基于单片机的全自动密集储分仓储系统高速穿梭车电路设计

文/徐伟伟

本文将会在前人研究的基础上，对单片机的优势进行了解，探讨基于单片机运作基础上密集仓储系统中穿梭车的电路设计。

1　单片机技术的发展与特点

单片机是一种嵌入式的微控制器，通过将各项具有逻辑功能的运算集中到芯片中来实现对系统控制的微型计算机。单片机经过多年的发展，在工业领域、医疗领域、家电领域等都得到了广泛的应用。它的优势主要包含以下几点：

1.1　简单快捷

通过对单片机的操作，可以更好的实现系统的模块化，为系统的高效运作奠定基础。

1.2　长时间的耐用性

与计算机相比，单片机在使用上更加耐用，并且性价比极高。

1.3　较快的处理速度

单片机由于运行速度快，因此在处理上更加方便。

1.4　低能耗

由于设计较为简单，单片机的能耗率低，因而能够更好的适应周围的环境。

2　智能穿梭车的电路设计

2.1　电机的选型

在电机类型的选择上，需要考虑与仓储系统相匹配的功率、惯量、转矩等，当其惯量越小，那么相应的电机控制力会越大。

2.2　电源模块的设计

在高速穿梭车的设计中，由于涉及到较多的模块，并且每一个模块具有不同的电压，比如光电传感器等只需要24V的稳定电压，而红外线接受器则需要5V的稳定电压，而对于他们不同的电压需求，都可以通过24V的可充电电池组来进行实现。因此，在电源模块的设计过程中，需要对系统设计中的每一个功能需求有所了解，通过电路转换有效切换5V与24V的电压需求。在本文的电路设计中，会采用如图1所示的降压稳压电路来进行，采用大的直流三端稳压，让C1C2C3在一定范围内进行滤波与稳压的作用，利用三端稳压芯片将大于5V的直流电压转化出恒定的直流5V电压。

2.3　电量检测的设计

正如上文所提到的，由于每一个功能模块的电压需求都有所差异，因此为了确保电压的稳定性，需要对电路中的电压进行实时的检测，如图2所示。首先，需要及时采集电路中的电压数据，利用A/D转换来给系统的电压V进行赋值，如果Vset1＞V，那么则提示灯会亮并表示电池需进行充电。在进行充电之后，当Vset2＞V时，则会提示报警，表明电量已经充满，应当结束充电。而在这个过程中需要通过自动化的模式来实施对电压的检测，避免穿梭车在作业中因电量不足而无法运行。

2.4　编码器接口的电路设计

在编码器接口的设计中，为了更好的确保货物运输的安全，穿梭车的运行速度应当逐渐上升、达到匀速运转并最终慢慢减少。在这个运转过程中，穿梭车的运行速度需要做及时的检测，因此，通过可识别的脉冲信号来计算相应的脉冲数，可以有效的采集穿梭车运转过程中产生的位移、转速、转角等参数，而这些则需要通过编码器来进行实现，当这些数据被采集之后，码盘会将其转换为灯亮的信号，然后利用各种光电器件来实现信号的输出。这其中，穿梭车的位移信息需要通过旋转式光电编码来进行实现，穿梭车的转角则需要通过输入的脉冲数来进行选择，总的来说，转角与位移呈现出正比例关系。本文设计的编码接口如下图3所示。在该编码器的设计中，电路SN75175的工作电压为5V，主要包含a-a与b-b两路外来信号，通过SN75175来实现对内部电路的输入与转换。

3　结束语

图1：降压稳压电路示意图

图2：电压检测流程图

图3：编码器接口示意图

综上所述，全自动的密集仓储系统在提升仓库效率方面发挥着重要的作用，而单片机由于其简易轻便、高效节能等优势在这类系统的电路设计中应用广泛。本文在探讨当前单片机应用的特点与优势的基础上，分析其在智能穿梭车系统电路设计中的方案，通过电机选型、电源模块设计、电量检测设计以及编码接口设计四个方面来探讨密集储仓储系统设计中的有效性，提供一种解决思路与方案。