小功率PWM直流调速教学装置的制作方法

本技术：
涉及教学辅助技术领域，具体涉及一种小功率pwm直流调速教学装置。

背景技术：

功率pwm直流调速装置是电力电子技术应用中较为经典的一种装置，如何使学生更好的理解和掌握其工作原理，是需要不断创新与探索的课题。

技术实现要素：

本申请提供一种小功率pwm直流调速教学装置，能够通过按键来实现直流电机调速的功能，调速性能良好，显示速度精准，使学生能够更好地了解直流电机调速的原理，且结构简单，轻小便携，适于教学使用。

针对上述问题，本申请提供了一种小功率pwm直流调速教学装置，包括：

按键、单片机和直流电机，所述按键与单片机连接，所述单片机与所述直流电机电连接，所述单片机上设置有定时器，所述定时器用于产生pwm波信号；

所述直流电机上设置有驱动芯片，所述驱动芯片输入端与所述单片机电连接，输出端与所述直流电机电连接；所述驱动芯片内置有驱动电路，所述驱动电路包括四个三极管，所述四个三极管之间构成h桥，所述h桥的每条支路上均设置有与门，所述h桥同侧的三极管之间设置有非门；

测速模块，所述测速模块的输出端与所述单片机电连接；

显示模块，所述显示模块的输入端与所述单片机电连接。

在一些实施例，所述按键包括：开始或停止按键、加速按键、减速按键、正转按键和反转按键。

在一些实施例，所述测速模块包括：红外光电传感器和安装于所述直流电机上的旋转码盘。

在一些实施例，所述单片机型号为stc89c52。

在一些实施例，所述显示模块为lcd1602液晶显示屏。

依据上述实施例，由于本申请提供的小功率pwm直流调速教学装置，能够通过按键来调整直流电机的转速，并通过测速模块检测直流电机的转速，然后再通过显示模块将占空比和直流电机的转速进行显示，结构简单，调速性能良好，显示速度精准，安全性好，适于教学使用。

附图说明

图1为本实用新型提供的小功率pwm直流调速教学装置的方框示意图；

图2为本实用新型提供的驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

如图1所示，本申请提供了一种小功率pwm直流调速教学装置，包括：

按键1、单片机2和直流电机3，按键1与单片机2连接，单片机2与直流电机3电连接，单片机2上设置有定时器21，定时器21用于产生pwm波信号。具体地，按键1包括：开始或停止按键、加速按键、减速按键、正转按键和反转按键，可实现直流电机3的开始/停止、加速、减速、正转、反转的功能，单片机2的型号为stc89c52，高效能且低功耗。

直流电机3上设置有驱动芯片31，驱动芯片31输入端与单片机2电连接，输出端与直流电机3电连接，使得单片机2能够通过驱动芯片31控制直流电机转动。驱动芯片31内置有驱动电路，参阅图2，所述驱动电路包括三极管q1、q2、q3和q4，三极管q1、q2、q3和q4之间构成h桥，所述h桥的每条支路上均设置有与门，所述h桥同侧的三极管之间设置有非门，即三极管q1与三极管q1之间、三极管q3与三极管q4之间均设置有非门，能够有效避免h桥出现上下桥臂直通的现象，烧坏驱动芯片31。

具体地，驱动芯片31的工作方式如下：

当使能信号enable为0时，直流电机3处于停止状态。当使能信号enable为1，dir-l和dir-r为0时，直流电机3处于制动状态。当enable、dir-l和dir-r均为1时，直流电机3处于制动状态。当使能信号enable为1，dir-l为0，dir-r为1时，q1和q4得到高电平信号导通，电流从左向右流过，电机正向转动。反之，当使能信号enable为1，dir-l为1，dir-r为0时，q2和q3导通，电流从右向左流过，直流电机3反向转动。

测速模块4，测速模块4的输出端与单片机2电连接，以在教学过程中检测直流电机3的转速并发送至单片机2。具体地，测速模块4包括：红外光电传感器42和安装于直流电机3上的旋转码盘41，红外光电传感器42和旋转码盘41配合检测直流电机3的转速。具体地，红外光电传感器42发出红外线，直流电机3转动，带动旋转码盘41转动，根据1秒内红外线被旋转码盘41中断的次数来判断直流电机3的转速。例如，旋转码盘41一圈有20个格子，1秒内，红外光电传感器42发出的红外线被中断20次，则可以判断直流电机3的转速为1转/秒。

显示模块5，显示模块5的输入端与单片机2电连接，用于显示空占比和直流电机3的转速。优选地，显示模块5为lcd1602液晶显示屏，其具有两行点阵，一行可以显示16个字符，显示内容多，便于显示占空比及直流电机3的转速，并且还可以通过可调电阻调节显示字符的亮暗程度。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

技术特征：

1.一种小功率pwm直流调速教学装置，其特征在于，包括：

按键、单片机和直流电机，所述按键与单片机连接，所述单片机与所述直流电机电连接，所述单片机上设置有定时器，所述定时器用于产生pwm波信号；

所述直流电机上设置有驱动芯片，所述驱动芯片输入端与所述单片机电连接，输出端与所述直流电机电连接；所述驱动芯片内置有驱动电路，所述驱动电路包括四个三极管，所述四个三极管之间构成h桥，所述h桥的每条支路上均设置有与门，所述h桥同侧的三极管之间设置有非门；

测速模块，所述测速模块的输出端与所述单片机电连接；

显示模块，所述显示模块的输入端与所述单片机电连接。

2.如权利要求1所述的小功率pwm直流调速教学装置，其特征在于，所述按键包括：开始或停止按键、加速按键、减速按键、正转按键和反转按键。

3.如权利要求1所述的小功率pwm直流调速教学装置，其特征在于，所述测速模块包括：红外光电传感器和安装于所述直流电机上的旋转码盘。

4.如权利要求1所述的小功率pwm直流调速教学装置，其特征在于，所述单片机型号为stc89c52。

5.如权利要求1所述的小功率pwm直流调速教学装置，其特征在于，所述显示模块为lcd1602液晶显示屏。

技术总结
本申请提供了一种小功率PWM直流调速教学装置，包括：按键、单片机、直流电机、测速模块和显示模块，所述直流电机上设置有驱动芯片，所述驱动芯片内置有H桥驱动电路，使得该装置能够通过按键来调整直流电机的转速，并通过测速模块检测直流电机的转速，然后再通过显示模块将占空比和直流电机的转速进行显示，结构简单，调速性能良好，显示速度精准，安全性好，适于教学使用。

技术研发人员：闫根弟
受保护的技术使用者：太原工业学院
技术研发日：2019.07.05
技术公布日：2020.05.29