一种基于arm的无线智能电解银控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于ARM的无线智能电解银控制系统。包括主控单元和辅控单元，所述主控单元包括主控制器模块及与该主控制器模块连接的显示模块、按键模块和第一无线通讯模块，所述辅控单元包括辅控制器模块及与该辅控制器模块连接的用于与第一无线通讯模块通信的第二无线通讯模块、用于实现电解溶液中阴阳电极转换的电极变换模块、电压电流检测模块、电机驱动模块、用于检测电解溶液温度的温度检测模块，所述电机驱动模块与一电机连接，该电机的输出轴连接至碳棒一端，还包括一用于给电极供电的电极电压模块。本实用新型具有体积质量小、价格低廉、耗能低、谐振频率高和响应时间短等优点，降低了测试成本且减小了安全隐患。
【专利说明】
一种基于ARM的无线智能电解银控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于ARM的无线智能电解银控制系统。
【背景技术】
[0002]在现代社会上，贵金属首饰给人们的生活增添了无穷的乐趣与色彩，它可以赋予人们鲜明的时代感，给人们一种精神享受，它可以丰富生活的内容，创造一种和谐的美。黄金、白银饰品在人类几千年的历史中始终是财富和华贵的象征。随着社会的发展和高科技的出现，用金银制作的珠宝、饰品、摆件的范围和样式不断拓宽深化。白银属于不可再生资源，随着人们收入的不断提高、财富的不断增加，黄金、白银饰品的需求量也在逐年增加。因此对白银的回收利用是十分重要的，可以节约对资源的消耗也可以制造一定的利润。
[0003]现在市场上的回收银有许许多多的方式，整体分为两种:一、是化学法，在市场上采用化学法的回收方式非常浪费资源而且成本很高，并对人体有一定伤害且污染空气。；二、是物理法，现在工业上回收银大部分都是采用物理法，利用电解来对废料银进行提纯。这样可以节约成本，可以减少有害污染物排放不会对人体产生伤害。
[0004]市场上的电解设备比较机械化，都利用工人时时的对设备进行观察和控制。电解设备外形是个长方体，要把废料银板挂在长方体内侧面上充当阴极，在阳极是为一个旋转的圆筒，上有电机进行旋转，让电解过程中阴极上表面光滑不易产生尖峰与阳极接触。设备底座下面拥有一个变压器，这个变压器要来作为电极电压，阴阳两极的电压大约在3?5v，电解过程对需要电流因此两极电流固定，对设备的操作过程都是利用按键进行控制。在电解过程中需要人去关注设备，在这过程中耗费工人的时间。市场上的电解设备在你要电解废料银之前必须对废料银进行熔化形成一块板状，这样才能挂在侧面。但是在熔化废料银所需要的设备很昂贵而且操作过程复杂，形成板的过程中耗费很多资金。对于一些比较小的回收银的商家是不适合的，熔化过程要很大的热量，对人需要很高的技术，危险系数比较大。如果不熔化，放在篮子中直接进行电解很容易产生阳极泥，在阳极产生的阳极泥会把废料银包住，使废料银不能进行电解而且产生阳极泥的速度很快，不适合人工除“泥”。在现在市场上电解银把废料银熔化成板对是不可避免的。
[0005]针对市场上面的一些电解银设备，吸收它的优点修改它的缺点。本文设计一个智能化的电解银系统。利用单片机进行程序化控制，对于市场上设备部熔化会产生阳极泥缺点进行改正，利用单片机使电解过程在一定的时间就把阴极和阳极进行电极的对调，可以让阳极泥产生的速度大大减慢对电解废料银不会产生影响。那么就可以把废料银直接放在一个篮子中进行电极，前期的熔化废料银成板的过程就不必要。让电解工艺变成简单方便而且人工成本和危险系数变低，那得到的利润将会提高很多。影响电解效率有几个方面，分别是电机转动速度，电流大小，溶液温度，溶液浓度，阳极与阴极之间的距离。为了提高电解效率节约时间成本，在设计智能电解银系统过程中，可以对电机的转速进行控制而且对溶液温度进行监测，如果高于一定的值时，会降低电解速度使溶液温度恢复正常然后继续提尚电解。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，具有体积质量小、价格低廉、耗能低、谐振频率高和响应时间短等优点，降低了测试成本且减小了安全隐患。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，包括主控单元和辅控单元，所述主控单元包括主控制器模块及与该主控制器模块连接的显示模块、按键模块和第一无线通讯模块，所述辅控单元包括辅控制器模块及与该辅控制器模块连接的用于与第一无线通讯模块通信的第二无线通讯模块、用于实现电解溶液中阴阳电极转换的电极变换模块、电压电流检测模块、电机驱动模块、用于检测电解溶液温度的温度检测模块，所述电机驱动模块与一电机连接，该电机的输出轴连接至碳棒一端，还包括一用于给电极供电的电极电压模块。
[0008]在本实用新型一实施例中，还包括一盛放有所述电解溶液的电解槽，电解槽中还设置有一利用有机玻璃板制作的篮子，以放置废料银，所述碳棒伸入电解溶液中。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述主控制器模块采用STM32单片机，所述辅控制器模块采用STC89C52单片机。
[0010]在本实用新型一实施例中，所述第一、第二无线通讯模块采用NRF24L01芯片。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述电压电流检测模块采用ADC0832芯片与INA282芯片。
[0012]在本实用新型一实施例中，所述温度检测模块采用DS18B20。
[0013]在本实用新型一实施例中，所述电机采用步进电机，具体为28BTJ48型四相八拍电机。
[0014]在本实用新型一实施例中，所述电极电压模块采用LED整流器。
[0015]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型具有体积质量小、价格低廉、耗能低、谐振频率高和响应时间短等优点，降低了测试成本且减小了安全隐患。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型系统主控单元原理框图。
[0017]图2是本实用新型系统辅控单元原理框图。
[0018]图3是本实用新型电极变化电路图。
[0019]图4是本实用新型电极电压电路图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0021]本实用新型的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，包括主控单元和辅控单元，所述主控单元包括主控制器模块及与该主控制器模块连接的显示模块、按键模块和第一无线通讯模块，所述辅控单元包括辅控制器模块及与该辅控制器模块连接的用于与第一无线通讯模块通信的第二无线通讯模块、用于实现电解溶液中阴阳电极转换的电极变换模块、电压电流检测模块、电机驱动模块、用于检测电解溶液温度的温度检测模块，所述电机驱动模块与一电机连接，该电机的输出轴连接至碳棒一端，还包括一用于给电极供电的电极电压模块。还包括一盛放有所述电解溶液的电解槽，电解槽中还设置有一利用有机玻璃板制作的篮子，以放置废料银，所述碳棒伸入电解溶液中。
[0022]所述主控制器模块采用STM32单片机，所述辅控制器模块采用STC89C52单片机。所述第一、第二无线通讯模块采用NRF24L01芯片。所述电压电流检测模块采用ADC0832芯片与INA282芯片。所述温度检测模块采用DS18B20。所述电机采用步进电机，具体为28BTJ48型四相八拍电机。所述电极电压模块采用LED整流器。
[0023]以下通过具体实施过程讲述本实用新型的技术方案。
[0024]如图1、2所示，本实用新型的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，该系统的电解槽框架利用有机玻璃板制作而成，其中以碳棒作为电解过程中的阴极，废料银作为电解的阳极，在阳极用有机玻璃板制作一个篮子作为盛放废料银容器。在阴极棒上面有电机，电机是用来对阴极进行旋转，这是防止电解过程中阳极板由于时间过长而形成尖峰与阴极相碰发生短路造成系统烧毁，主控放在电解槽外边。主控系统以STM32单片机和单片机STC89C52作为控制核心，且以STM32单片机核心的作为上位机，以STC89C52单片机核心的作为下位机。下位机用单片机主要实现数据检测和输出控制功能;上位机用ARM主要实现显示数据，数据设定和传送数据功能。下位机采集电压、电流、溶液温度、电机转速等数据，然后通过通过A/D转换电路，送入单片机处理后屏显示相应的数据，同时等待上位机的无线通信命令，传送测量的数据。并且下位机通过接收上位机的控制命令，实现对控制模块的输出控制。上位机通过无线接收来自下位机的信号，显示相应的数值，与设定的数值比较后，若出现偏差后，则开始自动调节个个参数经行改变，并且输出控制信号。
[0025]因为下位机控制器的系统需要较大的存储量，所以要选择一个数据和程序容量较大的单片机，这样就不用扩展数据和程序存储器。经过权衡各种控制器芯片，最终采用STC89C52单片机作为控主控核心。该单片机有较强的指令寻址和运算功能，算术运算功能强，软件编程灵活，易于实现人机对话，可以用软件简单地实现算法和逻辑控制、成本较低。且其外围电路比较复杂，抗干扰能力较理想，性价比高，容易烧写程序。
[0026]对于电解银设备电解过程参数采集中，包含有电流与电压采集、溶液温度采集、电机旋转速度数据，的三种数据的采集。经过多番查询和选择，最终确定下两个个数据采集的元器件:电压电流采集:1NA282;溶液温度采集:DS18B20。
[0027]对系统的输出控制中，包括有电流、电压、溶液温度、电机变速、电极变化的输出控制电路。本系统的电路输出在电极变化的控制采用继电器控制输出端的电路，实现单片机控制。电机变速的控制，采用对轻触开关和单片机控制实现对输出的控制。
[0028]无线通讯模块采用nRF24L01微功率无线通讯模块，具体采用Nordic公司的NRF24L01芯片，2.4G全球开发ISM频段免许可证使用，最高工作速率达2Mbps，125频道满足多点通信和跳频通信需要，体积小巧约31mm*17mm，高效GFSK调制，抗干扰能力强，特别适合无线音视频传输、工业控制领域等需要较大传输速率的无线通讯需求。
[0029]电源模块电路是由三段稳压器LM7805以及led灯、电容、电阻等组成。它是利用三端稳压器7805、产生所需的电源电压以供集成芯片和单片机使用。辅助电源的输入端电源由直流12V作为三端稳压器LM7805的输入电源，输出端经过电容C3、C4和电容C7、C8滤波后就可得到5V的稳定直流电压，其中，5V电压可作为单片机和LCD显示屏等供电。
[0030]电流监测电路的选择和论证，在系统设计中电流监测电路采用ADC0832芯片与INA282芯片构成，其中INA282是高精度、宽共模范围、双向电流分流监控器零漂移的芯片。在INA282—共有三种接法分别是单向输出，双向输出与外部基准输出。在本文系统设计中INA282电路采用的是单向输出模式，该模式会使检测到的电流信号与该芯片引脚输出的信号成线性关系。然后INA282输出的信号于ADC0832芯片的模拟信号接入引脚相接，ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。可以让单片机采集到有效的电流信号。
[0031]电机的选择和论证，步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。其接受脉冲信号的控制，它是将电脉冲信号变为角位移或线位移，步进电机凭着这个优点，步进电机可以与微电子和计算机技术结合起来，在数字化技术日异月新的时代将会有更广泛的应用[6。在步进电机中选择28BYJ48型四相八拍电机，电压为DC12V。在设计阴极碳棒旋转，为了保持电解旋转过程的稳定，在设计该系统的时候我采用28BYJ48型四相八拍电机。
[0032]如图3所示，本实用新型的电极变换电路是可以实现该系统的总要一步是对比市场上的电解设备一个巨大优势。SRD继电器可以作为市电220v的控制开关，比较灵敏可以很好反应极性的变化。
[0033]如图4所示，本实用新型在电极电压的设计，采用led整流器作为电压供电解，产生2?5V/300mA电压电流，整流器电压较小电流是固定的的，在电解过程充当电源是十分理想的。
[0034]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，其特征在于:包括主控单元和辅控单元，所述主控单元包括主控制器模块及与该主控制器模块连接的显示模块、按键模块和第一无线通讯模块，所述辅控单元包括辅控制器模块及与该辅控制器模块连接的用于与第一无线通讯模块通信的第二无线通讯模块、用于实现电解溶液中阴阳电极转换的电极变换模块、电压电流检测模块、电机驱动模块、用于检测电解溶液温度的温度检测模块，所述电机驱动模块与一电机连接，该电机的输出轴连接至碳棒一端，还包括一用于给电极供电的电极电压丰吴块。2.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，其特征在于:还包括一盛放有所述电解溶液的电解槽，电解槽中还设置有一利用有机玻璃板制作的篮子，以放置废料银，所述碳棒伸入电解溶液中。3.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，其特征在于:所述主控制器模块采用STM32单片机，所述辅控制器模块采用STC89C52单片机。4.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，其特征在于:所述第一、第二无线通讯模块采用NRF24L01芯片。5.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，其特征在于:所述电压电流检测模块采用ADC0832芯片与INA282芯片。6.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，其特征在于:所述温度检测模块采用DS18B20。7.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，其特征在于:所述电机采用步进电机，具体为28BTJ48型四相八拍电机。8.根据权利要求1所述的一种基于ARM的无线智能电解银控制系统，其特征在于:所述电极电压模块采用LED整流器。
【文档编号】C25C7/06GK205676541SQ201620266522
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年4月1日 公开号201620266522.0, CN 201620266522, CN 205676541 U, CN 205676541U, CN-U-205676541, CN201620266522, CN201620266522.0, CN205676541 U, CN205676541U
【发明人】倪振松, 林俊鹏, 倪蔡熔, 吴瑞坤, 马碧芬
【申请人】福建师范大学福清分校