一种便于感应式自动搅拌机的设计与实现

樊奇岳 孙靖凡 高琪琪 杨文珺

摘要：本设计完成了一种便于感应式自动搅拌机的设计与制作，通过揉捏调试和测试，项目具有实时显示公共标志点，真正的智能拼接，不需第三方软件进行处理、节能环保，便于拆卸与安装，节省时间等

特点。

关键词：搅拌机;智能;传感器

中图分类号：TP399      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）22-0242-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Design and Implementation of a Convenient Automatic Mixer for Induction Type

FAN Qi-yue，SUN Jing-fan， GAO Qi-qi， YANG Wen-jun

（Wuxi Institute of Technology， Internet of things college， Wuxi 214100， China）

Abstract： This design has completed the design and production of a kind of induction automatic agitator. Through kneading and testing， the project has real time display of public sign points and real intelligent stitching. It does not need third party software to handle， energy saving and environmental protection， easy to disassemble and install， save time and so on.

Key words： Mixer; Intelligence; Sensor

1 設计背景

近些年来随着机械化的发展，特别是一些农机的普及，越来越多从事体力活的人获得了解放，开始从事机械化操作，从之前的人工生产到现在的机械化生产，这一进步不仅仅表现在生产效率上，也表现在生产出的产品质量以及产品种类上。搅拌机设备作为机械化的产物，被广泛地应用于饲料加工业、食品加工业以及医药、化工等生产领域。目前市场上已经出现的饲料搅拌机种类有很多，比如：卧式单双轴搅拌机、卧式双螺旋搅拌机、立式饲料搅拌机等。

2硬件设计

（1）机械结构设计

（2） Arduino主控板

Arduino UNO是Arduino USB接口系列的最新版本，作为Arduino平台的参考标准模板。UNO的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。

3软件设计

（1）功能实现逻辑

Arduino UNO是Arduino USB接口系列的最新版本，作为Arduino平台的参考标准模板。UNO的处理器核心是ATmega328，同时具有14路数字输入/输出口（其中6路可作为PWM输出），6路模拟输入，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。UNO已经发布到第三版，与前两版相比有以下新的特点：

1.良好的开发环境：开发软件具有市场上大多数传感器的库函数，使用起来非常上手，可以用来订制不同的产品制作;不需要去找各种传感器的说明书，可以较快地节约时间。

2.操作简单： Arduino采用图形化编程语言和C语言，Arduino开发软件的库函数可以对内部的硬件结构和寄存器可以忽略，只需要了解那些引脚是数字还是模拟引脚即可，只需要简单地几个指令学习，并且这些指令见名知意，轻松入门，迅速应用。此开发板在软件和硬件方面完全采用开源的方式，对使用者不保留任何技术，基于各种传感器的库函数对应引脚即插即用，即使需要变换引脚也只需要在库基础上简单修改，可以完成较复杂的工程，实现多功能的作品。说到开源可以通过网络在各种论坛，博客，网站里面找到各种类似的项目指导，这些整合的资源有助于开发者在卡法过程中如果遇到难题也有方法去解决，提高开发效率。

3.控制板资源丰富：ATMGEA328P具有丰富的内部资源，32KB的flash同时RAM达到2KB，最大工作频率是20Mhz，有I2C、SPI、USART这些接口， 具有8个模拟转数字功能接口等;

4.性能较优越：它采用直流供电电压范围是1.8V-5.5V，具有功耗低，与同价位的单片机相比性能优越的8位微控制器，才用了RISC的框架体系结构，它的内存具有非易失性，内部具有可以校准的振荡器，6个睡眠模式，超低功耗在1.8V的正常模式工作电流为0.2mA，在省电模式下工作电流为0.75uA的功效。另外板子的电路上采用了断电保护功能即使短路也不会对芯片造成损坏。

5.灵活性：Arduino的种类繁多，有mini板的小板子可以适合嵌入式的开发，能够在不同的环境运用

（2）部分实现程序

本设计通过各种传感器实现较好的功能。通过压力传感器检测进料是否超出搅拌量程，通过单片机控制水泵的出水快慢实现搅拌的均匀满足要求。通过声音和led灯检测系统是否有故障，当有故障时候停止搅拌，并且发出声音和光提示，通过直流电机控制板控制搅拌的速度，在不同的场合使用不同的速度都可以满足要求。

4系统调试

在项目调试之前需要有良好的故障排除技巧至关重要。通常情况下，电路在第一次尝试时工作现象可能有不正确。如果电路板上的组件变热，出现意外行为，根本不做任何事情，甚至爆炸，这可能会非常吓人。人们在哪里开始排除故障？每种情况的答案都不相同，即使在實践中，也会遇到无法立即解释的错误。类似于绝地技术的故障排除技巧只能凭借经验，但是有一些常见问题可以迅速诊断出来，理解这些常见问题以及如何检查这些问题对于初学者和大师来说都是一个共同的起点。假设你插入你的电路，并且有什么不对。它可能根本无法工作，或者以一种你不期望的方式行事。在您离开万用表之前，您应该始终检查问题。这些可能看起来很明显，但最好从头开始，而不是为了找到一个低级的错误而花费几个小时排查更复杂的问题。

在完成不供电调试之后，确保在基本问题上没有什么问题之后，接通电源打开主控板上的开关，主控板上的电源指示灯会亮，驱动板上的指示灯亮起。通过串口线连接笔记本和Arduino板将写好的程序下载进去。首先最基本的是让感应式自动搅拌机的电机能够正常运行起来，控制电机驱动板调试，当电机能够正常运行时候，然后控制电机的正反转，以及电机的转速问题，可以测的搅拌机的基本功能，然后将控制控制水泵的程序测试一下，通过控制发现水泵出水的快慢确保在系统中调试的时候出现出水问题。接下来通过Arduino板测试压力模块，将搅拌机中放入水和不放入水进行对比看是否有现象。最后同过显示和输入模块对系统进行操作没问题后，用单片机读取他的状态在判断语句里面放一个串口执行语句，即当红外模块触发的时候可以通过串口显示出来。通过这些的测试证明了硬件在接口和元器件模块上没有不能工作的。故接下来的整体调试方法。将每个模块的子函数建成各个小的模块化函数，这些函数在调用起来比较方便快捷，在隔一段程序的外围加上一个串口发送指令这样可以验证程序在一直运行下去，没有在那个地方卡起来，如果在调试的时候发现有些串口指令没有接收到在相应的地方查找函数在函数里面一条语句，一条语句地执行排出错误。

5总结

一种便于感应式自动搅拌机结构简单，设计合理，成本低廉。采用锂电池供电方便户外工作体积小巧，续航时间长。与传统的搅拌机相比，使用的限制较少使用比较灵活。系统配备强大后处理功能，可以快速、高效的、自动化采用气压的原理实现快速吸入，使用方便，操作简便;满足设计和产品在线质量检测的不同需求。但仍然存在质量较重，外形不美观等问题，下一步将继续改进，完善本设计，服务于社会生活。

参考文献：

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[5] 孙余凯.传感器应用电路300例[M].北京： 电子工业出版社，2008.

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【通联编辑：梁书】