一種電機轉動檢測裝置的製作方法

2023-10-08 04:23:29 2

專利名稱：一種電機轉動檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機，尤其是一種低功耗的電機轉動檢測裝置。
背景技術：
通常使用的電機中設置有用於檢測電機轉動的傳感器，如霍爾傳感器、光電傳感器或編碼器。當電機轉動時，傳感器發出脈衝信號到控制器，控制器根據脈衝信號判斷電機轉動的圈數，也即電機的行程，從而得到由電機驅動的負載的位置。如授權公告號為CN201319145Y的中國專利，公開了一種管狀電機的行程控制器，電機轉動時，傳動齒輪帶動從動齒輪，從動齒輪再帶動從動軸轉動，從動軸右端的磁體隨之一起轉動，磁體正下方的傳感器連接在電路板上，傳感器將磁體轉動的圈數信號輸送給電路板，電路板上的集成電路IC根據圈數信號控制電機轉動的圈數，控制捲簾上升或下降的 具體高度。又如公開號為CN101638974A的中國專利申請，公開了一種電動捲簾驅動控制器的捲簾位置檢測方法及傳感裝置，設置可隨捲簾轉軸一起轉動的光耦反射盤，在光耦反射盤的環形區裡設置若干圓周向等距離分布的反光區，固定在光耦反射盤側部的光耦器件接收環形區反光區發出的光反射信號，根據接收信號的個數計算光耦反射盤的轉動圈數，控制器通過測定光耦反射盤的轉動圈數計算捲簾的位置。上述常用的用於檢測電機轉動的傳感器，通常在電機上電或掉電時都始終保持檢測狀態，由此必須一直通著電，對於不使用市電供電的電機，傳感器將佔用較大比例的耗電，這樣不利於功耗的控制，使其不能適用於需要嚴格控制功耗的電機產品。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種低功耗的電機轉動檢測裝置。本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案為一種電機轉動檢測裝置，所述電機為直流電機，所述裝置包括檢測所述直流電機轉動的行程檢測模塊，所述行程檢測模塊連接到控制線路板，其特徵在於，所述控制線路板包括檢測所述直流電機兩端感應電動勢並進行處理的感應電動勢檢測及信號處理模塊，以及根據所述感應電動勢檢測及信號處理模塊的信號控制所述行程檢測模塊上電或掉電的控制單元，所述控制單元包括單片機，所述檢測裝置還包括為所述直流電機和所述控制單元供電的電池。所述控制單元包括單片機，所述感應電動勢檢測及信號處理模塊包括分別連接在所述直流電機兩端的第一運算放大電路和第二運算放大電路，所述第一運算放大電路和第二運算放大電路的輸出端濾波後通過整流二極體連接至所述單片機的埠，當手拉啟動電機時，電機兩端產生感應電動勢，感應電動勢檢測及信號處理模塊將該感應電動勢放大和整流後傳送至單片機，使得單片機可以根據感應電動勢控制行程檢測模塊。在本實用新型的一個實施例中，所述單片機的埠為外部中斷口或I/O 口，當感應電動勢產生時，單片機可以檢測到這一高電平信號。在本實用新型的另一個實施例中，所述單片機的埠為具有喚醒功能的I/O 口，當感應電動勢產生時，單片機可以由這一高電平信號喚醒，從而可以進一步地降低功耗。所述單片機和所述行程檢測模塊間設置有控制所述行程檢測模塊上電或掉電的控制電路，單片機的I/o 口輸出高電平或低電平信號來控制行程檢測模塊掉電或上電。控制電路的一個實施例為，所述控制電路包括PNP型三極體，通過三極體的通斷從而控制霍爾元件的上電或掉電。在本實用新型的一個實施例中，所述單片機的一個I/O 口通過第一電阻連接至所述三極體的基極，所述基極還通過第二電阻連接至高電平，所述三極體的發射級連接至高電平，所述三極體的集電極通過第三電阻連接至所述行程檢測模塊電源端。優選的，所述電池為可充電電池，所述電池的側面設有充電接口。 與現有技術相比，本實用新型的優點在於當手拉捲簾帶動電機時，通過檢測電機兩端產生的感應電動勢來使得行程檢測模塊上電；而當停止手拉從而電機停止轉動時，控制行程檢測模塊掉電，由此可以使得行程檢測模塊只在電機運行時進入檢測狀態，可以極大的降低功耗；控制用的單片機在電機不運行時處於睡眠狀態，可以由感應電動勢喚醒，由此可以進一步地降低功耗。

圖I為本實用新型的電動捲簾的示意圖；圖2為本實用新型的電機轉動檢測裝置的系統框圖；圖3為本實用新型的感應電動勢檢測及信號處理模塊電路圖；圖4為本實用新型的行程檢測模塊電路圖；圖5為本實用新型的行程檢測模塊的控制電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。 參見圖I，一種電動捲簾，包括捲簾I，以及用於驅動捲簾I上升或下降的電機2，電機2內設置有直流電機及減速器21，為直流電機供電的電池22，以及控制直流電機運行的控制線路板23，電池22優選的為可充電電池，在其側面設置有充電接口以進行充電操作。參見圖2，為電機轉動檢測裝置的系統框圖，控制線路板23包括控制單元231，與控制單元231連接的電機執行模塊232，其接收控制單元231的命令以驅動直流電機運行，如使得直流電機轉動、換向等；與控制單元231連接的感應電動勢檢測及信號處理模塊233，檢測直流電機兩端的電動勢，並對該電動勢信號進行處理後發送到控制單元231。電池22也對控制單元231供電。電機轉動檢測裝置還包括行程檢測模塊24，可以使用霍爾傳感器、光電傳感器或編碼器，控制單元231對其控制的方式相同，在本實施例中，以採用磁體和霍爾元件作為檢測直流電機行程的傳感器為例。霍爾元件與控制單元231連接，當靠近磁體時即發出脈衝信號到控制單元231，控制單元231根據該信號判斷直流電機轉動的圈數，由此可以得到捲簾I所處的具體位置。由於本實用新型中的電機採用直流電機，由電池供電，因此對功耗的控制要求較高。為了降低功耗，在待機狀態，控制行程檢測模塊24的霍爾元件處於掉電狀態，不會產生功耗；而在手拉捲簾I導致直流電機被動轉動時，直流電機相當於發電機，會產生感應電動勢，感應電動勢檢測及信號處理模塊233檢測到直流電機自身所產生的感應電動勢並進行信號處理後發送到控制單元231，控制單元231中的單片機檢測到這一信號，從而單片機控制霍爾元件得電，檢測直流電機的轉動。控制單元231中的單片機也可以在平時處於睡眠狀態，當手拉捲簾I導致直流電機被動轉動時，由感應電動勢信號喚醒，由此可以進一步降低功耗。參見圖3，為感應電動勢檢測及信號處理模塊233的電路圖，JPl的埠 I和埠2分別連接到直流電機M的兩端，該兩端分別經過第一運算放大電路3和第二運算放大電路4後連接，經過第四電阻R4後連接至整流二極體ZDl，整流二極體ZDl的一端SAM與第四電阻R4連接，另一端接地，第一電容Cl 一端連接至第四電阻R4與整流二極體ZDl連接的一端，另一端接地，第一電容Cl和第四電阻R4對放大後的信號進行濾波。第一運算放大電路3和第二運算放大電路4在本實施例中所使用的運算放大器UlA和UlB均為LM358運算放大器。參見圖4，為行程檢測模塊24的電路圖，包括第一霍爾元件U2和第二霍爾元件U3，檢測到的信號分別通過第一輸出端HALLl和第二輸出端HALL2輸出至控制單元231，其電源端均連接至霍爾元件電源端HALLVCC，由該電源端HALLVCC對第一霍爾元件U2和第二霍爾元件U3供電。參見圖5，為行程檢測模塊24的控制電路圖，控制單元231的單片機的其中一個I/O 口 HALL_VCC，通過第一電阻Rl連接至PNP型三極體Ql的基極，基極還通過第二電阻R2連接至高電平VCC，三極體Ql的發射級連接至高電平VCC，集電極通過第三電阻R3連接至霍爾元件電源端HALLVCC。當I/O 口 HALL_VCC為低電平時，三極體Ql導通，霍爾元件電源端HALLVCC的電壓與VCC相等，第一霍爾元件U2和第二霍爾元件U3得電開始工作；當I/O口 HALL_VCC為高電平時，三極體Ql不導通，第一霍爾元件U2和第二霍爾元件U3掉電不工作。在本實施例中，三極體Ql採用S8550。在本實用新型的一個實施例中，整流二極體ZDl的一端SAM連接至控制單元231的單片機的其中一個外部中斷口或I/O 口，當用戶手拉捲簾I使得直流電機M正轉/反轉，相應的直流電機M的兩端會產生感應電動勢，分別經第一運算放大電路3和第二運算放大電路4放大，濾波後再通過整流二極體ZDl整流後，單片機就能檢測到這一高電平信號，從而判斷為用戶進行了手拉捲簾I的操作。此時，單片機使得外部中斷口或I/O 口 HALL_VCC輸出低電平，使得第一霍爾元件U2和第二霍爾元件U3得電檢測直流電機M的行程；當用戶停止手拉從而直流電機M停止轉動時，單片機檢測不到高電平信號，從而使得外部中斷口或I/O 口 HALL_VCC輸出高電平，第一霍爾元件U2和第二霍爾元件U3掉電不工作。由此可見，第一霍爾元件U2和第二霍爾元件U3隻在直流電機M運行的時候工作，其餘大部分時間都處於掉電狀態，極大地降低了功耗。在本實用新型的另一個實施例中，整流二極體ZDl的一端SAM連接至控制單元231的單片機的具有中斷喚醒功能的I/O 口。當直流電機M不運行時，單片機處於睡眠狀態，而當用戶手拉捲簾I使得直流電機M兩端產生感應電動勢時，電動勢信號可以喚醒單片機，由此可以進一步降低功耗。在本實用新型的另一個實施例中，整流二極體ZDl的一端SAM輸出的信號可直接傳輸至霍爾元件電源端HALLVCC從而控制霍爾元件的上電或掉電。而當直流電機M正常工作時，即用戶通過遙控器或開關發送命令到控制線路板23，從而控制直流電機M的運行，此時單片機可以根據遙控器或開關發送的命令控制霍爾元件的上電或掉電。 以上所述僅為本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本領域的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型的原理前提下，還可以做出多種變形和改進，這也應該視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種電機轉動檢測裝置，所述電機為直流電機(M)，所述裝置包括檢測所述直流電機(M)轉動的行程檢測模塊(24)，所述行程檢測模塊(24)連接到控制線路板(23)，其特徵在於，所述控制線路板(23)包括檢測所述直流電機(M)兩端感應電動勢並進行處理的感應電動勢檢測及信號處理模塊(233)，以及根據所述感應電動勢檢測及信號處理模塊(233)的信號控制所述行程檢測模塊(24)上電或掉電的控制單元(231)，所述控制單元(231)包括單片機，所述檢測裝置還包括為所述直流電機(M)和所述控制單元(231)供電的電池(22)。
2.如權利要求I所述的電機轉動檢測裝置，其特徵在於，所述感應電動勢檢測及信號處理模塊(233)包括分別連接在所述直流電機(M)兩端的第一運算放大電路(3)和第二運算放大電路(4)，所述第一運算放大電路(3)和第二運算放大電路(4)的輸出端濾波後通過整流二極體(ZDl)連接至所述單片機的埠。
3.如權利要求2所述的電機轉動檢測裝置，其特徵在於，所述單片機的埠為外部中斷口或I/O 口。
4.如權利要求2所述的電機轉動檢測裝置，其特徵在於，所述單片機的埠為具有喚醒功能的I/O 口。
5.如權利要求I所述的電機轉動檢測裝置，其特徵在於，所述單片機和所述行程檢測模塊(24)間設置有控制所述行程檢測模塊(24)上電或掉電的控制電路。
6.如權利要求5所述的電機轉動檢測裝置，其特徵在於，所述控制電路包括PNP型三極體(Ql)。
7.如權利要求6所述的電機轉動檢測裝置，其特徵在於，所述單片機的一個I/O口(HALL_VCC)通過第一電阻(Rl)連接至所述三極體(Ql)的基極，所述基極還通過第二電阻(R2)連接至高電平(VCC)，所述三極體(Ql)的發射級連接至高電平(VCC)，所述三極體(Ql)的集電極通過第三電阻(R3)連接至所述行程檢測模塊(24)電源端。
8.如權利要求1-7中任一項所述的電機轉動檢測裝置，其特徵在於，所述電池(22)為可充電電池，所述電池(22)的側面設有充電接口。
專利摘要本實用新型公開了一種電機轉動檢測裝置，電機為直流電機，裝置包括檢測直流電機轉動的行程檢測模塊，行程檢測模塊連接到控制線路板，其特徵在於，控制線路板包括檢測直流電機兩端感應電動勢並進行處理的感應電動勢檢測及信號處理模塊，以及根據感應電動勢檢測及信號處理模塊的信號控制行程檢測模塊上電或掉電的控制單元，控制單元包括單片機，還包括為直流電機和控制單元供電的電池。當手拉捲簾帶動電機時，通過檢測電機兩端產生的感應電動勢來使得行程檢測模塊上電；而當停止手拉從而電機停止轉動時，控制行程檢測模塊掉電，由此可以使得行程檢測模塊只在電機運行時進入檢測狀態，可以極大的降低功耗。
文檔編號G01B7/04GK202630973SQ20122018699
公開日2012年12月26日 申請日期2012年4月27日 優先權日2012年4月27日
發明者孫勇, 周亞飛, 劉益主 申請人:寧波杜亞機電技術有限公司