铝槽LED数码管 线条LED轮廓灯
YM-DL4048-48Q
&LED数码管产品分析：LED数码管是指外壳由PC管或是带PC外罩的LED线条形轮廓灯。一般可变换颜色的我们称之为全彩LED数码管，单色常亮的我们则称之为LED护栏管或LED护栏灯。LED数码管的控制方式：常亮、内控七彩、外控全彩三种方式。单色常亮的LED护栏管接通相应的工作电压就能正常发光；内控七彩的LED数码管则需要接通相应的交流电才能正常工作；外控LED数码管需要连通相应的直流电源+控制系统，外控控制方式又分为单线信号传输控制和DMX512协议控制。单线信号传输的LED数码管常用的控制IC为：USC1912、UCS1909、UCS1903和TM1912、TM1809、TM1804等。DMX512-led护栏灯不同厂家使用的控制IC和接线方式各不相同，但最终都能实现国际通用的DMX512协议控制。&&LED数码管常用来亮化楼体轮廓，KTV门头或广告招牌，以及公路和桥梁护栏亮化项目;可以达到七彩流水，追逐，扫描等效果。若做成LED数码管屏(LED数码招牌)则可以出各种炫 丽的动画和花型，还可以播放视频;出文字及图案。&&&产品参数：&产品型号：YM-DL4048-48Q芯片品牌：EPISTAR, CREE产品尺寸：W40*H48*L1000mm灯具功率：10W外壳材质：铝合金灯体+PC罩灯具光源：5050贴片电路板材：波纤板光源数量：48珠&&灯体颜色：铝本色（氧化）额定电压：24V DC对接插头：两芯防寒线发光角度：120°生产工艺：PU胶灌封防水发光颜色：金黄光、暖白光、白光、蓝光或RGB全彩单颗亮度：20-24LM（单色）工作温度：-35°C-50°C电器类别：Class Ⅲ防护等级：IP65发光模式：常亮、全彩跑动、七彩跳变渐变光源寿命：50000小时&旋转角度：--------保修时长：2Years控制方式：N/A、单线传输、DMX512协议&&可选型号产品型号工作电压光源型号数量颜色说明YM-DL4048-DMXDC24V5050贴片 48灯RGB全彩外控DMX512YM-DL4048-P8DC24V5050贴片 48灯RGB全彩真8段全彩YM-DL4048-P16DC12V5050贴片 48灯RGB全彩真16段全彩YM-DL4048-48QDC24V5050贴片 48灯单色常亮YM-DL4048-60QDC24V5050贴片 60灯单色常亮&内控LED护栏管工程案例：&&
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led（LED Segment Displays）由多个封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。实际上是由七个组成8字形构成的，加上就是8个。常用显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
LED Segment Displays
led数码管当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮不亮。LED数码管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为1.8V左右，电流不超过30mA。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管，发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。常用LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
1.LED以作为发光单元，颜色有， 黄，蓝，绿，白，黄绿等效果。单色，分段全彩管可用大楼，道路，河堤轮廓亮化，LED数码管可均匀排布形成大面积显示区域，可显示图案及文字，并可播放不同格式的视频文件。通过电脑下flash、动画、文字等文件，或使用设计个性化动画，播放各种动感变色的图文效果；2.可放在上按红绿兰顺序呈直线排列，以专用控制，构成变化无穷的色彩和图形。外壳采用塑料制作，强度高，抗冲击，抗老化，防紫外线，防尘，防潮。具有功耗小，无热量，耐冲击，长寿命等优点，配合控制器，即可实现流水，渐变，跳变，追逐等效果。如果应用于大面积工程中，连接电脑，还可显示图案，动画视频等效LED数码全彩灯管可以组成一个模拟，模拟显示屏可以提供各种全彩效果及动态显示图像字符，可以采用脱机控制或计算机连接实行同步控制；可以显示各式各样的全彩动态效果。控制系统采用专用灯光编程软件编辑，数码管控制花样更改方便，只需将编辑生成的花样格式文件复制进即可，数码管控制器可以单独控制，也可多台联机控制，数码管安装编排方式任意，适合各种复杂工程需求。数码管、控制器以及电源等以标准公母，方便快捷，并具有独特的外形设计，全新的户外防水结构
规格： （有圆形、半圆形、D形）；直径有：30mm、40mm、50mm、80mm、100mm、 110mm；颜色：单红，黄，蓝，绿，白，七彩；外壳颜色：乳白；性能：防水，防尘，防紫外线，耐压，耐破裂，耐高低温，耐燃，超强抗冲击老化；防护等级：级；工作电压范围：24V-220V；工作功率：8-12W；工作环境：-40度-+75度；正常寿命：&80,000小时。
led数码管led数码管常用段数一般为7段有的另加一个，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等....，led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。图2是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。led数码管广泛用于仪表，时钟，车站，家电等场合。选用时要注意产品尺寸颜色，功耗，亮度，波长等。下面将介绍常用内部引脚图片。图1 这是一个7段两位带小数点 10引脚的LED数码管图2 引脚定义每一笔划都是对10引脚的LED数码管应一个字母表示 DP是小数点。透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。每位元数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的现象及的，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O口，而且功耗更低。
1、按控制方式分：分为内控方式（内部有单片机，通电自动变色）和外控方式（需要外接控制器才能变色）。2、按变化方式分：分为固定色彩的和七彩、全彩的；固定色彩的是用来勾轮廓的，全彩的可以勾轮廓，也可以组成管屏显示文字、视频等。3、按尺寸分：有的、D30的，这是直径；长度基本上1米的（可以定制）；这个需要根据实际需要进行选择就行了。4、按内部可控性分：有1米6段的，有1米8段的和1米12段、1米16段、1米32段的。也就是1米的管子内有几段可以独立受控； 1米段数越多，做视频的效果越好。如果密度低，或者做些追逐效果，做1米6段也就可以了。5、按led数量分：有1米96颗灯的，有1米144颗灯的；灯越多效果越好。一般做全彩的都是用1米144颗灯的。6、按供电分：分为高压供电(直接220V供电)和低压供电(12v供电，220v电源需要加转换)；一般选择低压供电的，比较可靠稳定，高压供电的容易烧毁。7、 按像素点分：一米16段灯管 就是1米的灯管有16个像素点。一般有6段、8段数码管、12段数码管、16段数码管、32段数码管等，16段的比较多。如6段数码管一般使用在轮廓项目上。
LED数码管要正常显示，就要用来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。
静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如二-译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，要知道一个单片机可用的I/O端口才32个，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。
led数码管动态是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划&a,b,c,d,e,f,g,&的连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出时，单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的现象及的，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
1、防水一般是在外罩接口处用或硅胶密封，内部LED、电路板都是裸露的，由于昼夜温差大，外罩的端头与外罩不同，导致热熔胶或硅胶密封处出现缝隙，下雨后雨水渗进内部，造成而烧毁LED。要解决这个问题，一定要求对内部电路和LED进行处理。接头单用热熔胶或硅胶密封固然简单，但可靠性达不到在户外应用的要求。2、防紫外线LED护栏管由于要求混光防雨，外面都会有外罩，外罩的材料选择是很多不规范公司降低成本的又一个手段，质量好的产品都会使用增加了抗紫外线的材料。如GE、等材料，而质量不好的LED护栏管很多使用混合了的材料，谈不上抗紫外线，太阳光比较大的地方，不到一个月，外罩就变成黄色的了，从而出光效果变差，也大大减小。3、有色金属涨价很多，采用劣质材料和减小线径是一些厂家节省成本的方法，一般好的生产厂家都会在内部使用1mm以上的导线，而且导线材料使用的是符合国标的产品。如果导线面积不够或材料的杂质太多，电阻值就较大，前面的护栏管和后面的护栏管就有较大的电压差，为了让后面的LED也能正常工作，就需要增加输入电压，这样无形中就增加了功耗，很多电能不是用于驱动LED，而是浪费在导线和恒流芯片上。通用的恒流芯片都有功耗要求，电压高功耗就大，如果功耗太大，热量散不出去就会导致芯片烧毁。这就是为什么很多LED护栏管都是前面损坏得多的原因了。4、散热一般LED护栏管外罩和底座完全是一体的，都是。当LED排布很密时，在通电后，LED的结温已经很高了，就将造成LED的寿命急剧减少。实力强的LED护栏管公司肯定会有热设计人员，在设计护栏管外罩时就会想法把LED的热量和恒流芯片的热量有效的传导到大气中去。底座使用铝材是比较好的方法。另外在设计时要尽量将PCB靠近铝底座。5、供电护栏管的供电有两种方式：220V的高压和以下的低压。220V直接供电是一种危险而又不经济的方式，低压的做法是用电容或电阻降压后供给。这种方式首先是安全性就存在很大的问题；其次是太耗电并对电网有极大的损害，供电部门是坚决反对的。由于突然在线路上加接了大量的，使供电线路失配形成了，就可能出大事故。
主要用于，、高档的DISCO、酒吧、夜总会、会所的门头广告牌等。特别适合应用于广告牌背景、立交桥、河、湖护栏、建筑物轮廓等大型动感光带的之中，可产生彩虹般绚丽的效果。 用护栏管装饰建筑物的轮廓，可以起到突出亮化建筑物的效果。事实证明，它已经成为照明产品中的一只奇葩，绽放在动感都市。
led数码管要是问起有几种，相信这个问题对大家来说都很陌生！总的来说，LED光源的来源有两种做法： 一种是使用传统小功率LED作组合，一般多达上百颗甚至数百颗，电源设计复杂。另一种是使用大功率管作光源，价格比较贵。两种方法都不可避免地要将散热设计和工作可靠性作为主要设计考虑因素，国内多应用于政府示范性工程，真正的工程很少，国外这方面的应用实例较多，但其最大的缺点依然是可靠性、出光流明数和价格，很多工程由于LED品质低劣，没有很好地表现出寿命长的优点。还有，从成本、市场的角度考虑，LED作为，其是否与太阳能结合使用，在设计上需要走不同的路线，并不是单独作为一种光源来开发就能完成的。
1、静态素（等间距与非等间距相同）：16*8实像素单一模组最大功耗 16*8*3*0.02=7.68 16——16个像素点宽；8——8个像素点高；3——每个像素点由三路电流；0.02——估算每一路电流的大小。注： 2R1G1B实像素两个红色LED串联在一块只算一路电流。2、静态（等间距）2R1G1B：单一模组最大功耗 16*8*4*0.02=10.24 16——16个像素点宽；8——8个像素点高；4——每个像素点由4路电流；0.02——估算每一路电流的大小。注： 2R1G1B虚拟像素两个红色LED分开每一灯管算一路电流。3、 扫描实像（1R1G1B）或（2R1G1B）：以全彩四扫16*16模组为例 单一模组最大功 耗（16*16*3*0.02）/4=3.84 16——16个像素点宽；16——16个像素点高；3——每个像素点由3路电流；0.02——估算每 一路电流的大小；4——为1/4扫描。注： 1R1G1B实像素四个并联算一路电流；扫描板每一电源估算使用率为80%。
第一步：在墙体上打孔，装膨胀螺钉，再装，用锁住；之间的距离根据客户的要求而定；一般是1CM到3CM之间第二步：一般情况下为白色或红色.然后将LED护栏灯的信号线、电源线对接起来，一定要对接紧密,然后把螺母扭紧. (最好外面再打上或黑色胶布绕一下,这样对防水更有好处.)不要因为马虎或难扭紧而没有扭紧,造成进水,给后来维护带来不少麻烦.信号线公司采用的一般两芯的小公母插头；电源线是两芯的大公母插；第三步：根据变压器的功率以及护栏灯的功率来计算每台变压器可以带多少条护栏灯；比如108灯的LED七彩护栏灯是10W/M；144灯的LED护栏灯是12W/M；若用400W的防水变压器，则可以带108灯36M管；144灯的则带32 M管。若变压器可以带36M管；变压器则放在第18和19条中间，接两条线出来，再接几个分接口，每边各带18条。
1、显示效果： 由于LED基本上属于电流，其的很大，并且还与温度有关，为了保证具有良好的，就需要使其具有恒定的工作电流，且不能受温度及其它因素的影响。另外，当温度变化时驱动晶片还要能够自动调节输出电流的大小以实现色差平衡。2、安全性： 即使是短时间的电流超载也可能对造成永久性的损坏，采用恒流后可防止由于电流故障所引起的数码管的大面积损坏。 另外，我们所采用的超大型积体电路还具有级联特性，可防止反向对的损害。超大型积体电路还具有热保护功能，当任何一片的温度超过一定值时可自动关断，并且可在控制室内看到故障显示。
找公共共阴和公共共阳，首先，我们找个电源（3到5伏）和不同规格的电阻，VCC串接个电阻后和GND接在任意2个脚上，组合有很多，但总有一个LED会发光的找到一个就够了，然后用GND不动，VCC（串电阻）逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就共阴的了。相反用VCC不动，GND逐个碰剩下的脚，如果有多个LED（一般是8个），那它就共阳的。也可以直接用数位，红表笔是电源的正极，黑表笔是电源的负极。
产生此故障的原因可能有：led数码管1）变压器损坏、引线断开或。若变压器损坏，则予以更换或重新绕制；若引线断开或虚焊，则应重新连接或重新焊接。2）+5V电源故障。应检查显示电路电源电压及供电是否正常（正常时为5V）。若两者不正常则检查7805是否有5V电压输出。若三端稳压器有5V电压输出，则为电路板的连接线损坏，或未开炉或短路，若开路则应重新连接；若短路应清理短路点。若三端稳压器没有5V电压输出，则检查 7805输人端有无8V左右的电压。若7805输入端有8V电压，则说明7805损坏。若7805输入端没有8V电压，则检查有无8V左右电压输出。若整端电路没有8V电压输出，则检查220V交流电源是否正常。若交流电源不正常，则应对交流电源进行检查。若交流电源220V电压正常，则在连接线正常的情况下应为变压器损坏，予以更换。3）公共阳极（或公共阴极）上无+5V电压。这种故障常常是由发生虚焊或印制导线不通引起的。若无5V电压，则按照前面所述检查电源电压的方法进行检查；若限流电阻开路，则应予以更换；若为电路板虚焊或印制导线不通，则必须重新连接或焊接：4）数码管内部损坏，则应予以更换。
仅小数点亮
这一现象表明±5V电源正常，产生这种故障的原因可能有：1）若A/D转换器工作不正常，则应更换A/D转换器。2）若数码管内部有故障，则应更换数码管。3）若A/D转换器与数码管之间的连线开路，则应重新连接或新焊接。4）若A/D转换器集成元器件损坏，则应更换集成元器件。5）若A/D转换器管脚，则应必须重新焊接。
缺笔段检查
对于A/D转换器为7107的仪表，可检查7107用于显示输出的各对应输出脚与Ⅴ+（正电源脚）闸的电压（即用的黑表笔接所对应的输出脚，红表笔接电源供电正端电压点），若始终为几毫伏，则表明7107坏，应予以更换；如有4V 左右（数码管管脚端为负），LED却不亮，则表时7107输出正常，接着可检查数码管的各自对应管脚与Ⅴ+之间的电压（万用表的黑表笔接所对应数码管的管脚，红表笔接电源供电正端电压点），若也有4V左右，则表明LED数码管坏∵应更换该数码管；若无电压，则可能是7107管脚接触不良，或从7107到数码管管脚之间的连接线路不通，应重新连接和重新焊接。若两处电压不同，则检查电路板从7107到数码管之间有没有腐蚀或油污，若有，则必须清洗干净并作好绝缘处理工作；若没有，则数码管内部短路，必须予以更换。
产生这种故障的原因可能是：1）使用时间太久，降低，可更换新的。2）R9阻值太大，可重新更换或重新调整。3）电路板漏电，与将电路板上的电容放电或清洗电路板，并经干燥处理后，再接线使用。4）若供电不足，检查供电电路的连接电阻是否变值，若变值，则应予以更换；若负载功率下降，则应予以更换；若漏电，则应予以更换；若损坏，则应予以更换；若变压器负载功率下降，则应予以更换；若常规检查后仍然供电不足，则检查所有负载电路中有无对地短路元件，若检查出短路元件后，则应予以更换。5）A/D电路的输出电压不足，先检查外围电路有无对地短路元件，若有对地短路元件，则应予以更换；若检查正常，则为A/D转换集成电路损坏，应予以更换。
（A/D转换器为7107时，显示“1”或“－1”）或量程很小：这种现象多数是由于没有基准电压造成的。检查时可将仪器的输人端短接，若仍显示 “1”，则应检查脚之间的电压。首先测量该仪表在30、31之间测量出满量程电压（也可以计算出）再取满量值的1/2即为35、36 两脚间的正常电压值。若不正常， 则检查和是否变值（阻值变大）或？若变值，则予以更换；若虚焊， 则予以更换。
该显示正值，却显示“－XXXX” 产生这种故障的原因可能是：1）输入信号接反，则应重新连接输入信号。2）连接电阻虚焊，可调电阻失效。可检查7107的31（IN+）、30（IN －）管脚之间的电压，其正常的电压范围约为0～2V（31脚为+端），若两管脚间的电压为负值，则应逐级往前检查。若是连接电阻虚焊，则应重新进行焊接。若是可调电阻失效，则更换可调电阻。3）检查上拉电阻（与电源正端的电阻）是否正常，有无开路虚焊现象。若变值或开路，则应予以更换；若虚焊，则应重新焊接。
示值严重偏低，调节量程后示值也不升高，巳显示频繁闪动产生这种故障的原因很可能是：采样周期过短，39、40脚之间的电阻数值不对，若为阻值不对，则应重新调整阻值或更换相应的电阻。若7107（见图1）的 38、39、40脚之间有开路（电阻开路或电容短路），它们均都会使A/D转换器的振荡频率升高，导致过高，若出现这种现象，则应更换发生故障的电容或电阻。另外，基准电压升高也会引起示值严重偏低，而基准电压太高往往是由于分压电路中的电阻或电位器虚焊、变值所引起的。特别是最容易出现开路或变值，待检查出有故障的电阻后，应予以更换。
始终显示&1999”，且显示正常 产生这种故障的原囚可能是：1）若+5V电源发生故障，则应按照前面所述检查的方法进行检查。2）A/D转换器损坏，则予以更换。
产生这种故障的原因可能是：1）若A/D转换器坏，则应予更换。2）若有干扰因素从输人端引入，待查出干扰源后，若干扰源可以排除的，应予以排除；若干扰源无法排除的，应做到尽可能远离干扰源并做好屏蔽工作。3）采样速率太高，则检查、40脚之间有无短路或开路（电阻开路或电容短路）现象，相应处理方法可参考“示值严重偏低，调节量程电位器后示值也不太高，且显示频繁闪动”相应部分。4） ±5V大，往往还伴随着电压不足，数值不稳。若电源失效，应予以更换；若中某一二极管被击穿，则应予以更换。5）电路板之间存在漏电现象或线路之间有。其主要原因是线路受潮或线路有导体杂质的存在，或者是维修后没有做好绝缘处理，应重新清洗电路板并做好绝缘处理。6）若输入或基准线路及电源线路中有或某功率降低，待检查出故障元器件后，予以更换并重新焊接好各个焊点。
示值漂移大
产生这样故障的原因可能是：1）7107电路不佳，应予以更换。2）7107发烫，可能是由于电流太大，可将换大再进行测试。3）基准电压发生漂移大多是由于失效或上（下）拉电阻功率降低或更换的电阻功率过低引起的。若发生这种情况，则应更换相应的电阻。
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片机驱动LED数码管显示方式
针对多关节工业机械手的比例和开关控制，以PLC作为其控制器，通过无线数传模块进行数据传输，实现远程无线遥控操作。本文引用地址：手持操作器采用16位单片机，对检测到的按钮和摇杆操作进行数据编码后通过无线的发送至PLC，PLC对其解码后获得指令实现对机械手各关节运动的控制。该方案成本低，具有良好的通用性和可扩展性。前言可编程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）是一种适用性强的工业用控制器，广泛应用于各类工业生产线，移动机械设备的控制等环境较恶劣的工业场合。其工作性能稳定，可扩展性强，应用简便。根据不同的模块配置，可以进行逻辑及算数运算，对数字开关量、模拟量等进行控制和采集，同时具有丰富的总线接口形式，可以利用公开的协议与不同设备构成复杂的系统。在我们所研制的工业机械手中，各关节由比例阀或开关阀构成开环液压控制回路，实现比例调速或开关动作，因此我们选用了西门子的S7-200系列PLC作为其控制器。[1&[2&在一些环境复杂的应用场合，尤其是对于移动机械设备，控制系统的布线受到诸多限制，操作人员与控制系统的位置安排不方便。因此，具有高度灵活性的无线遥控操作系统的应用得到了推广。目前工业上应用的无线遥控操作系统一般采用无线电数字传输。一些芯片厂商如Infineon、Micrel、RFMonolithics、Melexis、CML、ATMEL等也都推出了各种适应于不同场合和要求的RF芯片[3&。无线数传模块是一种集成式的专用于无线数据收发的模块，可直接通过数据总线与其它控制、采集等模块连接完成无线数据收发功能，广泛应用于工业遥控、遥测，无线抄表，自动化数据采集等场合。具有可靠性高，功耗低，协议透明使用方便等优点。传输距离可以达到几十至上百米，有些甚至可以到上千米的距离。目前很多厂商推出了工业化、系列化的产品，可以根据不同的使用场合和要求选择合适的产品。目前一些厂家推出了专用的基于嵌入式处理器的工业用无线遥控器，其性能优异，集成度高。如HBC、JAY等，应用于混凝土泵车、装载机等场合。但由于其一般针对专用工程设备，不具有较好的通用性及可扩展性，且主要是国外厂家，价格高昂，其应用推广受到限制。在我们研制的多关节工业机械手中，采用PLC作为其主控制器，完成对液压泵站和各关节液压阀的开关及比例控制，实现机械手的基本功能。采用无线数传模块通过无线通信收发数字信号，实现远程无线遥控功能，所设计的手持遥控器的输入开关量及模拟量由16位单片机采集并编码输出。1.总体方案该机械手用于巷道内进行混凝土喷浆作业，有自动和手动操作两种模式。自动模式下，PLC控制机械手各关节按程序预定的轨迹运动，调整机械手末端的方位与角度，使喷浆喷头按设定轨迹运动，且始终垂直于受喷的巷道面，完成巷道表面的喷浆作业。手动模式下，由操作员分别采用按钮和比例摇杆对开关阀和比例阀进行控制，各关节运动，控制混凝土喷头的方位及角度。其中按钮控制泵站的启停及开关阀的方向切换，比例摇杆则根据操作人员的控制，形成一个&10V范围内的模拟量，比例阀根据模拟量的大小及方向，控制关节运动速度的大小及方向。在布线方便的情况下，按钮操作及摇杆操作的开关及比例信号可通过电缆直接输入到PLC的数字量及模拟量输入模块。这种方式结构简单、成本低、可靠性高，控制系统的硬件设计及软件编程极为简化。但在实际工业现场中，布线受到诸多限制，尤其是对于移动型设备，采用有线控制方式人员操作不够方便灵活。由于我们研制的机械手需要在轨道上长距离运动，且操作距离较远，因此必须采用无线遥控操作的方式。为此我们采用无线数传模块作为通信模块，并设计了基于16位单片机的手持式操作器，改进后的遥控型机械手控制系统总体功能框图如图2所示。无线数传模块成对使用，在手持操作器端和机械手本体上的控制系统端各有一块，分别完成数据的无线发送及接收功能。在控制系统需要的时候，也可以双向收发，即同一端的数传模块在数据接收和数据发送功能中切换。此时需要注意，数传模块的发送与接收功能的切换需要一定的时间。手持操作器根据操作员对按钮及摇杆的不同操作，通过IO口及AD转换进行采集，采集后的信息进行数字编码后形成指令，以ASCII码的形式通过串口发送到无线数传模块，无线数传模块再将指令以无线方式发出;机械手上的控制系统的数传模块接收到发送来的指令编码后通过串口总线传送至PLC，PLC对指令编码进行解码，分解出不同的操作指令，然后进行逻辑运算，根据不同的指令得到不同的需要执行的动作，再通过数字输出和模拟输出控制相应的继电器或阀动作，从而实现对机械手各关节的远程无线操作。通过信号电缆连接到PLC的按钮操作输入及摇杆操作输入保留在机械手本体上，作为备份或检修使用。同时，在PLC数字输入口和手持操作器上均设置遥控操作切换按钮，可以进入或退出遥控操作模式。PLC上的按钮操作应具有更高的优先级。由于摇杆操作采集的对象为摇杆的比例位置状态，它采用的是自动对中的设计的。因此在控制系统软件结构上，采用循环发送指令的方式。即进入无线控制状态后，手持操作器就定时地将采集到的状态发送出来，而不管此时有没有操作人员的操作输入。2.通信模式选择无线数传模块一般具备三种接口模式：TTL电平UART接口，可直接与单片机或其它芯片的串口管脚相连;标准的RS-232接口;标准的RS-485接口。其中232接口模式与485接口模式通过跳线进行切换。西门子的S7-200系列PLC具备一个或两个RS-485标准的接口，因此可以采用后两种方式，将PLC直接与无线数传模块的485接口相连;或者利用与PLC相配的PC/PPI电缆将PLC的485接口转换为232接口后，再与无线数传模块的232接口相连。S7-200系列PLC的通讯端口支持多种通讯协议，此处可以采用的有两种。一种是西门子的PPI主-从协议，利用这种协议主站可以直接对从站，即控制系统中的PLC，发出指令，控制从站的各端口及功能。这种方式PLC的编程简单，不需要对原有从站程序进行修改。但是PPI协议不是一个公开的协议，在文献[4&中提到了一种通过串口侦听获取PPI协议从而利用主站编程控制从站的方式。另外一种通讯模式是自由口模式，利用自定义的PLC程序控制S7-200CPU的通讯端口，使用用户自己定义的通讯协议来实现与外界的通讯。这种模式支持ASCII和二进制协议。自由口模式使用简单、灵活，但需要对PLC进行专门的编程。因为无线遥控所需数据量不大，通过比较，选择了自由口通讯模式，以ASCII码的形式在手持操作器和PLC之间传递命令和反馈信息。在PLC内编写了专门的无线控制程序，实现无线控制状态下的数据通信及对机械手的控制。无线数传模块的功能仅为实现PLC与手持操作器的无线通信功能，对于PLC与手持操作器中CPU而言，通过无线数传模块的无线通信与通过串行端口直接相连的有线通信两种方式，在编程上是没有任何差别的。单片机与无线数传模块的通信接口则可以选择三种接口模式中的任一种，既可以采用简单的直接相连;为提高稳定性，也可以采用232或485芯片进行电平转换后再与数传模块相连。为保持更好的可扩展性，我们选择了RS-232接口标准。3.手持操作器的设计手持操作器的功能为通过处理器的数字IO及AD功能检测按钮及摇杆上的操作输入，并将转换后的数字信号进行编码后形成控制指令，通过无线数传模块发出。XC166系列单片机是英飞凌科技（Infineon）的16位微控制器产品，其优异的内核结构，高效的指令集，以及不断扩充更新的产品线，使其广泛应用于汽车电子、工业控制和信息技术领域。该系列单片机具有丰富的接口模式，如14通道10位AD变换器，同步/异步串行通道USART，高速同步串行通道SPI，CAN模块，79个IO引脚等，并可与各种设备组成通讯网络。同时，该系列单片机适应于恶劣的工业环境，工作温度可在-40～125&C。[6&针对我们所设计的手持操作器的功能，我们选择了XC166系列中的XC164CS型单片机。这样只需附加极少的外围硬件，就可以实现所需的功能，同时，使该遥控器具有工作性能稳定和易于进行功能扩展的优点。手持操作器的功能模块主要包括AD采样功能，即采集摇杆操作产生的比例控制电压;数字IO功能，即采集按钮操作状态和进行一些功能状态;通讯功能，即定时地将采集到的控制指令按规定的格式编码后通过串口以无线的方式发送。手持操作器由电池供电，XC166系列单片机及无线数传模块可以满足低功耗的要求。4.数据可靠性无线遥控操作系统必须保证数据传输的高可靠性和控制的安全性，避免发生失控和错误控制指令现象，本系统主要通过以下几方面来保证：无线数传模块的高抗干扰能力和低误码率，高效前向纠错信道编码技术;串行通讯协议校验，一般采用奇偶校验;软件协议校验;通过软件编程，对发送的数据进行校验，可采用CRC校验、交互确认或多次发送对比的方式。在我们的程序中采用同一动作指令重复发送的方式，只有命令指令与确认指令完全相同，PLC才接受指令，否则忽略此指令。这样就完全避免了通信所产生的错误指令;PLC的&软件看门狗&;在PLC程序中设置定时程序，当超时未收到无线指令时，停止机械手动作，防止由于通讯中断而使机械手失控;通过以上四个措施，可以有效地保证无线遥控的可靠性，防止产生错误操作指令或机械手失控。5.结论通过试验证明，这种采用PLC和无线数传模块的遥控方式简单可行，由于PLC及数传模块都有成熟的工业化产品，可靠性高，成本低，扩展性好，因此本方案具有较高的实用价值，简化了设计过程。但手持操作器中的单片机模块尚需进一步的工业化设计，以达到更高的工业可靠性要求，并实现总线通信、自检验等更多功能。本文作者创新点：通过设计一种新的架构体系，利用工业化的无线数传模块 ，将PLC控制与无线遥控结合起来，使机械手控制系统能够兼具二者的优点，降低了成本、满足了控制系统稳定性、兼容性及无线控制的要求。
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