专利名称：无叶风扇控制器实训装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于教学实验设备技术领域，具体涉及一种应用于电子产品设计及制作的无叶风扇控制器实训装置。
背景技术：
目前，市场上还没有综合性的电子产品及制作实训装置，现有的电子产品设计及制作实训装置都是针对单一的小模块电路知识的实训教学，而并没有真正涉及如何设计及制作出能够在市场上应用的电子产品，这样将会使学生无法全面了解电子产品的设计及制作过程；另外，随着FPGA(现场可编程门阵列)不断向高集成度、大容量、低功耗、低价位、高速度及高稳定性发展，其已成为信息产业最热门的技术之一。但是目前国内的高等院校还没有系统的FPGA教学课程，也还没有系统的FPGA教学实训装置，这样将会使学生无法了解并掌握FPGA这一高新技术。
实用新型内容针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种实训装置，该装置能够让学生在实训教学过程中认识实际的电子产品设计及制作过程并了解掌握FPGA技术。一种无叶风扇控制器实训装置，包括机箱，机箱前面板上安装核心线路板⑴，机箱外部设置无叶风扇(3)、U型压力计(4)及压力传感器模块(5)，机箱内部设有差分放大电路(6)及串口 AD转换电路(7)，所述的核心线路板⑴通过功率驱动电路(2)与无叶风扇(3)连接，无叶风扇(3)与U型压力计(4)、压力传感器模块(5)管路连接，压力传感器模块(5)与差分放大电路(6)及串口 AD转换电路(7)信号连接。所述的无叶风扇控制器实训装置，所述的核心线路板上配合设置用于感应人体活动的红外传感模块。所述的无叶风扇控制器实训装置，学生了解并掌握设计原理后完成印制电路板的设计。所述的无叶风扇控制器实训装置，学生动手完成印制电路板的焊接与调试、线路连接、组件安装以及程序编辑烧写。上述的无叶风扇控制器实训装置，包括机箱，机箱前面板上安装核心线路板，机箱外部设置无叶风扇、U型压力计及压力传感器模块，机箱内部设有差分放大电路及串口 AD转换电路，所述的核心线路板通过功率驱动电路与无叶风扇连接，无叶风扇与U型压力计、压力传感器模块管路连接，压力传感器模块与差分放大电路及串口 AD转换电路信号连接。本实用新型通过采用上述技术，得到实训装置，让学生在实验实训过程中巩固课本所学知识、加强动手能力的同时，能够对实际的电子产品设计及制作过程有充分的认识，并对现在热门的闻新技术FPGA有深刻的了解，提闻学生的实训能力。
图1为本实用新型的结构示意图。1-核心线路板，2-功率驱动电路，3-无叶风扇，4-U型压力计，5-压力传感器模块，6-差分放大电路，7-串口 AD转换电路。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。如图1所示，无叶风扇控制器实训装置，包括由前面板、后面板以及安装固定底板构成的机箱，机箱前面板上安装核心线路板I和船型开关，核心线路板I上主要有包含XILINX SPARTAN-6XC6SLX9集成芯片的FPGA模块、包含BISS0001集成芯片的红外传感模块、包含74HC245集成芯片的数码管显示模块以及四个独立控制按键，核心线路板I有两组共八个显示数码管，分别用于显示无叶风扇风速压力大小的设定值SV和测量值PV，有四个独立按键，可实现无叶风扇的风速压力大小设定和起动停止控制，还有一个红外传感模块，用于人体感应，可探测人体活动，控制无叶风扇起动；机箱外部设置无叶风扇3、U型压力计4及压力传感器模块5，压力传感器模块5包含有MPXV7002集成芯片；后面板上安装有一个国标电源插座、一个电机接口以及一个传感器接口 ；机箱内部底板上设有包含TL084集成芯片的差分放大电路6、包含AD7991、TL084以及LF353三种集成芯片的串口 AD转换电路7、包含TLP521集成芯片的功率驱动电路2的线路板及两个开关电源；所述的核心线路板I通过功率驱动电路2与无叶风扇3连接，无叶风扇3与U型压力计4、压力传感器模块5管路连接，压力传感器模块5与差分放大电路6及串口 AD转换电路7信号连接。本实用新型的工作过程为:220V电源由国标电源插座接入机箱，由船型开关控制通断，转至开关电源，其输出电压连接至各个线路板模块；按下核心线路板I上的起动按键，相应于设定好的风速压力大小值的PWM(脉冲宽度调制)控制信号传送至功率驱动电路2，驱动无叶风扇3内部直流电机转动，无叶风扇3通过硅胶管将风速压力传送至U型压力计4和压力传感器模块5，U型压力计4直观显示风速压力大小，压力传感器模块5将风速压力大小转换为电信号传送至差分放大电路6，进行差分放大处理后进入串口 AD转换电路7，将模拟信号转换为数字信号，数字信号进入核心线路板I进行换算处理显示于测量值PV相应的数码管上。按下核心线路板I上的停止按键，无叶风扇3停止转动，过一段时间，当核心线路板I上的红外传感模块感应到人体活动,无叶风扇3起动直到按下核心线路板
I上的停止键。本实用新型采用FPGA(现场可编程门阵)技术进行编程，涉及差分放大、AD转换、光电传感、压力传感及电机控制知识，在完成对无叶风扇3的控制及其风速压力大小测量显示过程中，让学生了解更多的电子产品设计及制作知识。在实训教学时，学生首先要了解掌握设计原理、完成印制电路板设计，然后利用所提供的电子产品元器件以及安装组件，根据设计及制作要求完成印制路板焊接调试、线路连接、组件安装以及程序编缉烧写，最后完成设计制作文档的编辑整理。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
权利要求1.一种无叶风扇控制器实训装置，包括机箱，其特征在于机箱前面板上安装核心线路板(I)，机箱外部设置无叶风扇(3)、U型压力计(4)及压力传感器模块(5)，机箱内部设有差分放大电路(6)及串口 AD转换电路(7)，所述的核心线路板⑴通过功率驱动电路(2)与无叶风扇(3)连接，无叶风扇(3)与U型压力计(4)、压力传感器模块(5)管路连接，压力传感器模块(5)与差分放大电路(6)及串口 AD转换电路(7)信号连接。
2.根据权利要求1所述的无叶风扇控制器实训装置，其特征在于，所述的核心线路板(I)上配合设置用于感应人体活动的红外传感模块。
专利摘要本实用新型公开了一种无叶风扇控制器实训装置，属于教学实验设备技术领域，机箱前面板上安装核心线路板，机箱外部设置无叶风扇、U型压力计及压力传感器模块，机箱内部设有差分放大电路及串口AD转换电路，所述的核心线路板通过功率驱动电路与无叶风扇连接，无叶风扇与U型压力计、压力传感器模块管路连接，压力传感器模块与差分放大电路及串口AD转换电路信号连接。本实用新型通过采用上述技术，得到实训装置，让学生在实验实训过程中巩固课本所学知识、加强动手能力的同时，能够对实际的电子产品设计及制作过程有充分的认识，并对现在热门的高新技术FPGA有深刻的了解，提高学生的实训能力。
文档编号G09B23/18GK203038535SQ20122072342
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者盛鸿宇, 王辉 申请人:北京联合大学