Arduino Mega 2560 驱动的四层智能服务电梯控制系统

所需元件与物料

Arduino Mega 2560	×1
OpenBuilds 微型行程开关	×4

项目详解

本项目设计并测试了一套面向四层楼的服务电梯控制系统。核心控制器为 ATmega2560，通过检测楼层位置决定给哪个接触器供电以驱动电机上下运行，并在到达目标楼层时切断电机电源。系统集成了门控安全逻辑：电梯运行前必须关门，到站后自动开门。控制系统成功实现了楼层识别、电机正反转控制、门机联动及抗干扰设计。

演示视频

(此处应嵌入演示视频链接)

1.1 三相电机接线

采用三相电机以应对重载需求。主电路通过两个接触器控制正反转：

接触器 1 吸合、接触器 2 断开 → 电机正转（上行）
接触器 2 吸合、接触器 1 断开 → 电机反转（下行）

两个方向的绕组接线不同，详见原理图。

Arduino Mega 2560 驱动的四层智能服务电梯控制系统 — 图1：电机正转接线

1.2 楼层检测

每层安装一只行程开关，电梯到位时闭合，离开时断开。四个开关分别连接到单片机的四个输入引脚（配合下拉电阻），通过检测哪个引脚由低电平变为高电平来判断当前楼层。

挑战：行程开关的状态切换极快（毫秒级），普通轮询易漏检。解决方案：使用外部中断。Arduino Mega 2560 提供 6 个外部中断引脚，足以覆盖四层。中断服务程序 (ISR) 中不可使用 delay()，需极简处理。

1.3 电机上下行控制

使用两路 12V 直流继电器分别控制两个接触器的线圈，实现电机正反转。为保证安全，继电器线圈高侧由 PNP 三极管控制，仅当门锁信号（DoorSwitch）拉低时才导通；低侧由 NPN 三极管受 MCU 的 MotorUp/MotorDown 信号驱动。这样即使 MCU 输出高电平，门未关时继电器也不会动作。