专利名称：多功能电机控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能控制、射频通信技术领域，具体地说是涉及一种多功能电机控制装置。
背景技术：
现有的电机控制系统和装置种类多但功能单一，操作繁琐，主要有红外遥控，LED指示等，至今未间带有LCD显示，高精度时间控制，温度控制以及光照度感应的电机控制系统的实用新型报道。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种可以应用于一切远距离电机控制装置中，例如电动门窗，可以提高对电机的利用效率以及应用的便捷的多功能电机控制装置。为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案为一种多功能电机控制装置，包括用于输入控制指令并且发出控制信号的发射控制端和用于接收控制信号并发出控制指令的接收控制端，其特征在于所述发射控制端包括用于进行实时信号采集、处理和发送的第一微处理器、用于输入控制指令的外部矩阵键盘、LCD显示屏、第一时钟控制模块、用于对第一微处理器传送过来的信号实时发送的发射模块和温度报警模块；所述外部矩阵键盘和LCD显不屏分别与第一微处理器电连接,第一时钟控制模块和报警模块均直接与第一微处理器电连接；所述接收控制端包括用于从发射控制端接收数据包并传送给第二微处理的接收模块、第二微处理器、用于对系统的时间进行校订的第二时钟控制模块、电机、脉冲生成器、光耦和电源模块；电源模块与第二微处理器电连接；光耦固定在电机上并与脉冲生成器电连接，脉冲生成器与第二微处理器电连接并将信号反馈给第二微处理器，第二时钟控制模块直接与第二微处理器电连接。作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一微处理器和第二微处理器均采用基于RISC指令架构的ATmegal6单片机。作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述矩阵键盘为轻触防水开关按键。作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述IXD显示屏为Nokia3510i彩色IXD
显示屏。作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一时钟控制模块和第二时钟控制模块(9)均采用高精度时钟芯片PCF8563来对时钟进行记录和设置；其中第二时钟控制模块(9)的时钟信号仅能以发射控制端发送的实时时钟为基准时钟。作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述温度报警模块为温度检测装置，采用型号为DS18B20的高精度数字温度传感器；当室内温度高于某一设定警戒值是可发出报警蜂鸣。作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述发射模块和接收模块均为由nRF24L01组成的单片射频收发器件，工作于2. 4 GHz 2. 5 GHz ISM频段。作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电机为直流电机。作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述脉冲生成器为输入比较输出电路。本实用新型与现有技术相比，可以应用于一切远距离电机控制装置中，例如电动门窗，可以提高对电机的利用效率以及应用的便捷。
图I为本实用新型的发射控制端电路连接示意图。图2为本实用新型的接受控制端电路连接示意图。 图3为本实用新型实施例I中发射控制端的外观示意图。图4为图3的显示部分示意图。
具体实施方式
参见图I和图2，本多功能电机控制装置，包括用于输入控制指令并且发出控制信号的发射控制端和用于接收控制信号并发出控制指令的接收控制端，其特征在于所述发射控制端包括用于进行实时信号采集、处理和发送的第一微处理器I、用于输入控制指令的外部矩阵键盘2、IXD显示屏3、第一时钟控制模块4、用于对第一微处理器I传送过来的信号实时发送的发射模块5和温度报警模块6 ;所述外部矩阵键盘2和LCD显示屏3分别与第一微处理器I电连接，第一时钟控制模块4和报警模块6均直接与第一微处理器I电连接；所述接收控制端包括用于从发射控制端接收数据包并传送给第二微处理8的接收模块
7、第二微处理器8、用于对系统的时间进行校订的第二时钟控制模块9、电机10、脉冲生成器11、光耦和电源模块12 ；电源模块12与第二微处理器电连接；光耦固定在电机10上并与脉冲生成器11电连接，脉冲生成器11与第二微处理器8电连接并将信号反馈给第二微处理器8，第二时钟控制模块9直接与第二微处理器8电连接。所述第一微处理器I和第二微处理器8均采用基于RISC指令架构的ATmegaie单片机。其中第一微处理器由ATmegal6单片机的最小系统构成,通过I/O 口与矩阵键盘2、IXD显示3、时钟模块4以及温度报警装置6连接；通过与矩阵键盘2连接的HC30M1R与非门接收键盘中断。第二微处理球8是由ATmegaie单片机控制系统，在系统上电时有信号指示灯来显示电源通断，同时接有复位电路。所述矩阵键盘2为轻触防水开关按键。矩阵键盘2的各个轻触开关一段通过下拉电阻与电源相连，另一端接地。所述IXD显示屏3为Nokia3510i彩色IXD显示屏；IXD显示屏3由单片机来控制其片选、数据和时钟信号。所述第一时钟控制模块4和第二时钟控制模块9均采用高精度时钟芯片PCF8563来对时钟进行记录和设置；其中第二时钟控制模块9的时钟信号仅能以发射控制端发送的实时时钟为基准时钟。即第一时钟控制模块4主要由有高精度时钟芯片PCF8563来对时钟进行记录和设置。在此第一时钟控制模块电路4中加入纽扣电池BTl可以在系统断电的情况下给时钟芯片供电使其继续工作，BTl与Dl连接之后接入PCF8563时钟芯片为其供电。同样在系统总电源VCC也通过Dl开关二极管接入PCF8563芯片为其供电，在Dl是一种小型的高速开关二极管，开关比迅速，在该电路模块中用于对电路进行单向导通隔离，避免在系统上电的情况下电流分流。在Dl与D2之间接入C7为去耦电容。第二时钟控制模块9同时第一时钟控制模块4原理及工作形式相似，但其时钟信号仅能通过手持控制器端发送的实时时钟为基准时钟。所述温度报警模块6为温度检测装置，采用型号为DS18B20的高精度数字温度传感器；当室内温度高于某一设定警戒值是可发出报警蜂鸣。即温度报警装置6是以DS18B20为主的高精度数 字温度传感器，通过一总线与信号处理系统进行数据传输，并由信号处理系统对数据进行处理，当室内温度高于某一设定警戒值是可发出报警蜂鸣，同时可以扩展控制室内空调等电器的工作。所述发射模块5和接收模块7均为由nRF24L01组成的单片射频收发器件，工作于2. 4 GHz 2. 5 GHz ISM频段。其中发射模块5是由nRF24L01组成的一款新型单片射频收发器件，工作于2. 4 GHz 2. 5 GHz ISM频段。内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以-6 dBm的功率发射时，工作电流也只有9 mA;接收时，工作电流只有12. 3 mA，多种低功率工作模式，即掉电模式和空闲模式，使节能设计更方便。所述电机10为直流电机。即电机10是由24V直流电机为主，通过继电器Kl，K2来驱动其转动方向。24V直流电源经过D6开关二极管接入驱动电路，D6用于对电路进行单向导通，防止反向电流冲击。D5连接电机两端是用来吸收反向冲
d!
击电流。由电感方程可知1 — lS
当电流瞬时变化，产生的反向电压很大，为此通过D5，Dl, D7对反向电压和电流进行阻止。所述脉冲生成器11为输入比较输出电路。脉冲生成器11是由U3A和U3B对光耦器件对应的电压进行比较，产生标准脉冲波形。其中参考电压Vref=L 28V,由此来设定阈值
电压。设置根据有以下公式来定vrePiIllTi
Vth2 = Vref - (Vref- Volo^O
Mx 4*电源模块12是对24V直流电源二次降压。其中D2压降为19. OV,电压经过D2后电压降为6. 0V,D3压降为0. 7V，电压在此之后降为5. 3V，而U2芯片的压降为2. 0V,由此可以的来控制系统需要的3. 3V电压。整个流通中电压变化可有下式表示
_4]1 = - " " 与现有技术相比，本多功能电机控制装置可以应用于一切远距离电机控制装置中，例如电动门窗，可以提高对电机的利用效率以及应用的便捷。利用本多功能电机控制装置进行电机控制的途径有四种，全部通过发射控制端来设置，本实施例中，发射控制端采用手持控制器端来实现。这四种分别是手动遥控，定时控制，系统设置以及光照控制。这四种控制方式的主要流程相同，其应用步骤如下a、给手持遥控器端和接收控制端上电，通过信号处理系统1、8对整个控制系统进行初始化设置。IXD显示屏3为初始状态主界面，接收模块7处于接收状态；b、信号处理系统I检测矩阵键盘2是否有键按下，当信号处理系统I检测到有键按下时便产生中断，并由信号处理系统I对信号进行采集和处理。信号处理系统I对信号处理之后发送至LCD显示3显示输出，同时将采集到的数据和实时时钟一并放入数据包里，通过发射模块5进行发送。与此同时，接受控制端的接受模块7接受数据包，并发出应答信号告知手持遥控器端已成功接收信息。接受控制端有信号处理系统8对数据包进行松绑，提取其中的命令和数据进行处理，将始终信号发送给始终控制模块9，由始终控制模块对对接收控制端进行时间设置。同时将命令发送至电机10，控制电机的运行。电机10上的光耦器件将光信号转换成电信号输出脉冲生成器11，脉冲生成器11对电信号进行比较输出标准的脉冲波形，该脉冲的数量即为对应的转数，通过转数来设置对应的行程，对行程进行记录并反馈给信号处理系统8，信号处理系统8对电机10的行程进行控制。本多功能电机控制装置的具体操作步骤如下I、手动遥控步骤a、按0N/0FF键3秒钟，再系统上电，通过IXD显示来得知所处的状态。系统上电后，光标默认处在手动遥控的项目栏上，按下轻触开关OK进入手动遥控控制界面。b、手动遥控界面主要控制电机的转动方向和工作状态。如图3和图4所示，通过UP键和DOWN键来选择所要控制的电机。当前默认电机为一号电机，即接下来的操作都是针对于一号电机的。当按下键LEFT时，设置电机左转，此时通过射频通信发送给接收控制端，接收控制端接收到信号通过接收端信号处理系统对电机发出左转的信号，将三极管导通，继电器工作，电机转动。与此同时，粘附在电机上的光耦器件采集电机转数，其起始两次碰撞为行程总行程，为了避免多次碰撞造成伤害，在程序设计是对其起始和终点进行处理，该新颖设计可以防止电机在遇到障碍物造成自身的伤害。C、当电机运转到操作者预订状态时可通过OK键(即IXD显示中的P状态图标)暂停电机工作。d、当对电机操作完成后可以通过RETURN键来返回到主界面。2、定时遥控步骤a、在主界面通过方向键RIGHT选定时间控制，但按下OK键时，进入定时控制界面。b、通过选择键可以对电机号进行选择操作者所要控制的电机。每个电机都有8中模式可以用来控制其定时工作，即可以设置8个时间点来设置其工作状态。当前电机为2号时，操作者已经设置了两种不同时间点的电机工作模式，现在通过UP/D0WN按键选择第三个工作模式时间节点；C、对模式3下的时间点进行设定，设置在在指定时间时电机所转动的数目，即电机的行程。与此同时将设定的信息通过数据包发送给接收控制端，接收控制端将信息提取和存储；d、操作完毕返回主菜单。接收控制端的信号处理系统对接收存储的时间信息与实时时钟信息进行匹配，当匹配是，信号处理系统对电机按照手持遥控器端发送的命令进行控制。3、系统设置步骤a、在主界面通过方向键选定系统设置，但按下OK键时，进入系统设置界面。[0042]b、进入系统设置界面可以看到有两个子选项电机设置和时间设置。选择电机设置进入电机设置子界面可以看到当期电机对应的ID号，如果操作者要将该ID号修改可以通过手持遥控器端来设定，比如设定为3，则原来ID为I号的电机变成3号。与此同时将已经改变的ID通过发射模块发送给接收控制端，接收控制端收到包含新旧ID号的数据包，提取并用新设置的ID号来替换旧的ID号，实现电机设置功能。当选择时间设置同样进入时间设置子界面可以看到时间和日期，通过设定时间日期可以对电机定时控制。当设置完毕后，手持控制器端将设置信息压缩在数据包里通过发射模块发送给接收控制端，接收控制端接 收到信号通过信号处理系统对时间进行重新设定，使得接收控制端的时间与手持遥控器端的时钟一致。C、系统设置完毕确认回到主界面。4、照度控制a、在主界面通过方向键选定系统设置，但按下OK键时，进入照度控制界面；b、进入照度设置界面，对电机状态进行设置，在晴天的清晨光照度大概为100，0LX。通过光照度设置可以对光照强度进行量化，通过光照来控制电机的工作。将量化后的值传送给接收控制端的信号处理系统对电机工作进行控制；C、设置完毕后确认退出。
权利要求1.一种多功能电机控制装置，包括用于输入控制指令并且发出控制信号的发射控制端和用于接收控制信号并发出控制指令的接收控制端，其特征在于所述发射控制端包括用于进行实时信号采集、处理和发送的第一微处理器(I)、用于输入控制指令的外部矩阵键盘(2)、IXD显不屏(3)、第一时钟控制模块(4)、用于对第一微处理器(I)传送过来的信号实时发送的发射模块(5)和温度报警模块(6);所述外部矩阵键盘(2)和IXD显示屏(3)分别与第一微处理器(I)电连接，第一时钟控制模块(4 )和报警模块(6 )均直接与第一微处理器(I)电连接；所述接收控制端包括用于从发射控制端接收数据包并传送给第二微处理(8)的接收模块(7 )、第二微处理器(8 )、用于对系统的时间进行校订的第二时钟控制模块(9 )、电机(10)、脉冲生成器(11)、光耦和电源模块(12);电源模块(12)与第二微处理器电连接；光耦固定在电机(10)上并与脉冲生成器(11)电连接，脉冲生成器(11)与第二微处理器(8)电 连接并将信号反馈给第二微处理器(8)，第二时钟控制模块(9)直接与第二微处理器(8)电连接。
2.根据权利要求I所述的多功能电机控制装置，其特征在于所述第一微处理器(I)和第二微处理器(8)均采用基于RISC指令架构的ATmegal6单片机。
3.根据权利要求I所述的多功能电机控制装置，其特征在于所述矩阵键盘(2)为轻触防水开关按键。
4.根据权利要求I所述的多功能电机控制装置，其特征在于所述LCD显示屏(3)为Nokia3510i彩色LCD显示屏。
5.根据权利要求I所述的多功能电机控制装置，其特征在于所述第一时钟控制模块(4)和第二时钟控制模块(9)均采用高精度时钟芯片PCF8563来对时钟进行记录和设置；其中第二时钟控制模块(9)的时钟信号仅能以发射控制端发送的实时时钟为基准时钟。
6.根据权利要求I所述的多功能电机控制装置，其特征在于所述温度报警模块(6)为温度检测装置，采用型号为DS18B20的高精度数字温度传感器；当室内温度高于某一设定警戒值是可发出报警蜂鸣。
7.根据权利要求I所述的多功能电机控制装置，其特征在于所述发射模块(5)和接收模块(7)均为由nRF24L01组成的单片射频收发器件，工作于2. 4 GHz 2. 5 GHz ISM频段。
8.根据权利要求I所述的多功能电机控制装置，其特征在于所述电机(10)为直流电机。
9.根据权利要求I所述的多功能电机控制装置，其特征在于所述脉冲生成器(11)为输入比较输出电路。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能电机控制装置，包括用于输入控制指令并且发出控制信号的发射控制端和用于接收控制信号并发出控制指令的接收控制端；所述发射控制端包括第一微处理器、外部矩阵键盘、LCD显示屏、第一时钟控制模块、发射模块和温度报警模块；所述接收控制端包括接收模块、第二微处理器、第二时钟控制模块、电机、脉冲生成器、光耦和电源模块；电源模块与第二微处理器电连接；光耦固定在电机上并与脉冲生成器电连接，脉冲生成器与第二微处理器电连接并将信号反馈给第二微处理器，第二时钟控制模块直接与第二微处理器电连接。可以应用于一切远距离电机控制装置中，高效节能。例如电动门窗，可以提高对电机的利用效率以及应用的便捷。
文档编号H02P7/00GK202395713SQ20112051232
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者张凯, 李响, 王森林, 雷撼 申请人:南京千韵电子科技有限公司