专利名称：管状电机内置控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于镶嵌于管状电机内部，通过遥控器控制管状电机 正转、反转、停止、倒向和设定管状电机正、反向运行限位的管状电机内置控 制器。
背景技术：
目前，随着电动巻帘门窗的普及，各种不同的控制管状电机运行的管状电 机控制器得到普遍应用。从管状电机控制器安装的位置，大体可分为内置控制 器与外置控制器两种。在内置控制器中，巻帘门窗的上、下限位控制与检测， 普遍采用机械行程开关、髙速光电脉冲计数和霍尔元件脉冲计数等方式。机械 行程开关方式，机械结构复杂、限位点调整不方便、运行一段时间经常发生限 位点变化和不能实现对门窗开关大小的量化控制等缺陷。高速光电脉冲计数和 霍尔元件脉冲计数方式，都具有易受干扰、控制不准确，以及停电时人为打开 或关闭门窗时，控制器不能够及时检测计算出门窗的运行位置等缺点。发明内容本实用新型的目的是为了克服上述不足，提供一种抗干扰性能强、往复精 度髙、电路简单、工作可靠、安装调试方便的管状电机内置控制器。 实现本实用新型的目的所采用的技术方案是这种管状电机内置控制器，由无线遥控发射电路，无线遥控接收电路、MCU中央处理器、电源电路组成，其特点是MCU中央处理器与光隔离过零触发可 控硅驱动电路电连接，光隔离过零触发可控硅驱动电路与管状电机电连接；管 状电机的输出齿轮与位置检测电位器的输入齿轮啮合连接；位置检测电位器与 MCU中央处理器电连接。为了使位置检测电位器的滑块运行到位置检測电位器的两个端头时，位置 检测电位器的输入齿轮继续旋转时，不会损坏位置检测电位器，本实用新型提供了 一种结构独特的位置检測电位器。这种位置检渕电位器，由壳体、与输入齿轮固定连接的同轴蠊杆、在嫘杆 上套装的滑块、在线绕电阻上滑动连接的弹性接触片构成，弹性接触片固定在 滑块上，滑块的中心孔中设有与蠊杆蠊纹啮合连接的弹性丝扣。这种位置检测电位器，可以使滑块运行到位置检测电位器的两个端头时， 弹性丝扣与螺杆蠊纹之间打滑，使滑块不再运行，从而不会损坏位置检測电位器，保证管状电机位置的控制电信号随时随地传送到MCU中央处理器，MCU 中央处理器随时随地可以检测到管状电机的位置信号，实现对门窗开关大小的 量化控制，使管状电机内置控制器的抗干扰性强、运行安全可靠。所述的管状电机的输出齿轮可以是内齿轮，管状电机的主动轴与套装在管 状电机外周的外筒的一端固定连接，外筒的另一端与内齿轮固定连接，内齿轮 与位置检测电位器的输入齿轮啮合连接。无线遥控发射电路为一独立装置，它与管状电机内置控制器上的无线遥控 接收电路，通过一种按照KEELOQ滚动码技术制定的编码规则进行调制的高 频无线电波进行控制信号的传递。位置检测电位器通过输入齿轮与管状电机之间的机械连接，将管状电机的 旋转运动量变为对应线性的位置检测电位器输出的电信号，传送到MCU中央 处理器。MCU中央处理器通过内部模数转换时时将其变换为对应的数字量，时 时计算出门窗的当前位置。来自无线遥控发射器的上升、下降、停止和设置高频编码命令信号，通过 无线遥控接收电路接收并解码，转换成对应的数字信号传送到MCU中央处理 器。MCU中央处理器对这些信号进行处理判断并发出相应的控制信号，控制巻 帘门窗的上升、下降或停止等。在巻帘门窗上升或下降运动过程中，管状电机带动位置检测电位器运动， MCU中央处理器时时检测巻帘门窗的当前位置。当检测到巻帘门窗运行到预先 设定好的限位位置时，MCU中央处理器发出停止命令，停止电机运行。在电机停止运行时，通过长按停止键可以锁定或解除锁定无线遥控接收电 路，通过按动设定、上、下及停止键可以很方便的设定上、下限位的位置或清
餘限位、以及使管状电机转动方向与遥控发射电路按键(上升或下降)方向相 对应的倒向控制等。本实用新型的管状电机内置控制器的位置检测是采用模拟信号方式，所以具有很强的抗干扰性能和很高的往复精度；控制器中使用先进的ATm绍a48中 央处理器，使整个控制电路简洁、安全可靠；控制器镰嵌于管状电机内部，安 装调试简单、方便；整个控制器功耗小于10W,节约电能，具有推广价值。
图1是本实用新型一种实施例的电气原理方框图。图2是无线遥控发射器的电气线路图。图3是无线遥控接收电路的电气线路图。图4是光隔离过零触发可控硅驱动电路的电气线路图。图5是MCU中央处理器的电气线路图。图6是电源电路的电气线路图。图7是本实用新型一种实施例的管状电机内置控制器与管状电机的机械连 接结构示意图。图8是位置检测电位器的结构示意图。图9是图8中滑块部分的a-a剖面结构示意图。图中l无线遥控发射电路、2无线遥控接收电路、3MCU中央处理器、4 位置检测电位器、41壳体、42蠊杆、43输入齿轮、44滑块、45线绕电阻、46 弹性接触片、47弹性丝扣、5光隔离过零触发可控硅驱动电路、6电源电路、7 管状电机、71启动电容器、72制动器、73转子、74定子、75行星减速器、76 主动轴、8主控电路、9电路板、IO外筒、ll内齿轮。
具体实施方式
以下结合附图和给出的实施例对本实用新型作进一步描述。 本实施例提供一种巻帘门窗用管状电机内置控制器，这种管状电机内置控 制器的电气原理方框图，如图1所示。管状电机内置控制器由无线遥控发射电 路1，主控电路8和位置检渊电位器4组成。所有主控电路的电气元件集中焊接 在电路板9上，并与位置检測电位器一同镰嵌在管状电机7的内部，如图7所 示。主控电路上集合了无线遥控接收电路2、 MCU中央处理器3、光隔离过零 触发可控硅驱动电路5和控制系统工作的电源电路6 。管状电机由已有的启动电 容器71、制动器72、转子73、定子74、行星减速器75和主动轴76等构成。 下面对各电路的组成及工作原理分述如下无线遥控发射电路l(如图2所示)与无线遥控接收电路2(如图3所示) 为配套模块，均选用美国Mirochip公司专用KEELOQ滚码编码器和解码器， 其工作频率为433MHz,有效传输距离70米。无线遥控的编码规则采用 KEELOQ滚码技术，其代码不重复率高达几十亿组，因此，具有极高的保密性， 即使恶意截获也无法破解，提髙了管状电机内置控制器的安全与防盗性能。无 线遥控发射电路配有A、 ▼、 ■、 S按键，分别对应"上升"、"下降"、"停 止"和"设置"信号，经无线遥控接收电路传递给MCU中央处理器3。光隔离过零触发可控硅驱动电路5，如图4所示。由两只MOC3041光隔离 过零触发集成电路U3和U4、两只8A/600V可控硅VK1和VK2及阻容吸收保 护电路组成。MCU中央处理器在Z一Z或F一Z端输出+5V高电平时，使U3或 U4导通进一步触发可控硅VK1或VK2导通，从而使管状电机正转或反转。当 MCU中央处理器在Z一Z与F—Z端输出0V低电平时，管状电机停止。光隔离使控制电路中的低压电路与可控硅的高压充分隔离，从而保证低压 电路的安全。过零触发使可控硅在交流电源过零点导通，使交流电源对可控硅 和管状电机的冲击电流最小，保证了可控硅和管状电机的安全。MCU中央处理器6，如图5所示。选用Atmd公司AVR系列的ATraega48 单片机，该芯片集成了看门狗电路；4kFiash程序存储器；256字节EEPROM; 基准电源电路和8路IO位模数转换等功能电路。由于选用了安全可靠功能强大 的ATmega48单片机，使管状电机内置控制器结构上简单，无需扩充复杂的外 围电路，性能上更加安全可靠并具有极低的静态功耗(9W)。控制系统工作的电源电路6，如图6所示。采用阻容降压、二极管桥式整流 后稳压管稳压到+ 15V,再经78L05稳压成+5V，为整个控制电路提供工作电 源。位置检测电位器4的结构如图8、 9所示，由壳体41、与输入齿轮43固定 连接的同轴嫘杆42、在蠊杆上套装的滑块44、在线绕电阻45上滑动连接的弹 性接触片46构成，弹性接触片固定在滑块上，滑块的中心孔中设有与螺杆螵纹 啮合连接的弹性丝扣47。这种管状电机内置控制器与管状电机的机械连接结构示意图，如图7所示。 管状电机的转动信号,通过与管状电机主动轴76固定连接并同步转动的外筒10 传送给与外筒固定连接并同步转动的内齿轮11，内齿轮与位置检测电位器的输 入齿轮啮合连接，输入齿轮带动位置检测电位器中的嫘杆转动，使滑块和固定 在滑块上的弹性接触片在线绕电阻上滑动，从而将位置检测电位器的电阻信号 输入给主控电路上的MCU中央处理器。本实施例的控制过程是当操作人员通过无线遥控发射器，发出上升(或下降)命令后，无线遥控 接收电路经核对无误后，在UP (或DOWN)脚输出高电平(见图3 )，其余为 低电平。同时，MCU中央处理器检测到UP(或DOWN)脚为高电平后，MCU 中央处理器通过模拟量输入检测位置检测电位器当前位置。如位置检测电位器 在UP (或DOWN)运动方向的限位位置，MCU中央处理器不发出信号(电机 不动)。反之，MCU中央处理器在Z—Z或F—Z脚输出高电平(见图4、 5 )。 当Z一Z或F一Z脚输出高电平时，U3或U4将在交流电源过零点时触发可控硅 VK1或VK2导通。VK1或VK2导通后，使管状电机得电旋转。管状电机旋转 的同时带动位置检测电位器输入齿轮旋转，带动位置检測电位器中的滑块运动， 从而改变位置检测电位器中间头的位置，周时也改变了输入到MCU中央处理 器模拟量输入端的电压值。在管状电机运行时，MCU中央处理器时时通过模拟 量转换检测当前管状电机的运行位置，当检测到到达UP (或DOWN)运动方 向的限位位置时，MCU中央处理器发出停止信号(使Z一Z与F一Z脚输出低电 平)停止管状电机运行。在管状电机运行中，当操作人员通过无线遥控发射器，发出停止命令后， 无线遥控接收电路经核对无误后，在STOP脚输出髙电平(见图3 ), MCU中 央处理器检测到STOP脚为髙电平后，MCU中央处理器也会发出停止信号(使 Z—Z与F一Z脚输出低电平)停止管状电机运行。
权利要求1、一种管状电机内置控制器，由无线遥控发射电路，无线遥控接收电路、MCU中央处理器、电源电路组成，其特征在于MCU中央处理器与光隔离过零触发可控硅驱动电路电连接，光隔离过零触发可控硅驱动电路与管状电机电连接；管状电机的输出齿轮与位置检测电位器的输入齿轮啮合连接；位置检测电位器与MCU中央处理器电连接。
2、 根据权利要求l所述的管状电机内置控制器，其特征在于位置检測电位 器，由壳体、与输入齿轮固定连接的同轴蠊杆、在蠊杆上套装的滑块、在线绕 电阻上滑动连接的弹性接触片构成，弹性接触片固定在滑块上，滑块的中心孔 中设有与蠊杆蠊纹啮合连接的弹性丝扣。
3、 根据权利要求1所述的管状电机内置控制器，其特征在于管状电机的输 出齿轮是内齿轮，管状电机的主动轴与套装在管状电机外周的外筒的一端固定 连接，外筒的另一端与内齿轮固定连接，内齿轮与位置检测电位器的输入齿轮 啮合连接。
专利摘要本实用新型涉及一种用于镶嵌于管状电机内部，通过遥控器控制管状电机正转、反转、停止、倒向和设定管状电机正、反向运行限位的管状电机内置控制器。由无线遥控发射电路，无线遥控接收电路、MCU中央处理器、电源电路组成，其特点是MCU中央处理器与光隔离过零触发可控硅驱动电路电连接，光隔离过零触发可控硅驱动电路与管状电机电连接；管状电机的输出齿轮与位置检测电位器的输入齿轮啮合连接；位置检测电位器与MCU中央处理器电连接。本实用新型具有位置检测电位器运行到两个端头时，不会损坏位置检测电位器；抗干扰性能强；往复精度高；控制电路简洁；运行安全可靠；安装调试简单、方便功耗小节约电能等优点，具有推广价值。
文档编号G05B19/04GK201045640SQ20072009396
公开日2008年4月9日 申请日期2007年6月20日 优先权日2007年6月20日
发明者强 于, 杜德仁 申请人:吉林市智光电子科技开发有限责任公司