一种基于STM32单片机的智能控制函数变速搅拌装置的制作方法

一种基于stm32单片机的智能控制函数变速搅拌装置
技术领域
1.本发明涉及控制函数变速搅拌领域，具体而言，涉及一种基于stm32单片机的智能控制函数变速搅拌装置。


背景技术：

2.搅拌设备被广泛用于农业、化工业、食品加工、制药工艺、生物工程等行业中。各工业的产物质量取决于搅拌过程中流体混合效率，通过改变搅拌桨运动方式、搅拌桨结构、搅拌槽内部结构等方面可强化搅拌槽内流体混合效率，不同桨叶类型和不同搅拌槽结构改善了流场内部结构，提高了搅拌槽内流体的混合效果，但是这些方法对于不同粘度流体的搅拌不具有广泛的适用性。常见强化搅拌方式主要有偏心搅拌、变速搅拌、往复搅拌、射流搅拌及柔性搅拌等，通过对搅拌桨输入不同转速来强化流场混合效果。然而作用于搅拌桨叶实际的转速并非理想输入转速，而是经过机械损耗后的转速，并且采用相同的输入转速搅拌不同粘度的溶液，作用于搅拌桨叶的实际转速大不相同。
3.因此我们对此做出改进，提出一种基于stm32单片机的智能控制函数变速搅拌装置，在相同作业时间和能耗的情况下，针对不同粘度流体采用最优的搅拌方式打破搅拌槽内流体的周期性，可提高流体混合效率，实现节能减排。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对目前存在的背景技术提出的问题，为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种基于stm32单片机的智能控制函数变速搅拌装置，以改善上述问题，本技术具体是这样的：包括stm32单片机，搅拌桨，2.4g无线通信，l298n电动机驱动，增量式光电编码器，所述stm32单片机和所述2.4g无线通信与所述搅拌桨数据电路连接，所述增量式光电编码器与所述l298n电动机驱动电路连接，所述l298n电动机与所述搅拌桨转动连接；单闭环无静差调速系统和脉冲宽带调制系统与搅拌桨电路连接。
5.作为本技术优选的技术方案，所述stm32单片机输入波形函数，所述stm32单片机接收数据后通过a/d转换和芯片处理数据，所述stm32单片机通过所述l298n电动机驱动驱动直流电动机。
6.作为本技术优选的技术方案，所述增量式光电编码器采用t法检测搅拌转速。
7.作为本技术优选的技术方案，所述stm32单片机与主控机之间点对点传输数据，所述stm32单片机为控制器分别叠加点闭环无静差调速系统与脉冲宽带调制系统控制直流有刷电动机带动搅拌桨按照波形函数变速搅拌。
8.作为本技术优选的技术方案，还包括速度监控模块通过所述stm32单片机结合所述增量式光电编码器和光电码盘进行检测和监控直流电动机控制搅拌桨不同方式转动。
9.作为本技术优选的技术方案，还包括显示模块，通过所述显示模块将检测到的数据通过液晶显示屏显示搅拌过程中的电压、电流、功率、转速正反转状态。
10.作为本技术优选的技术方案，所述stm32单片机与工控机电路连接，所述工控机向
所述stm32单片机发送函数波形脉冲和发送时间指令。
11.作为本技术优选的技术方案，所述工控机绘制电动机实际转速的曲线图。
12.作为本技术优选的技术方案，所述搅拌桨安装在搅拌槽内，所述搅拌桨与搅拌轴转动连接。
13.作为本技术优选的技术方案，还包括供电模块，所述供电模块和所述stm32单片机和所述l298n电动机驱动电路连接。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果：
15.在本技术的方案中：
16.1.通过主机与单片机之间点对点传输数据，采用可编程stm单片机作为系统控制器，分别叠加点闭环无静差调速系统与脉冲宽带调制系统控制直流有刷电动机带动搅拌桨基于任意波形函数变速搅拌。针对不同粘度流体采用最优的搅拌方式打破搅拌槽内流体的周期性，可提高流体混合效率，实现节能减排的目的；
17.2.通过单片机数字电路设计与机械搅拌相结合使得搅拌桨基于任意波形函数速度转动，通过增量式光电编码器采用t法检测搅拌转速，使得搅拌桨在低转速下精准检测，通过单闭环无静差调速和脉冲宽带调制系统使得搅拌桨的实际转速接近理想转速，使搅拌桨具有更好的鲁棒性；
18.3.通过stm32单片机和2.4g无线通信技术实现对搅拌桨转速数据的实时反馈；通过增量式光电编码器和l298n电动机驱动实现对搅拌桨转速的精准检测；通过单闭环无静差调速和脉冲宽带调制技术pwm实现对搅拌桨转速的精准调控；
附图说明：
19.图1为本技术提供的搅拌装置结构图；
20.图2为本技术提供的搅拌装置的控制系统流程图。
21.图中标示：
22.1、工控机；2、2.4g无线通信；3、stm32单片机；4、l298n电动机驱动；5、搅拌桨；6、直流电动机；7、速度监控模块；8、显示模块；9、供电模块。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.如图1-图2，本实施方式提出一种基于stm32单片机3的智能控制函数变速搅拌装置，包括stm32单片机3，搅拌桨5，2.4g无线通信2，l298n电动机驱动4，增量式光电编码器，stm32单片机3和2.4g无线通信2与搅拌桨5数据电路连接，增量式光电编码器与l298n电动机驱动4电路连接，l298n电动机与搅拌桨5转动连接；单闭环无静差调速系统和脉冲宽带调制系统与搅拌桨5电路连接。
26.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，stm32单片机3输入波形函数，stm32单片机3接收数据后通过a/d转换和芯片处理数据，stm32单片机3通过l298n电动机驱动4驱动直流电动机6。
27.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，增量式光电编码器采用t法检测搅拌转速。
28.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，stm32单片机3与主控机之间点对点传输数据，stm32单片机3为控制器分别叠加点闭环无静差调速系统与脉冲宽带调制系统控制直流有刷电动机带动搅拌桨5按照波形函数变速搅拌。
29.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，还包括速度监控模块7通过stm32单片机3结合增量式光电编码器和光电码盘进行检测和监控直流电动机6控制搅拌桨5不同方式转动。
30.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，还包括显示模块8，通过显示模块8将检测到的数据通过液晶显示屏显示搅拌过程中的电压、电流、功率、转速正反转状态。
31.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，stm32单片机3与工控机1电路连接，工控机1向stm32单片机3发送函数波形脉冲和发送时间指令。
32.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，工控机1绘制电动机实际转速的曲线图。
33.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，搅拌桨5安装在搅拌槽内，搅拌桨5与搅拌轴转动连接。
34.作为优选的实施方式，在上述方式的基础上，进一步的，还包括供电模块9，供电模块9和stm32单片机3和l298n电动机驱动4电路连接。
35.工作原理：本发明在使用的过程中，工控机1与2.4g无线通信2发射端通过usb接口发送速度函数的数据，stm32单片机3通过2.4g无线通信2接收端接收速度函数的数据；stm32单片机3接收数据后通过a/d转换和芯片处理数据，stm32单片机3通过l298n电动机驱动4驱动直流电动机6；速度监控模块7，主要通过stm32单片机3结合增量式光电编码器和光电码盘等设备检测和监控直流电动机6控制搅拌桨5不同方式转动；显示模块8将检测到的数据通过液晶显示屏显示，实时更新搅拌过程中的电压、电流、功率、转速，首先工控机1给stm32单片机3发送函数波形脉冲和发送时间指令，stm32单片机3接收速度信号后，发送开始运行指令并运行函数波形脉冲程序，将采集大的速度信号值和电流电压等信号反馈给电脑，同时工控机1实时绘制电动机实际转速的曲线图；通过stm32单片机3和2.4g无线通信2技术实现对搅拌桨5转速数据的实时反馈；通过增量式光电编码器和l298n电动机驱动4实现对搅拌桨5转速的精准检测；通过单闭环无静差调速和脉冲宽带调制技术(pwm)实现对搅拌桨5转速的精准调控；
36.通过单片机数字电路设计与机械搅拌相结合使得搅拌桨5基于任意波形函数速度转动，通过增量式光电编码器采用t法检测搅拌转速，使得搅拌桨5在低转速下精准检测，通过单闭环无静差调速和脉冲宽带调制技术(pwm)使得搅拌桨5的实际转速接近理想转速，使搅拌桨5具有更好的鲁棒性，主机与单片机之间点对点传输数据，采用可编程stm单片机作为系统控制器，分别叠加点闭环无静差调速系统与脉冲宽带调制系统控制直流有刷电动机
带动搅拌桨5基于任意波形函数变速搅拌。针对不同粘度流体采用最优的搅拌方式打破搅拌槽内流体的周期性，可提高流体混合效率，实现节能减排的目的。
37.以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。