一种缝纫机两线控速电路的制作方法

本实用新型涉及两线电路控制领域，特别涉及一种缝纫机两线控速电路。

背景技术：

电动缝纫机与早期缝纫机相比，早期缝纫机需要人力控制脚踏板运动来使缝纫机工作，同时缝纫机工作的速度也由脚踩的速度决定；而电动缝纫机是由电动机控制缝纫机的工作，减轻了人力的投入，但其中的加速、减速等操作也需要人为操纵脚踏板等控速器件去发送指令。这里脚踏板的用途与早期不同的是，只需要采用不同的踩踏方式，生成不同的信号传输给处理器，处理器通过获取这些信号控制电机运动，从而实现不同的缝纫功能。

目前，缝纫机控速通过使用者操作电动缝纫机的脚踏板触发传感器，控速电路接收到传感器生成的带有位置信息的电信号，此处的位置信息里即包含相关速度指令，获取速度指令通过信号线上传指令信息，缝纫机主控系统获取速度信息对电动机进行相应操作，实现速度的改变。

上述方式进行缝纫机速度控制时电信号的传输需要接有一条信号专线，如果在特定的两线系统中，就无法上传速度信息。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种缝纫机两线控速电路，通过在控速装置和缝纫机主控系统之间连接两线传输电路进行高低电平信号与电流信号之间的转换，实现信号通过两线进行传输，提供了一种三线转变两线的信号传输新思路，同时有效解决了线路资源浪费，电路结构复杂，抗干扰能力弱等问题。

本实用新型提供了一种缝纫机两线控速电路，该电路应用在缝纫机自动控速的实现上，具体技术方案如下：

包括控速模块、传输电路和缝纫机主控系统，所述控速模块与所述缝纫机主控系统之间通过电源线与地线两线连接，电源线与地线两端连接所述传输电路构成所述控速模块与所述缝纫机主控系统之间的两线传输电路；

所述控速模块：用来接收位置传感器发送的带有位置信息的电信号，所述控速模块将接受到的电信号输入到所述传输电路中；

所述传输电路：将所述电平信号转换为电流信号，再将所述电流信号转换为电平信号输出到所述缝纫机主控系统；

所述缝纫机主控系统：用来接收所述传输电路输出的电信号，接收判断缝纫机的脚踏板的下压位置并做出相应处理。

进一步的，所述传输电路包括发送端和接收端，所述发送端通过发送端串口tx连接所述控速模块，所述接收端通过所述接收端串口rx连接所述缝纫机主控系统。

进一步的，所述发送端采用三极管或者mos管作为发送端电流发达电路元件，所述发送端串口tx连接三极管的基极或mos管的栅极，所述三极管的发射极接电源端、集电极接地，所述mos管的漏极接高电平端、源极接低电平端。

进一步的，所述接收端采用电压比较器，所述电压比较器的输出端连接所述接收端串口rx，根据两个输入端的电压信号进行电压比较，并将结果信号以高低电平输出。

区别现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：

1、优化了电路结构，通过传输电路的发送端将带有位置信息的电信号加载在地线上，再将电信号转换为电流大小，根据电流大小进行电压比较器两个输入端的电压比较，实现三线变两线的信号传输。

2、全数字式信号传输，抗干扰能力强，所述传输电路的发送端串口tx的输入与接收端串口rx的输出都为高低电平信号。

3、所述传输电路的接收端还可采用运算发大电路构成恒流源，通过输出端连接比较电路，使输入电压与基准电压进行比较，根据结果输出高低电平信号，实现了恒流模式下两线的信号传输。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构简图；

图2是本实用新型的两线传输电路图；

图3是本实用新型的恒流模式下两线传输电路图；

具体实施方式

在下面的描述中对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例1提供了一种缝纫机两线控速电路，如图1所示，包括控速模块、传输电路和缝纫机主控系统，所述控速模块与缝纫机脚踏板上安装的位置传感器连接，所述位置传感器根据使用者踩踏脚踏板的力度采集脚踏板的位置信号，并将带有位置信息的电信号传输至所述控速模块中，所述控速模块与所述缝纫机主控系统之间通过电源线和地线两条线路连接，所述传输电路用来进行端口电平信号与电流信号之间的相互转换，实现缝纫机速度信息的传递。

如图2所示，所述传输电路包括发送端和接收端，其中发送端主要功能是将速度信息加载在地线上，本实施例中所述发送端的电流导通元件采用pnp三极管实现电路电流的导通，所述控速模块串口发送端tx与所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极连接电阻r23和电阻r25再接通5v电源，通过电阻r23和电阻r25的分压使电阻r23和电阻r25之间的电压为3.3v，所述3.3v电压端与gndk接地端之间接有滤波电路，所述滤波电路包括：电容c1、电容c2和电阻r24，所述电容c2与所述电阻r24串联，所述电容c1与所述电容c2和所述电阻r24并联，所述电容c1还并联连接有二极管d1，所述二极管d1串联连接有电阻r21，所述电阻r21通过地线连接所述接收端。

接收端主要功能是通过电压比较器根据电流的变化，计算所述电压比较器输入端的电压，并对两个输入端的电压进行比较，根据所述电压比较器两个输入端电压值的变化所述输出端out输出高、低电平信号，如图2接收端部分的电路图所示，所述电压比较器输入端3即电压比较点b处通过电阻r4连通3.3v电源，通过r7连通所述电压比较器的输出端out，通过电阻r5连接gnd接地端，所述电压比较器的输出端out还接有上拉电阻r6，所述发送端的经地线通过保护电阻r11连接所述电压比较器的输入端2，电阻r11的另一端为所述电压比较器的电压比较点a，所述电压比较点a通过电阻r22连接gnd接地端。

本实施例中传输电路的工作原理如下：

当发送端tx发送的是高电平的时候，三极管q1不通，流过电压比较点a的电流ia计算公式如下：

ia＝(5-3.3)v/(r25+r21+r22)

当发送端tx发送的是低电平的时候，三极管q1导通，则流过电压比较点a的电流ia计算公式如下：

ia＝(5-3.3)v/(r25+r21+r22)+(3.3v-uq)/r23

其中uq表示三极管q1两端的压降。

根据所得电流ia根据如下公式可知电压比较点a处的电压为：

ua＝ia·r22

由上述可知，当发送端tx为高电平时，电压ua比较小，当发送端tx为低电平时，电压ua比较大。

如图2所示，电压比价点b处的电压值计算如下：

当所述电压比较器的输入端3的电压ua大于所述电压比较器的输入端2的电压ub时，所述电压比较器的输出端out输出低电平，反之，当所述电压比较器的输入端3的电压ua小于所述电压比较器的输入端2的电压ub时，所述电压比较器的输出端out输出高电平，即所述发送端tx输入的高、低电平信号与所述接收端rx输出的高、低电平信号一致。

本实用新型的实施例2提供了一种缝纫机两线控速电路，基于上述实施例1，如图3所示，所述传输电路包括发送端和接收端，其中发送端采用nmos管的实现电路电流的导通，这里将控速模块串口发送端记为tx2，所述串口发送端tx2与所述nmos管的栅极连接，所述nmos的漏极与接地端gndk连接，同时与3.3v电源之间接有电阻r9、电阻r10和稳压二极管u2、所述电阻r9与所述r10串联，所述电阻r9和所述r10与所述稳压二极管u2并联，所述nmos管的漏极和源极之间连接有电阻r12，所述nmos管的源极通过地线连接所述接收端，所述发送端3.3v电源处通过电阻r23连接所述接收端。

所述接收端通过运算放大器u1a构成一个负反馈电路，根据运放电路的虚短和虚断特性构成了恒流源，所述运算放大器u1a的同向输入端3连接电阻r3和r2后接地，所述电阻r3和r2之间连接所述发送端的源极，所述运算放大器u1a的反向输入端2接有一个滤波分压电路，所述滤波分压电路正极为3.3v电源端，所述电源端与地极之间连接有电阻r4和电阻r5分压，所述电阻r5并联有电容c2，所述运算放大器u1a的输出端out通过电阻r7连接三极管q1的基极上，所述三极管q1的集电极与所述发送端电阻r23相连，发射极接5v电源端，所述三极管q1的集电极还连接有电压比较电路；

本实施例中恒流模式的传输电路的工作原理如下：

恒流源的供电电流为：

当发送端tx2发送低电平时，所述nmos管m1不导通，则c点到地的电压uc计算公式如下：

uc＝i·(r23+r12+r2)+3.3v

当发送端tx2发送低电平时，所述nmos管m1导通，则c点到地的电压uc计算公式如下：

uc＝i·(r23+r2)+3.3v+um

其中um为所述nmos管m1的导通压降，导通压降um的值很小。

由c点的电压uc可得电压比较电路中d点的电压ud，计算公式如下：

综上所述，d点的电压经过u3这个比较器，当d点的电压高于u3的基准电压vref时，e点输出相对较低的电压，经过d1分压后rx2接收到低电平；

当d点的电压低于u3的基准电压vref时，e点输出5v电压，经过d1分压后rx2接收到高电平。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。