基于STM32的现冲饮料自动售货机电控系统设计

发布时间：2020-10-29 18:01

　　 随着互联网技术的迅速发展,传统自动售货行业迎来了新的发展契机。线上支付、后台管理等技术的出现,使得新一代自动售货机更加适应现代消费者的购物需求,并为商家的运营维护提供了更加便捷的方式。基于山东科大机电科技股份有限公司现冲饮料自动售货机开发项目,本文设计了一款以ARM内核单片机为主控芯片的现冲饮料自动售货机电控系统。该系统通过控制结构动作实现现场冲制多种产品,采用扫码支付方式,通过网络后台统一运营管理,具备故障自检和物料余量计算等功能。针对委托方提出的设计要求,首先对现冲饮料自动售货机系统的结构进行了分析,了解了机械结构和上位机APP概况及相应控制需求,并对产品制作工艺进行了深入的分析。在此基础上提出了适用于本课题的嵌入式系统控制方案,并搭建了系统的有限状态机模型。硬件上采用多组电源为系统供电,为减少工频干扰等影响设计了信号调理电路对控制信号和传感器信号进行处理,设计了EEPROM存储电路以实现物料余量和产品配方的记录,并采用RS232通信电路实现与上位机的通信功能。软件上除了产品制作子程序,还设计了机械故障自检测和物料余量计算子程序,以及与APP之间的数据传输通信协议和通信程序。为实现主控板的老化测试,简化批量生产的调试过程,课题还设计了主控系统硬件测试平台,不仅降低了人工成本还提高了产品的可靠性。在设计完成后对原型机进行了试运营与问题分析,通过试运营期间后台检测到的营业数据,可以发现本课题设计的现冲饮料自动传货机电控系统符合设计需求,操作便捷,购物体验流畅,具有一定的实用价值。
【学位单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：F713.36;TP368.1;TP311.56
【部分图文】：

压盖工位＝ｄ取杯工位?．｜）落杯工位??图２．３饮料自动售卖机系统工位示意图??Ｆｉｇ．?２．３?Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｂｅｖｅｒａｇｅ?ｖｅｎｄｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．２．１落杯工位??落杯工位如图２．４所示，既是设备待机状态所处的工位，又是系统的初始位，??需要一个接近开关确定该点的位置。??猶■开关???转盘步进电机??图２．４机械转盘部分??Ｆｉｇ．?２．４?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｔｕｒｎｔａｂｌｅ??在落杯工位设备应完成使杯子从杯桶落入杯托的落杯动作。落杯动作需要ｉ??个同步电机和２个微动开关配合机械结构完成，在落下后对应位置的光电开关??负责反馈杯子是否落下的信号给控制系统。该工位还需要一个光电开关检测杯??桶内是否还有杯子，如图２．５和图２．６所示。??当接近开关有信号时说明杯托在初始位置，由此可以判断是否冇米取杯或??其他原因导致的转盘电机不在原点的情况。如果无信号，则开启转盘少进电机，??使杯托绕转盘旋转直至接近开关有信号。确定转盘电机在原点后，根据落下位??置的传感器信号确定转盘ｈ足否有杯子，根据杯桶位置的传感器确定杯柿里是??１１??

Ｆｉｇ．?２．３?Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｉｎ－ｓｉｔｕ?ｂｅｖｅｒａｇｅ?ｖｅｎｄｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ?ｓｙｓｔｅｍ??２．１．２．１落杯工位??落杯工位如图２．４所示，既是设备待机状态所处的工位，又是系统的初始位，??需要一个接近开关确定该点的位置。??猶■开关???转盘步进电机??图２．４机械转盘部分??Ｆｉｇ．?２．４?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｔｕｒｎｔａｂｌｅ??在落杯工位设备应完成使杯子从杯桶落入杯托的落杯动作。落杯动作需要ｉ??个同步电机和２个微动开关配合机械结构完成，在落下后对应位置的光电开关??负责反馈杯子是否落下的信号给控制系统。该工位还需要一个光电开关检测杯??桶内是否还有杯子，如图２．５和图２．６所示。??当接近开关有信号时说明杯托在初始位置，由此可以判断是否冇米取杯或??其他原因导致的转盘电机不在原点的情况。如果无信号，则开启转盘少进电机，??使杯托绕转盘旋转直至接近开关有信号。确定转盘电机在原点后，根据落下位??置的传感器信号确定转盘ｈ足否有杯子，根据杯桶位置的传感器确定杯柿里是??１１??

微动开知Ｃｌ?，’彳爹’微动开关２??Ｉ??图２．５落杯机构正视图??Ｆｉｇ．?２．５?Ｆｒｏｎｔ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｄｒｏｐ－ｃｕｐ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??５?１??杯桶｜暴??Ｉ?＾?１?＿?微动）丨＇？关２??＇?杯桶光电开关??图２．６落杯机构俯视图??Ｆｉｇ．?２．６?Ｏｖｅｒｈｅａｄ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?ｄｒｏｐ－ｃｕｐ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??２．１．２．２落冰工位??如图２．７所示为落冰工位的落冰机构。落冰工位是制作冰镇饮料时的加冰位??置，当制作的饮料不需加冰时系统会自动跳过该工序，杯托也会直接转向下一??工位。加冰动作时冰斗内需要一个落冰电机带动冰块落下，还需要一个凝结电??机搅拌，防止冰块凝结到一起。冰斗内冰块的剩余量由一个微动开关３来检测，??１２??
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本文编号：2861257