一种共享雨伞锁扣舵机控制电路的制作方法

本发明涉及自动控制领域，具体的说，是一种共享雨伞锁扣舵机控制电路。

背景技术：

舵机主要由舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机和控制电路板组成。它的工作原理如下：舵机的控制电路板接收来自信号线的控制信号（周期为20ms的pwm信号），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号至控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而能控制其转到期望的角度。舵机具有体积小，价格低廉，控制精准的特点，在航模或机器人上大量使用。但是，信号的采集和发送都要经过总控制器的分析处理，在发送给舵机执行，这样造成总控制器的数据处理压力很大，造成数据传输的延迟。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种共享雨伞锁扣舵机控制电路，用于解决现有技术中单片机控制舵机过程中单片机数据处理任务重，造成数据传输延迟的问题。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现：

一种共享雨伞锁扣舵机控制电路，包括电源模块、主控制器、与主控制器通信连接的单片机，所述单片机连接有舵机处理器，所述舵机处理器接收单片机的控制指令，驱动共享雨伞的锁扣执行开启或锁定操作。

电源模块为各模块和各芯片供电，单片机与舵机处理器连接，当外部触发信号发生时，或者单片机接收到主控制器的控制命令时，驱动相应的舵机处理器，控制锁扣的开启或关闭，用于完成雨伞在伞架上的开启或锁定。在执行过程中，舵机处理器接收锁扣上的位置反馈信息，进一步精准的控制和调整锁扣的状态。在调整锁扣状态的过程中，单片机不需要时时采集和分析处理锁扣的位置数据，而是交由舵机处理器来控制，因此减轻了单片机处理数据的压力，因此减少了数据传输的延迟；减少了单片机引脚资源的占用，因此一个单片机可以控制多个舵机处理器，从而控制多个锁扣的开启与锁定，减少了整个伞架中单片机的数量。

优选地，所述锁扣包括舵机，所述舵机驱动齿轮组转动，所述齿轮组连接有用于将雨伞锁定或打开的执行机构。

当舵机处理器发出开启锁扣的控制信号时，舵机接收信号后开始启动，带动齿轮组转动，齿轮组的转动带动与齿轮组连接的执行机构缩回，从而将伞架上的雨伞打开。当舵机处理器发出锁定锁扣的控制信号时，舵机向启动带动齿轮组相反的方向转动，与齿轮组连接的执行机构弹出，将雨伞锁定在伞架上。

优选地，所述单片机还连接有指示灯电路和语音电路，用于锁扣的位置指示、语音提醒或锁定雨伞失败时的声光报警。

用户借伞时，单片机接收到主控制器打开锁扣的控制命令时，输出控制信号驱动用于指示该锁扣位置的指示灯电路，所述指示灯电路为发光二极管，因此可以准确地显示被解锁的雨伞的位置，同时单片机驱动语音电路，使语音电路处于工作状态，用于提示用户及时取伞。同时采用声、光指示，方便用户查找解锁的雨伞以及及时的取伞。用户还伞时，单片机接收到还伞的触发信号，向舵机处理器发出锁定锁扣的控制命令，同时向主控制器发送还伞信号，在设定的时间内，主控制器没有检测到雨伞时，判断为还伞失败，向单片机发出控制命令，单片机驱动指示灯电路闪烁报警，并通过语音电路发出语音报警，提醒用户还伞不成功。

优选地，所述语音电路包括语音芯片，所述语音芯片与单片机连接，所述语音芯片还连接有语音输入模块和功放电路，所述功放电路连接有语音输出模块。

语音输入模块用于采用麦克风输入设定的语音信息，存储至语音芯片，语音芯片的语音信息通过功放电路的放大，最后由扬声器输出。因此可以由单片机分析和判断应该输出哪段语音信息，然后从语音芯片预存的语音信息中直接读取并输出，因此，可以根据使用过程中不同的情况预先存入不同的语音提示和语音报警信息。

优选地，所述电源模块包括蓄电池、所述蓄电池的正极连接第一稳压芯片的输入端、第二稳压芯片的输入端，第一稳压芯片的接地端和第二稳压芯片的接地端连接蓄电池的负极，所述第一稳压芯片的输入端与接地端并联有电解电容c1、电容c2，所述第二稳压芯片的输入端与接地端并联有电容电解c5和电容c6，所述第一稳压芯片的输出端与接地端并联有电解电容c3、电容c4，所述第二稳压芯片的输出端与接地端并联有电容电解c7和电容c8，所述第一稳压芯片的输出端连接电阻r1的第一端，电阻r1的第二端连接有稳压二极管zd1的阴极，稳压二极管zd1的阳极连接第一稳压芯片的接地端，所述第二稳压芯片的输出端连接电阻r2的第一端，电阻r2的第二端连接有稳压二极管zd2的阴极，稳压二极管zd2的阳极连接第二稳压芯片的接地端，所述第一稳压芯片的输出端、接地端分别与舵机处理器的引脚vcc、引脚gnd连接，所述第二稳压芯片的输出端、接地端分别与舵机的正输入端、负输入端连接，舵机处理器的引脚p1.0通过电阻r3连接舵机的信号输入端。

伞架采用蓄电池作为电源电压，使用寿命长，方便更换。蓄电池采用7-36v电压，并通过滤波电容滤波后输入第一稳压器和第二稳压器,第一稳压器用于给舵机处理器供电，第二稳压器用于给舵机供电，因此可以同时满足不同工作电压的舵机处理器和舵机。

优选地，所述第一稳压芯片型号为7805，第二稳压芯片型号为7806。

7805和7806输入端的最高输入电压为35v，因此在蓄电池的输出电压范围内，7805输出电压为+5v，7806输出电压为+6v，最大输出电流为1.5a，并且7805和7806的输入输出之间的电压差不可小于2v，最好在5v左右，因此蓄电池电压采用12v时，为最佳。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明中在调整锁扣执行机构的位置过程中，单片机不需要时时采集和分析处理锁扣的位置数据，而是交由舵机处理器来控制，因此减轻了单片机处理数据的压力。也减少了单片机引脚资源的占用，因此一个单片机可以控制多个舵机处理器，从而控制多个锁扣的开启与锁定，减少了整个伞架中单片机的数量。

（2）本发明采用两个稳压器分别给舵机处理器和舵机供电，可以满足不同芯片的电压需求，采用芯片7805和芯片7806,蓄电池选择为12v时，芯片7805和芯片7806的输入端与输出端的电压差分别为7v和6v，接近它们的最佳电压差5v,稳压效果好。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式的系统原理框图；

图2为本发明第二种实施方式的系统原理框图；

图3为本发明电源模块的电路原理图；

其中u0-蓄电池；u1-第一稳压芯片；u2-第二稳压芯片；u3-舵机处理器；u4-舵机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1所示，一种共享雨伞锁扣舵机控制电路，包括电源模块、主控制器、与主控制器通信连接的单片机，所述单片机连接有舵机处理器u3，所述舵机处理器接收单片机的控制指令，驱动共享雨伞的锁扣执行开启或锁定操作。

电源模块为各模块和芯片供电，单片机与舵机处理器u3连接，当外部触发信号发生时，或者单片机接收到主控制器的控制命令时，驱动相应的舵机处理器u3，控制锁扣的开启或关闭，用于完成雨伞在伞架上的开启或锁定。在执行过程中，舵机处理器u3接收锁扣上的位置反馈信息，进一步精准的控制和调整锁扣的状态。在调整锁扣状态的过程中，单片机不需要时时采集和分析处理锁扣的位置数据，而是交由舵机处理器u3来控制，因此减轻了单片机处理数据的压力。也减少了单片机引脚资源的占用，因此一个单片机u3可以控制多个舵机处理器u3，从而控制多个锁扣的开启与锁定，减少了整个伞架中单片机的数量。

实施例2：

在实施例1的基础上，结合附图1和图2所示，所述锁扣包括舵机u4，所述舵机u4驱动齿轮组转动，所述齿轮组连接有用于将雨伞锁定或打开的执行机构。

所述执行机构为用于将晴雨伞锁定在伞架的锁止槽内的可以弹出和缩回的圆柱体，所述圆柱体靠近齿轮组的一端表面设有与所述齿轮组啮合的螺纹，所述圆柱体在齿轮组的驱动下可以弹出或缩回。当舵机处理器u3发出开启锁扣的控制信号时，舵机u4接收信号后开始启动，带动齿轮组转动，齿轮组的转动带动与齿轮组啮合的圆柱体缩回，从而将伞架上的雨伞打开。当舵机处理器u3发出锁定锁扣的控制信号时，舵机u4向启动带动齿轮组相反的方向转动，执行机构中的圆柱体在齿轮组的驱动下向与刚才相反的方向转动，即执行机构弹出，将雨伞锁定在伞架上。值得说明的是，执行机构采用现有技术中常用的可以弹出/缩回的结构，包括但不限于插销式机械锁，而且弹出/缩回的部件的形状包括不限于圆柱体。

优选地，所述单片机还连接有指示灯电路和语音电路，用于锁扣的位置指示、语音提醒或锁定雨伞失败时的声光报警。

用户借伞时，单片机接收到主控制器打开锁扣的控制命令时，输出控制信号驱动用于指示该锁扣位置的指示灯电路，所述指示灯电路为发光二极管，因此可以准确地显示被解锁的雨伞的位置，同时单片机驱动语音电路，使语音电路处于工作状态，用于提示用户及时取伞。同时采用声、光指示，方便用户查找解锁的雨伞以及及时的取伞。用户还伞时，单片机接收到还伞的触发信号，向舵机处理器u3发出锁定锁扣的控制命令，同时向主控制器发送还伞信号，在设定的时间内，主控制器没有检测到雨伞，则判断为还伞失败，向单片机发出控制命令，单片机驱动指示灯电路闪烁报警，并通过语音电路发出语音报警，提醒用户还伞不成功。

优选地，所述语音电路包括语音芯片，所述语音芯片与单片机连接，所述语音芯片还连接有语音输入模块和功放电路，所述功放电路连接有语音输出模块。

语音输入模块用于采用麦克风输入设定的语音信息，存储至语音芯片，语音芯片的语音信息通过功放电路的放大，最后由扬声器输出。因此可以由单片机分析和判断应该输出哪段语音信息，然后从语音芯片预存的语音信息中直接读取并输出，因此，可以根据使用过程中不同的情况预先存入不同的语音提示和语音报警信息。

实施例3：

在实施例2的基础上，结合附图1-3所示，所述电源模块包括蓄电池u0、所述蓄电池u0的正极连接第一稳压芯片u1的输入端、第二稳压芯片u2的输入端，第一稳压芯片u1的接地端和第二稳压芯片u2的接地端连接蓄电池u0的负极，所述第一稳压芯片u1的输入端与接地端并联有电解电容c1、电容c2，所述第二稳压芯片u2的输入端与接地端并联有电容电解c5和电容c6，所述第一稳压芯片u1的输出端与接地端并联有电解电容c3、电容c4，所述第二稳压芯片u2的输出端与接地端并联有电容电解c7和电容c8，所述第一稳压芯片u1的输出端连接电阻r1的第一端，电阻r1的第二端连接有稳压二极管zd1的阴极，稳压二极管zd1的阳极连接第一稳压芯片u1的接地端，所述第二稳压芯片u2的输出端连接电阻r2的第一端，电阻r2的第二端连接有稳压二极管zd2的阴极，稳压二极管zd2的阳极连接第二稳压芯片u2的接地端，所述第一稳压芯片u1的输出端、接地端分别连接舵机处理器u3的引脚vcc、引脚gnd，所述第二稳压芯片u2的输出端、接地端分别连接舵机u4的正输入端、负输入端，舵机处理器u3的引脚p1.0通过电阻r3连接舵机u4的信号输入端。

伞架采用蓄电池作为电源电压，使用寿命长，方便更换。蓄电池采用7-36v电压，并通过滤波电容滤波后输入第一稳压器u1和第二稳压器u2,第一稳压器u1用于给舵机处理器u3供电，第二稳压器u2用于给舵机u4供电，因此可以同时满足不同工作电压的舵机处理器u3和舵机u4。

优选地，所述第一稳压芯片u1型号为7805，第二稳压芯片u2型号为7806。

7805和7806输入端的最高输入电压为35v，因此在蓄电池的输出电压范围内，7805输出电压为+5v，7806输出电压为+6v，最大输出电流为1.5a，并且7805和7806的输入输出之间的电压差不可小于2v，最好在5v左右，因此蓄电池电压采用12v时，为最佳。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。