路成闭合状态，电动机开始工作，此时金属触片从金属材料端滑过，当金属触片即将滑离金属