有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，控制器的电回路由保险电路（1）、复位开关（2）、自锁电路（3）、变压器（17）T1、高压整流滤波电路（11）、低压整流稳压电路（4）、电源指示电路（5）、输入设置电路（6）、继电器J1驱动保护电路（16）、继电器J2驱动电路保护电路（8）、抛料指示电路（7）、继电器J1和J2、调速驱动输出电路（9）、取样电路（10）、输出保护电路（13）、故障指示电路（14）、接线端子（12）、驱动显示电路（15）连接构成。本发明采用有AD端口的单片机作为核心控制元件，使输入设置简单，具有数字显示的高精度控制时间，调速性能好，可靠安全保护电机的特点。
【专利说明】 有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制器，具体涉及有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器。
【背景技术】
[0002]随着水产养殖业的机械化发展，调速投饲机也有广阔的使用空间，至目前还没有一种稳定调速的和保护电机的控制器，即使有的调速功能的，只是采用精度不高的、容易出故障的机械式定时器来控制开机时间的长短，采用时基块与波段开关、阻容元件构成的改变占空比的矩形波，驱动可控硅而改变输出电压而调速。由于受电子元件性能、参数精度、机械触点接触性能和使用环境的影响，使电机调速很不稳定，极易堵转，容易烧毁电机，使用效果极差，不能达到养殖户的理想要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于:提供一种有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，采用有AD端口的单片机作为核心控制元件，输入采用直接调节电位器，输出通过继电器和光耦进行强弱电隔离，实现投饲距离无级可调、定时时间的关、1-90分钟和常开的设置、抛撒时间1-5秒钟设置、停顿间隙时间1-17秒钟设置、定时时间倒计时数字显示、抛撒和停顿时间交替倒计时数字显示的控制形式，通过取样检测抛料电机负载电流的大小，来保护抛料电机。
[0004]本发明的技术解决方案是:该控制器由机箱内安装线路板构成，机箱由上下半箱体通过面板和后板联接而成，面板和后板插入机箱的卡槽内，后板上安装接线端子，接线端子分别链接启动电容、下料电机和抛料电机，面板上安装启动复位开关、保险丝座、多个弯脚电位器，面板采用半透明塑料板并印有功能性文字，单片机、数码管、电阻、二极管、发光二极管、稳压管、三极管、稳压集成块、继电器、复位开关等所有电子元件焊接在线路板上，线路板通过复位开关、弯脚电位器安装在装有保险丝座的面板上，数码管和发光二极管对着面板的数码管显示区域和发光二极管显示区域，线路板的输出线焊接到装在后板上接线端子的对应的焊接端；所述控制器的电回路由保险电路、复位开关、自锁电路、变压器Tl、高压整流滤波电路、低压整流稳压电路、电源指示电路、输入设置电路、继电器Jl驱动保护电路、继电器J2驱动电路保护电路、抛料指示电路、继电器Jl和J2、调速驱动输出电路、取样电路、故障显示电路、输出保护电路、接线端子、驱动显示电路连接构成。
[0005]其中，保险电路由保险丝座和插入保险丝座内部型腔的保险丝组成；自锁电路由继电器Jl的常开触点和复位开关的复位触点构成；输入设置电路由单片机的AD端口的脚
3、4、5、6与弯脚电位器W1-W4、电阻R2-R5、消噪电容C5-C8构成；调速驱动输出电路由单片机的脚11与光耦U3、电阻R15-R18、功率场效应管Q7、稳压二极管DWl构成；驱动显示电路由单片机的脚12-18、脚1、2、19、20、三极管Q2-Q5、电阻R6-R10构成；高压整流滤波电路由二极管D7-D10、电容C10、Cll构成。
[0006]工作时，220V的交流电源经过保险电路、复位开关与继电器构成的自锁电路，一路经变压器降压、整流稳压电路稳压后得到电路所需的5V工作电压，使单片机按程序指令工作；另一路经过整流滤波电路，得到输出300V的直流电，作为抛料电机的电源；单片机的4个AD端口与电位器、电阻、电容构成投饲距离、定时时间、抛撒时间和停顿时间的输入设置电路，读取输入设置的信息，并进行数据处理，得到控制指令，分别驱动自锁电路、抛料电机按不同转速旋转、下料电机间隙工作、数码管显示电路，数码管左两位倒计时显示定时时间，右两位倒计时交替显示抛撒与停顿时间；电路工作后，抛料电机先高速旋转3秒钟后转为指定速度，同时，取样电路检测取样电阻上的电压，判断抛料电机有无过流超载，下料电机在15秒钟后开始间隙工作，定时时间结束下料电机立即关闭，抛料电机延时10秒钟后关闭。
[0007]本发明具有以下优点:①采用具有AD端口的单片机作为控制核心器件，使电路简单，控制精度高，满足用户需求，实现了采用机械定时器、时基电路和模拟电路无法实现的控制功能；②去除了机械定时器在使用过程中容易损坏的故障现象，减少用户维护费用；③采用旋钮调节设置，使操作简单、容易，解决了采用机械按键容易损坏的问题，也解决了采用按键进行功能设置时大多数人不会操作的头疼问题；④调速输出驱动波形极为稳定，从而使投料距离稳定，输出转矩大；?采用数字显示，使控制的信息直观、明了 ；?通过检测抛料电机的负载电流的大小，有效地解决了抛料电机因堵料或卡滞而烧毁的故障，保护了电机；⑦通过故障指示电路的显示，便于用户发现、排除故障；⑧生产过程工序简单，调试方便，降低了生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的原理图。
[0009]图2为图1的正视图。
[0010]图3为图2后板示意图。
[0011]图4为图2俯视剖视图。
[0012]图中:1保险电路，2复位开关，3自锁电路，4低压整流稳压电路，5电源指示电路，6输入设置电路，7抛料指示电路，8继电器J2驱动保护电路，9调速驱动输出电路，10取样电路，11高压整流滤波电路，12接线端子，13输出保护电路，14故障指示电路，15驱动显示电路，16继电器Jl驱动保护电路，17变压器，18数码管，19旋钮，20弯脚电位器Wl-W4，21发光二极管，22机箱，23线路板，24单片机，25启动电容，26面板，27后板，28电源线，29保险丝座，30数码管显示区域，31发光二极管显示区域。
【具体实施方式】
[0013]如图1-4所示，该控制器由机箱22内安装线路板23构成，机箱22由上下半箱体通过面板26和后板27联接而成，面板26和后板27插入机箱22的卡槽内，后板27上安装接线端子12，接线端子12分别链接启动电容25、下料电机M2和抛料电机Ml，面板26上安装启动复位开关2、保险丝座29、多个弯脚电位器20，面板26采用半透明塑料板并印有功能性文字，单片机24、数码管18、电阻R1-R22、二极管D1-D12、发光二极管21、稳压管DW1-DW2、三极管Q1-Q6、稳压集成块Ul、继电器J1-J2、功率场效应管Q7、光耦U3-U4电子元件焊接在线路板23上，线路板23通过复位开关2、多个W1-W4弯脚电位器20安装在装有保险丝座29的面板26上，数码管18和发光二极管20分别对着面板26的数码管显示区域30和发光二极管显示区域31，多个旋钮19安装在多个W1-W4弯脚电位器20的柄上，线路板23的输出线焊接到安装在后板27上的接线端子12对应的脚端；所述控制器的电回路由保险电路1、复位开关2、自锁电路3、变压器17、高压整流滤波电路11、低压整流稳压电路4、电源指示电路5、输入设置电路6、继电器Jl驱动保护电路16、继电器J2驱动电路保护电路8、抛料指示电路7、继电器Jl和J2、调速驱动输出电路9、取样电路10、输出保护电路13、故障指示电路14、接线端子12、驱动显示电路15构成。
[0014]其中，保险电路I由保险丝座29和插入保险丝座29内部型腔的保险丝组成；自锁电路3由继电器Jl的常开触点和复位开关2的复位触点构成；输入设置电路6由单片机24的AD端口的脚3、4、5、6与W1-W4弯脚电位器20、电阻R2-R5、消噪电容C5-C8构成；调速驱动输出电路9由单片机24的脚11与光耦U3、电阻R15-R18、功率场效应管Q7、稳压二极管DWl构成；驱动显示电路15由单片机24的脚15-22、脚1、2、27、28、三极管Q2-Q5、电阻R6-R10构成；取样电路10由单片机24的脚13、取样电阻R19、二极管D12、稳压管DW2、电阻R20-R21和光耦U4构成；高压整流滤波电路11由二极管D7-D10、电容C10、C11构成；故障显示电路14由单片机24的脚26、电阻R22和发光管DS3构成。
[0015]本发明的有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器中，机箱22内安装电源变压器17。
[0016]当电路接入电源，将复位开关2拨向启动位置后，220V的电源一路经过变压器15转变成9V的交流电，经过低压整流稳压电路4，得到平稳的5V直流电，对电路进行供电，使电源指示电路6的发光二极管DSl通过电阻Rl得电点亮，单片机24按程序指令工作，单片机24的脚9、11下拉为低电平，通过电阻RlO使三极管Ql的基极电压为0，处于开关工作状态的三极管Ql导通，继电器Jl线圈得电，常开触点闭合，与复位开关2的复位触点构成自锁，保持电路持续工作；另一路经过高压整流滤波电路11，得到抛料电机Ml的工作电压和功率场效应管的驱动电压，由于单片机脚11下拉为低电平，使光耦U3工作，抛料电机Ml高速旋转3秒钟，数码管18显示输入设置电路6初始数字，左两位显示初始定时时间，右两位显示从数字15开始，以每一秒钟减I的倒计数，单片机24的脚25输出高电平，使处于开关工作状态的三极管Q6基极电压为高电平，而不导通，发光二极管DS2没有电流通过而不发光，右两位显示倒计数为12时，抛料电机转为由投饲距离指定的速度旋转，当右两位显示倒计数为O时，便立即显示抛撒时间旋钮读到的数字，并以每一秒钟减I的倒计时显示，同时单片机24脚25立即变为低电平，通过电阻R12使三极管Q6基极电压为低电平而导通，继电器J2线圈得电，常开触点闭合，使下料电机M2旋转，同时发光二极管DS2通过电阻R13而发光；单片机24在进入工作时，就反复不停的读取输入设置电路6所设置的投饲距离、定时时间、抛撒时间和停顿时间的数据，通过对数据进行处理，分别得到投饲距离、定时时间、抛撒时间和停顿时间，当在起始一分钟内读到的定时时间保持不变时，则作为定时时间的数值，对该的数值进行保存，在数码管18的左两位中显示，并以每一分钟减I的倒计时显示；下料电机M2在打开和关闭前的瞬间，实时分别读入抛撒时间和停顿时间，在数码管18的右两位中显示，并进行以每一秒减I的倒计时显示，当抛撒时间倒计时等于O时，送入停顿时间，单片机24的脚25输出高电平，关闭下料电机M2，当停顿时间倒计时等于O时，送入抛撒时间，单片机24的脚25下拉为低电平，打开下料电机M2，如此反复循环，直到定时时间显示等于O时，单片机24的脚25输出高电平，关闭下料电机M2，再延时10秒钟，使单片机24的脚9输出高电平，继电器Jl断电，常开触点打开，抛料电机Ml停转，整个控制器断电，开机定时结束。
[0017]在工作过程中，单片机24时刻读取投饲距离、定时时间、抛撒时间和停顿时间，如果投饲距离发生改变，将读取处理后的数值作为控制抛料电机Ml转速的新的控制指令，改变其转速；同时，取样电路10检测取样电阻R19上的电压，如果流过取样电阻R19的电流超过抛料电机Ml的安全工作电流，光耦导通，使单片机24的脚13为低电平，单片机24将脚11、25输出高电平，光耦U3和三极管Q6不导通，使抛料电机Ml、下料电机M2停止工作，且单片机24的脚26由高电平变为低电平，使发光二极管DS3发光，显示故障，数码管18四位数字以IHz的频率进行闪显；如果定时时间发生改变，将读取处理后的数值与定时保存的数值进行比较，如果不同，则将该数值作为新的定时时间数值保存，并按该数值开始重新倒计时；如果读到处理后的数值是关机的指令，在数码管18左两位中的右位显示“O”的符号，同时单片机24立即关闭下料电机M2，数码管18右两位显示“10”开始的减I秒钟的倒计数，为O时整机关闭电源，即抛料电机Ml延时10秒钟后关闭；如果读到处理后的数值是常开指令，则定时时间不进行每一分钟减I的处理，数码管18左两位显示“C-”的符号，单片机24的脚9 一直下拉为低电平，此时只有断开电源，或旋至关闭位置，才能关闭；当定时时间、抛撒时间或停顿时间显示数字为一位时在左位显示，另一位熄灭；当采用外部控制装置来进行控制时，将复位开关2置于外控位置和定时时间旋钮刻度置于常开位置。
【权利要求】
1.有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，其特征在于:该控制器由机箱22内安装线路板(23)构成，机箱(22)由上下半箱体通过面板(26)和后板(27)联接而成，面板(26)和后板(27)插入机箱(22)的卡槽内，后板(27)上安装接线端子(12)，接线端子(12)分别链接启动电容(25)、下料电机M2和抛料电机Ml，面板(26)上安装启动复位开关(2)、保险丝座(29)、多个弯脚电位器(20) W1-W4，面板(26)采用半透明塑料板并印有功能性文字，单片机(24)、数码管(18)、电阻R1-R22、二极管D1-D12、发光二极管(21)、稳压管DW1-DW2、三极管Q1-Q6、稳压集成块Ul、继电器J1-J2、功率场效应管Q7、光耦U3-U4等电子元件焊接在线路板(23)上，线路板(23)通过复位开关(2)、多个W1-W4弯脚电位器(20)安装在装有保险丝座(29)的面板(26)上，数码管(18)和发光二极管(21)分别对着面板(26)的数码管显示区域(30)和发光二极管显示区域(31)，多个旋钮(19)安装在多个W1-W4弯脚电位器(20)的柄上，线路板(23)的输出线焊接到安装在后板(27)上的接线端子(12)对应的脚端；所述的控制器电回路由保险电路(I)、复位开关(2)、自锁电路(3)、变压器(17)、高压整流滤波电路(11)、低压整流稳压电路(4)、电源指示电路(5)、输入设置电路(6)、继电器Jl驱动保护电路(16)、继电器J2驱动电路保护电路(8)、抛料指示电路(7)、继电器Jl和J2、调速驱动输出电路(9)、取样电路(10)、输出保护电路(13)、故障指示电路(14)、接线端子(12)、驱动显示电路(15)构成。
2.根据权利要求1所述的有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，其特征在于:由单片机(24)的脚3、4、5、6与电阻R2-R5、多个W1-W4弯脚电位器(20)和电容C5-C8构成的输入设置电路(6)。
3.根据权利要求1所述的有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，其特征在于:当抛料电机Ml超过安全工作电流时，使抛料电机M1、下料电机M2停止工作，故障指示电路(14)工作，显示故障，数码管18的四位数字以IHz的频率进行闪显。
4.根据权利要求1所述的有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，其特征在于:自锁电路(3)由继电器Jl常开触点和复位开关(2)的复位触点构成。
5.根据权利要求1所述的有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，其特征在于:调速驱动输出电路(9)由单片机(24)的端口 11与光耦U3、功率场效应管Q7、多个电阻R15-R18、稳压二极管DWl构成。
6.根据权利要求1所述的有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，其特征在于:取样电路(10)由单片机(24)的脚13、取样电阻R19、二极管D12、稳压管DW2、电阻R20-R21和光耦U4构成。
7.根据权利要求1所述的有保护电机功能的直流投饲机智能数显调速控制器，其特征在于:机箱(22)内安装电源变压器(17)。
【文档编号】G05B19/042GK104460420SQ201410600759
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】成之阳 申请人:江苏恒深洋机械有限公司