管狀電機內置控制器的製作方法

2024-02-04 05:55:15

專利名稱：管狀電機內置控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於鑲嵌於管狀電機內部，通過遙控器控制管狀電機 正轉、反轉、停止、倒向和設定管狀電機正、反向運行限位的管狀電機內置控 制器。
背景技術：
目前，隨著電動巻簾門窗的普及，各種不同的控制管狀電機運行的管狀電 機控制器得到普遍應用。從管狀電機控制器安裝的位置，大體可分為內置控制 器與外置控制器兩種。在內置控制器中，巻簾門窗的上、下限位控制與檢測， 普遍採用機械行程開關、髙速光電脈衝計數和霍爾元件脈衝計數等方式。機械 行程開關方式，機械結構複雜、限位點調整不方便、運行一段時間經常發生限 位點變化和不能實現對門窗開關大小的量化控制等缺陷。高速光電脈衝計數和 霍爾元件脈衝計數方式，都具有易受幹擾、控制不準確，以及停電時人為打開 或關閉門窗時，控制器不能夠及時檢測計算出門窗的運行位置等缺點。發明內容本實用新型的目的是為了克服上述不足，提供一種抗幹擾性能強、往復精 度髙、電路簡單、工作可靠、安裝調試方便的管狀電機內置控制器。 實現本實用新型的目的所採用的技術方案是這種管狀電機內置控制器，由無線遙控發射電路，無線遙控接收電路、MCU中央處理器、電源電路組成，其特點是MCU中央處理器與光隔離過零觸發可 控矽驅動電路電連接，光隔離過零觸發可控矽驅動電路與管狀電機電連接；管 狀電機的輸出齒輪與位置檢測電位器的輸入齒輪嚙合連接；位置檢測電位器與 MCU中央處理器電連接。為了使位置檢測電位器的滑塊運行到位置檢測電位器的兩個端頭時，位置 檢測電位器的輸入齒輪繼續旋轉時，不會損壞位置檢測電位器，本實用新型提供了 一種結構獨特的位置檢測電位器。這種位置檢渕電位器，由殼體、與輸入齒輪固定連接的同軸蠊杆、在嫘杆 上套裝的滑塊、在線繞電阻上滑動連接的彈性接觸片構成，彈性接觸片固定在 滑塊上，滑塊的中心孔中設有與蠊杆蠊紋嚙合連接的彈性絲扣。這種位置檢測電位器，可以使滑塊運行到位置檢測電位器的兩個端頭時， 彈性絲扣與螺杆蠊紋之間打滑，使滑塊不再運行，從而不會損壞位置檢測電位器，保證管狀電機位置的控制電信號隨時隨地傳送到MCU中央處理器，MCU 中央處理器隨時隨地可以檢測到管狀電機的位置信號，實現對門窗開關大小的 量化控制，使管狀電機內置控制器的抗幹擾性強、運行安全可靠。所述的管狀電機的輸出齒輪可以是內齒輪，管狀電機的主動軸與套裝在管 狀電機外周的外筒的一端固定連接，外筒的另一端與內齒輪固定連接，內齒輪 與位置檢測電位器的輸入齒輪嚙合連接。無線遙控發射電路為一獨立裝置，它與管狀電機內置控制器上的無線遙控 接收電路，通過一種按照KEELOQ滾動碼技術制定的編碼規則進行調製的高 頻無線電波進行控制信號的傳遞。位置檢測電位器通過輸入齒輪與管狀電機之間的機械連接，將管狀電機的 旋轉運動量變為對應線性的位置檢測電位器輸出的電信號，傳送到MCU中央 處理器。MCU中央處理器通過內部模數轉換時時將其變換為對應的數字量，時 時計算出門窗的當前位置。來自無線遙控發射器的上升、下降、停止和設置高頻編碼命令信號，通過 無線遙控接收電路接收並解碼，轉換成對應的數位訊號傳送到MCU中央處理 器。MCU中央處理器對這些信號進行處理判斷並發出相應的控制信號，控制巻 簾門窗的上升、下降或停止等。在巻簾門窗上升或下降運動過程中，管狀電機帶動位置檢測電位器運動， MCU中央處理器時時檢測巻簾門窗的當前位置。當檢測到巻簾門窗運行到預先 設定好的限位位置時，MCU中央處理器發出停止命令，停止電機運行。在電機停止運行時，通過長按停止鍵可以鎖定或解除鎖定無線遙控接收電 路，通過按動設定、上、下及停止鍵可以很方便的設定上、下限位的位置或清
餘限位、以及使管狀電機轉動方向與遙控發射電路按鍵(上升或下降)方向相 對應的倒向控制等。本實用新型的管狀電機內置控制器的位置檢測是採用模擬信號方式，所以具有很強的抗幹擾性能和很高的往復精度；控制器中使用先進的ATm紹a48中 央處理器，使整個控制電路簡潔、安全可靠；控制器鐮嵌於管狀電機內部，安 裝調試簡單、方便；整個控制器功耗小於10W,節約電能，具有推廣價值。


圖1是本實用新型一種實施例的電氣原理方框圖。圖2是無線遙控發射器的電氣線路圖。圖3是無線遙控接收電路的電氣線路圖。圖4是光隔離過零觸發可控矽驅動電路的電氣線路圖。圖5是MCU中央處理器的電氣線路圖。圖6是電源電路的電氣線路圖。圖7是本實用新型一種實施例的管狀電機內置控制器與管狀電機的機械連 接結構示意圖。圖8是位置檢測電位器的結構示意圖。圖9是圖8中滑塊部分的a-a剖面結構示意圖。圖中l無線遙控發射電路、2無線遙控接收電路、3MCU中央處理器、4 位置檢測電位器、41殼體、42蠊杆、43輸入齒輪、44滑塊、45線繞電阻、46 彈性接觸片、47彈性絲扣、5光隔離過零觸發可控矽驅動電路、6電源電路、7 管狀電機、71啟動電容器、72制動器、73轉子、74定子、75行星減速器、76 主動軸、8主控電路、9電路板、IO外筒、ll內齒輪。
具體實施方式

以下結合附圖和給出的實施例對本實用新型作進一步描述。 本實施例提供一種巻簾門窗用管狀電機內置控制器，這種管狀電機內置控 制器的電氣原理方框圖，如圖1所示。管狀電機內置控制器由無線遙控發射電 路1，主控電路8和位置檢淵電位器4組成。所有主控電路的電氣元件集中焊接 在電路板9上，並與位置檢測電位器一同鐮嵌在管狀電機7的內部，如圖7所 示。主控電路上集合了無線遙控接收電路2、 MCU中央處理器3、光隔離過零 觸發可控矽驅動電路5和控制系統工作的電源電路6 。管狀電機由已有的啟動電 容器71、制動器72、轉子73、定子74、行星減速器75和主動軸76等構成。 下面對各電路的組成及工作原理分述如下無線遙控發射電路l(如圖2所示)與無線遙控接收電路2(如圖3所示) 為配套模塊，均選用美國Mirochip公司專用KEELOQ滾碼編碼器和解碼器， 其工作頻率為433MHz,有效傳輸距離70米。無線遙控的編碼規則採用 KEELOQ滾碼技術，其代碼不重複率高達幾十億組，因此，具有極高的保密性， 即使惡意截獲也無法破解，提髙了管狀電機內置控制器的安全與防盜性能。無 線遙控發射電路配有A、 ▼、 ■、 S按鍵，分別對應"上升"、"下降"、"停 止"和"設置"信號，經無線遙控接收電路傳遞給MCU中央處理器3。光隔離過零觸發可控矽驅動電路5，如圖4所示。由兩隻MOC3041光隔離 過零觸發集成電路U3和U4、兩隻8A/600V可控矽VK1和VK2及阻容吸收保 護電路組成。MCU中央處理器在Z一Z或F一Z端輸出+5V高電平時，使U3或 U4導通進一步觸發可控矽VK1或VK2導通，從而使管狀電機正轉或反轉。當 MCU中央處理器在Z一Z與F—Z端輸出0V低電平時，管狀電機停止。光隔離使控制電路中的低壓電路與可控矽的高壓充分隔離，從而保證低壓 電路的安全。過零觸發使可控矽在交流電源過零點導通，使交流電源對可控矽 和管狀電機的衝擊電流最小，保證了可控矽和管狀電機的安全。MCU中央處理器6，如圖5所示。選用Atmd公司AVR系列的ATraega48 單片機，該晶片集成了看門狗電路；4kFiash程序存儲器；256位元組EEPROM; 基準電源電路和8路IO位模數轉換等功能電路。由於選用了安全可靠功能強大 的ATmega48單片機，使管狀電機內置控制器結構上簡單，無需擴充複雜的外 圍電路，性能上更加安全可靠並具有極低的靜態功耗(9W)。控制系統工作的電源電路6，如圖6所示。採用阻容降壓、二極體橋式整流 後穩壓管穩壓到+ 15V,再經78L05穩壓成+5V，為整個控制電路提供工作電 源。位置檢測電位器4的結構如圖8、 9所示，由殼體41、與輸入齒輪43固定 連接的同軸嫘杆42、在蠊杆上套裝的滑塊44、在線繞電阻45上滑動連接的彈 性接觸片46構成，彈性接觸片固定在滑塊上，滑塊的中心孔中設有與螺杆螵紋 嚙合連接的彈性絲扣47。這種管狀電機內置控制器與管狀電機的機械連接結構示意圖，如圖7所示。 管狀電機的轉動信號,通過與管狀電機主動軸76固定連接並同步轉動的外筒10 傳送給與外筒固定連接並同步轉動的內齒輪11，內齒輪與位置檢測電位器的輸 入齒輪嚙合連接，輸入齒輪帶動位置檢測電位器中的嫘杆轉動，使滑塊和固定 在滑塊上的彈性接觸片在線繞電阻上滑動，從而將位置檢測電位器的電阻信號 輸入給主控電路上的MCU中央處理器。本實施例的控制過程是當操作人員通過無線遙控發射器，發出上升(或下降)命令後，無線遙控 接收電路經核對無誤後，在UP (或DOWN)腳輸出高電平(見圖3 )，其餘為 低電平。同時，MCU中央處理器檢測到UP(或DOWN)腳為高電平後，MCU 中央處理器通過模擬量輸入檢測位置檢測電位器當前位置。如位置檢測電位器 在UP (或DOWN)運動方向的限位位置，MCU中央處理器不發出信號(電機 不動)。反之，MCU中央處理器在Z—Z或F—Z腳輸出高電平(見圖4、 5 )。 當Z一Z或F一Z腳輸出高電平時，U3或U4將在交流電源過零點時觸發可控矽 VK1或VK2導通。VK1或VK2導通後，使管狀電機得電旋轉。管狀電機旋轉 的同時帶動位置檢測電位器輸入齒輪旋轉，帶動位置檢測電位器中的滑塊運動， 從而改變位置檢測電位器中間頭的位置，周時也改變了輸入到MCU中央處理 器模擬量輸入端的電壓值。在管狀電機運行時，MCU中央處理器時時通過模擬 量轉換檢測當前管狀電機的運行位置，當檢測到到達UP (或DOWN)運動方 向的限位位置時，MCU中央處理器發出停止信號(使Z一Z與F一Z腳輸出低電 平)停止管狀電機運行。在管狀電機運行中，當操作人員通過無線遙控發射器，發出停止命令後， 無線遙控接收電路經核對無誤後，在STOP腳輸出髙電平(見圖3 ), MCU中 央處理器檢測到STOP腳為髙電平後，MCU中央處理器也會發出停止信號(使 Z—Z與F一Z腳輸出低電平)停止管狀電機運行。
權利要求1、一種管狀電機內置控制器，由無線遙控發射電路，無線遙控接收電路、MCU中央處理器、電源電路組成，其特徵在於MCU中央處理器與光隔離過零觸發可控矽驅動電路電連接，光隔離過零觸發可控矽驅動電路與管狀電機電連接；管狀電機的輸出齒輪與位置檢測電位器的輸入齒輪嚙合連接；位置檢測電位器與MCU中央處理器電連接。
2、 根據權利要求l所述的管狀電機內置控制器，其特徵在於位置檢測電位 器，由殼體、與輸入齒輪固定連接的同軸蠊杆、在蠊杆上套裝的滑塊、在線繞 電阻上滑動連接的彈性接觸片構成，彈性接觸片固定在滑塊上，滑塊的中心孔 中設有與蠊杆蠊紋嚙合連接的彈性絲扣。
3、 根據權利要求1所述的管狀電機內置控制器，其特徵在於管狀電機的輸 出齒輪是內齒輪，管狀電機的主動軸與套裝在管狀電機外周的外筒的一端固定 連接，外筒的另一端與內齒輪固定連接，內齒輪與位置檢測電位器的輸入齒輪 嚙合連接。
專利摘要本實用新型涉及一種用於鑲嵌於管狀電機內部，通過遙控器控制管狀電機正轉、反轉、停止、倒向和設定管狀電機正、反向運行限位的管狀電機內置控制器。由無線遙控發射電路，無線遙控接收電路、MCU中央處理器、電源電路組成，其特點是MCU中央處理器與光隔離過零觸發可控矽驅動電路電連接，光隔離過零觸發可控矽驅動電路與管狀電機電連接；管狀電機的輸出齒輪與位置檢測電位器的輸入齒輪嚙合連接；位置檢測電位器與MCU中央處理器電連接。本實用新型具有位置檢測電位器運行到兩個端頭時，不會損壞位置檢測電位器；抗幹擾性能強；往復精度高；控制電路簡潔；運行安全可靠；安裝調試簡單、方便功耗小節約電能等優點，具有推廣價值。
文檔編號G05B19/04GK201045640SQ20072009396
公開日2008年4月9日 申請日期2007年6月20日 優先權日2007年6月20日
發明者強 於, 杜德仁 申請人:吉林市智光電子科技開發有限責任公司