一种电子锁开关控制电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型实施例公开了一种电子锁开关控制电路，锁开关信号接口模块的输入端连接外部控制盒的开关信号，输出端产生高低电平信号连接单片机微控制器控制模块的第一输入端；第一磁钢信号检测模块输出第一磁钢检测信号连接单片机微控制器控制模块的第二输入端；第二磁钢信号检测模块输出第二磁钢检测信号连接单片机微控制器控制模块的第三输入端；单片机微控制器控制模块根据开关信号和磁钢位置检测信号输出两根控制信号线连接至电机驱动模块的两输入端，电机驱动模块的两输出端连接电机的电流输入端子。本实用新型根据外部控制盒的开关信号控制电子锁机械锁头部分电机的正反转及磁钢位置的检测使得锁头处于开锁或关锁状态，电路简单，稳定性好。
【专利说明】一种电子锁开关控制电路
【技术领域】
[0001]本实用新型属于单片机控制【技术领域】，特别地涉及一种电子锁开关控制电路。
【背景技术】
[0002]随着公共自行车租赁系统模式的大力推广，公共自行车的租借骑行模式推广的范围越来越广，各地公共自行车保有量也越来越大。与之伴随的是公共自行车的锁开关的实现方式。现有技术中，一般设置公共自行车自锁装置进行自行车租还过程中的开锁和关锁操作。
[0003]现有的自行车电子锁，一般包括固定于基座上的箱体以及设置于箱体中的锁控装置，箱体内设有控制锁控装置执行锁定或解除锁定指令的控制盒，箱体内设有与控制盒电连接的读卡器，箱体上设有位于感应器上方的感应区，用户将用户卡放在感应区进行读卡，读卡器将读取的用户卡片中的信息传递到控制器，箱体上还设有供自行车定位器插入的插孔，锁控装置的锁头可根据读卡器的读取的借车或还车状态信息控制锁头上锁和开锁，自行车上设置有与锁头对应的锁孔，进而使得自行车可以根据用户的租借状态进行自动开锁或上锁。
[0004]针对以上应用，实在必要提供一种结构简单，操作方便的锁头自动上锁或开锁控制电路，以使得公共自行车租还过程中的控制的稳定。
实用新型内容
[0005]为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种电子锁开关控制电路，用于根据外部控制盒的开关信号控制电子锁机械锁头部分电机的正反转及磁钢位置的检测使得锁头处于开锁或关锁状态，电路结构简单，稳定性好。
[0006]为实现上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0007]—种电子锁开关控制电路，包括第一磁钢信号检测模块，第二磁钢信号检测模块，单片机微控制器控制模块，电机驱动模块，为以上模块提供工作电源的电源模块以及锁开关信号接口模块，
[0008]锁开关信号接口模块的输入端连接外部控制盒的开关信号，输出端产生高低电平信号连接单片机微控制器控制模块的第一输入端；设置在电子锁的锁头开锁对应位置的磁钢附近的第一磁钢信号检测模块输出第一磁钢检测信号连接单片机微控制器控制模块的第二输入端；设置在电子锁锁头关锁对应位置的磁钢附近的第二磁钢信号检测模块输出第二磁钢检测信号连接单片机微控制器控制模块的第三输入端；单片机微控制器控制模块根据开关信号和磁钢位置检测信号输出两根控制信号线连接至电机驱动模块的两输入端，电机驱动模块的两输出端连接电机的电流输入端子，单片机微控制器控制模块的另外两输出端连接两根反馈信号线至外部控制盒。
[0009]优选地，所述电源模块包括24V转12V降压模块以及12V转5V降压模块，24V转12V降压模块的输入端连接24V输入电压端子，输出端输出12V电压，一路连接至电机驱动模块的电源输入端，另一路连接至12V转5V降压模块的电源输入端，5V电压输出端分别连接第一磁钢信号检测模块，第二磁钢信号检测模块以及单片机微控制器控制模块的电源输入端。
[0010]优选地，所述24V转12V降压模块采用LM2575-12芯片作为主芯片。
[0011]优选地，所述12V转5V降压模块采用78M05作为主芯片。
[0012]优选地，所述单片机微控制器控制模块采用微芯生产的8位闪存单片机MCV14A。
[0013]优选地，MCV14A的第I管脚VDD连接电源模块的5V电源输出端，同时连接一端接地的第七电容；第2管脚RB5连接第一磁钢信号检测模块的输出端；第3管脚RB4连接第二磁钢信号检测模块的输出端；第4管脚RB3连接一端与第I管脚连接的第六电阻的另一端；第6管脚RC4连接锁开关信号接口模块的输出端，同时连接一端与第I管脚连接的第五电阻的另一端；第8管脚RC2作为第一输出端连接电机驱动模块的第一输入端；第9管脚RCl作为第二输出端连接电机驱动模块的第二输入端；第10管脚RCO作为第三输出端连接与外部控制盒的锁头上锁信号反馈输出端接线端子一端；第12管脚作为第四输出端连接与外部控制盒的锁头开锁信号反馈输出接线端子的一端；第14管脚VSS接地。
[0014]优选地，所述第一磁钢信号检测模块和第二磁钢信号检测模块采用单极霍尔开关芯片YS137检测磁钢信号。
[0015]优选地，所述电机驱动模块采用L9110作为电机驱动芯片。
[0016]优选地，所述锁开关信号接口模块包括第四电容，第一电阻，第三二极管，第二电阻和第一三极管，第四电容的一端和第三二极管的正极连接外部控制盒的开关信号输入，第三二极管的基极连接第一电阻和第二电阻的一端，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端连接三极管的基极，第一三极管的发射极接地，第一三极管的集电极产生高低电平信号作为输出端。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:多采用现有功能的集成芯片模块对锁头的上锁和开锁过程进行控制，使得电路结构简单，工作稳定性高，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例的电子锁开关控制电路的结构框图；
[0019]图2为本实用新型实施例的电子锁开关控制电路的电路结构图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。
[0022]参见图1，所示为本实用新型实施例的电子锁开关控制电路的结构框图，其包括第一磁钢信号检测模块101，第二磁钢信号检测模块103，单片机微控制器控制模块102，电机驱动模块104，为以上模块提供工作电源的电源模块105以及锁开关信号接口模块106，锁开关信号接口模块106的输入端连接外部控制盒的开关信号，输出端产生高低电平信号连接单片机微控制器控制模块102的第一输入端；设置在电子锁的锁头开锁对应位置的磁钢附近的第一磁钢信号检测模块101输出第一磁钢检测信号连接单片机微控制器控制模块102的第二输入端；设置在电子锁锁头关锁对应位置的磁钢附近的第二磁钢信号检测模块103输出第二磁钢检测信号连接单片机微控制器控制模块的第三输入端；单片机微控制器控制模块102根据开关信号和磁钢位置检测信号输出两根控制信号线连接至电机驱动模块104的两输入端，电机驱动模块104的两输出端连接电机的电流输入端子，单片机微控制器控制模块102的另外两输出端连接两根反馈信号线至外部控制盒。
[0023]为了使本实用新型实施例的实施过程更为清楚，参见图2为具体应用实例中各模块的电路结构图，以下将结合图2详细说明各模块在具体应用实例中的实现方式。
[0024]电源模块105用于给第一磁钢信号检测模块，第二磁钢信号检测模块，单片机微控制器控制模块和电机驱动模块提供工作电源，对于电机驱动模块，通常需要提供12V的电压以供电机进行正转或翻转运动，对于第一磁钢信号检测模块，第二磁钢信号检测模块，单片机微控制器控制模块只需提供5V工作电源即可，因此电源模块包括24V转12V降压模块以及12V转5V降压模块，24V转12V降压模块的输入端连接24V电压输入端子，输出端输出12V电压，一路连接至电机驱动模块的电源输入端，另一路连接至12V转5V降压模块的电源输入端，5V电压输出端分别连接第一磁钢信号检测模块101,第二磁钢信号检测模块103以及单片机微控制器控制模块102的电源输入端。
[0025]对于以上降压模块的选择，选择现有集成的芯片即可实现。因此，在一具体应用实例中，24V转12V降压模块采用LM2575-12芯片作为主芯片。12V转5V降压模块采用78M05作为主芯片。参见图2中电源模块的电路结构图，24V外部电源输入连接第一二极管Dl的正极，第一二极管Dl的负极连接LM2575-12芯片的第I管脚+VIN，同时第一管脚连接另一端接地的电解电容El和第一电容Cl，第3管脚和第5管脚ON / OFF接地，第2管脚+OUT分别连接稳压二极管D2的阴极和第一电感LI的一端,第一电感LI的另一端连接第4管脚FEEDBACK和第二电解电容E2的正极，第二电容C2的一端以及78M05的第一管脚Vin ;稳压二极管D2的正极，第二电解电容E2的负极以及第二电容的另一端接地，通过以上电路连接结构可知，第一电解电容El和第一电容Cl起到稳定输入电压的作用，稳压二极管D2,第一电感LI，第二电解电容E2以及第二电容起到稳定12V输出电压的作用，78M05的第2管脚GND接地，78M05的第3管脚Vout连接第三电解电容E3的正极以及第三电容C3的一端，第三电解电容E3的负极以及第三电容C3的另一端接地，从而在第3管脚Vout端输出稳定的5V电压。
[0026]在一具体应用实例中，单片机微控制器控制模块102采用微芯生产的8位闪存单片机MCV14A。进一步地，MCV14A的第I管脚VDD连接电源模块105的5V电源输出端，同时连接一端接地的第七电容C7 ;第2管脚RB5连接第一磁钢信号检测模块101的输出端；第3管脚RB4连接第二磁钢信号检测模块103的输出端；第4管脚RB3连接一端与第I管脚连接的第六电阻R6的另一端；第6管脚RC4连接锁开关信号接口模块106的输出端，同时连接一端与第I管脚连接的第五电阻R5的另一端;第8管脚RC2作为第一输出端连接电机驱动模块104的第一输入端；第9管脚RCl作为第二输出端连接电机驱动模块的第二输入端；第10管脚RCO作为第三输出端连接与外部控制盒的锁头上锁信号反馈输出端接线端子一端；第12管脚作为第四输出端连接与外部控制盒的锁头开锁信号反馈输出接线端子的一端；第14管脚VSS接地。
[0027]进一步地，第一磁钢信号检测模块101和第二磁钢信号检测模块103采用单极霍尔开关芯片YS137检测磁钢位置信号。由前面的描述可知，第一磁钢信号检测模块101的YS137设置在电子锁的锁头开锁对应位置的磁钢附近，第二磁钢信号检测模块101的YS137设置在电子锁锁头关锁对应位置的磁钢附近，随着开锁或关锁动作的进行，磁钢的位置相应的变化，当接近第一磁钢信号检测模块101时单片机即可根据接收到的输入信号判断开锁到位，当接近第二磁钢信号检测模块103时单片机即可根据收到的输入信号判断上锁到位。
[0028]进一步地，电机驱动模块104采用L9110作为电机驱动芯片。L9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL / CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750?800mA的持续电流，峰值电流能力可达1.5?2.0A ;同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。因此在本实用实施例中使用L9110进行电机正反转的控制也十分简单可靠。其电源输入管脚第2管脚和第3管脚VCC连接电源模块输出的12V稳定电压，第I管脚OA和第4管脚OB分别连接电机的两输入端，第6管脚通过第三电阻R3连接MCV14A的第九管脚RC1，第7管脚通过第四电阻R4连接MCV14A的第八管脚RC2，第5管脚和第8管脚GND接地。
[0029]锁开关信号接口模块106包括第四电容C4，第一电阻R1，第三二极管C3，第二电阻R2和第一三极管Cl，第四电容C4的一端和第三二极管D3的阳极连接外部控制盒的开关信号输入，第三二极管Ql的阴极连接第一电阻Rl和第二电阻R2的一端，第一电阻Rl的另一端接地，第二电阻R2的另一端连接第一三极管Ql的基极，第一三极管Ql的发射极接地，第一三极管Ql的集电极产生高低电平信号作为输出端。
[0030]通过以上实施例设置的电子锁开关控制电路的工作过程如下，MCV14A的第6管脚RC4循环接收电平信号，其中高电平为锁头弹出上锁信号，低电平为锁头缩回开锁信号:
[0031](I)外部控制盒输入上锁控制信号
[0032]当外部控制盒输入上锁控制信号时，RC4收到高电平信号，MCV14A控制RC2输出高电平信号，RCl输出低电平信号，驱动L9110电机驱动芯片产生电机正向转动，电子锁头的机械部分通过变速齿轮推动锁头弹出，经过一段及其短暂的时间后，MCV14A开始读取RB4(输入端)引脚的电平信号，RB4引脚连接第一磁钢检测模块的霍尔元件，锁头弹出到位后，该位置的霍尔元件感应到锁头上的磁钢后将电平由高拉低。如果锁头弹出到位，RB4为低电平，MCV14A将原来RC2的高电平拉低，电机停止工作，同时MCV14A将RCO拉低，RBl拉高，作为锁头目前的位置信号输出给外部控制盒；如果锁头没有到位，RB4仍然为高电平，MCV14A将间断地拉高RC2驱动电机继续转动，而RC0，RB1将保持原来锁头缩回的信号给控制盒，由外部控制盒做出进一步异常的处理。
[0033](2)外部控制盒输入开锁控制信号[0034]当外部控制盒输入开锁控制信号时，RC4收到低电平信号，MCV14A控制RCl输出高电平信号，RC2输出低电平信号，驱动L9110电机驱动芯片产生电机反向转动，通过变速齿轮推动锁头缩回。经过一段及其短暂的时间后MCV14A开始读取RB5(输入端)引脚的电平信号，RB5引脚连接第二磁钢检测模块的霍尔元件，锁头缩回到位后，该位置的霍尔元件感应到锁头上的磁钢后将电平由高拉低。如果锁头弹出到位，RB5为低电平，MCV14A将原来RCl的高电平拉低，电机停止工作，同时MCV14A将RBl拉低，RCO拉高，作为锁头目前的位置信号输出给控制盒如果锁头没有到位，RB5仍然为高电平，MCV14A将间断地拉高RCl驱动电机继续转动，而RCO，RBl将保持原来弹出缩回的信号给控制盒，由控制盒做出进一步异常的处理。
[0035]通过以上结构实现的电子锁开关控制电路，多采用现有功能的集成芯片模块对锁头的上锁和开锁过程进行控制，使得电路结构简单，工作稳定性高，成本低。
[0036]本领域内的技术人员可以理解的是，对于MCV14A，YS137，LM2575-12，78M05，L9110等集成芯片，若有其他厂商类似功能的替代芯片实现皆认为是本实用新型实施例的简单替代，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0037]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电子锁开关控制电路，其特征在于，包括第一磁钢信号检测模块，第二磁钢信号检测模块，单片机微控制器控制模块，电机驱动模块，为以上模块提供工作电源的电源模块以及锁开关信号接口模块， 锁开关信号接口模块的输入端连接外部控制盒的开关信号，输出端产生高低电平信号连接单片机微控制器控制模块的第一输入端；设置在电子锁的锁头开锁对应位置的磁钢附近的第一磁钢信号检测模块输出第一磁钢检测信号连接单片机微控制器控制模块的第二输入端；设置在电子锁锁头关锁对应位置的磁钢附近的第二磁钢信号检测模块输出第二磁钢检测信号连接单片机微控制器控制模块的第三输入端；单片机微控制器控制模块根据开关信号和磁钢位置检测 信号输出两根控制信号线连接至电机驱动模块的两输入端，电机驱动模块的两输出端连接电机的电流输入端子，单片机微控制器控制模块的另外两输出端连接两根反馈信号线至外部控制盒。
2.根据权利要求1所述的电子锁开关控制电路，其特征在于，所述电源模块包括24V转12V降压模块以及12V转5V降压模块，24V转12V降压模块的输入端连接24V输入电压端子，输出端输出12V电压，一路连接至电机驱动模块的电源输入端，另一路连接至12V转5V降压模块的电源输入端，5V电压输出端分别连接第一磁钢信号检测模块，第二磁钢信号检测模块以及单片机微控制器控制模块的电源输入端。
3.根据权利要求2所述的电子锁开关控制电路，其特征在于，所述24V转12V降压模块采用LM2575-12芯片作为主芯片。
4.根据权利要求2所述的电子锁开关控制电路，其特征在于，所述12V转5V降压模块采用78M05作为主芯片。
5.根据权利要求1至4任一所述的电子锁开关控制电路，其特征在于，所述单片机微控制器控制模块采用微芯生产的8位闪存单片机MCV14A。
6.根据权利要求5所述的电子锁开关控制电路，其特征在于，MCV14A的第I管脚VDD连接电源模块的5V电源输出端，同时连接一端接地的第七电容；第2管脚RB5连接第一磁钢信号检测模块的输出端；第3管脚RB4连接第二磁钢信号检测模块的输出端；第4管脚RB3连接一端与第I管脚连接的第六电阻的另一端；第6管脚RC4连接锁开关信号接口模块的输出端，同时连接一端与第I管脚连接的第五电阻的另一端；第8管脚RC2作为第一输出端连接电机驱动模块的第一输入端；第9管脚RCl作为第二输出端连接电机驱动模块的第二输入端；第10管脚RCO作为第三输出端连接与外部控制盒的锁头上锁信号反馈输出端接线端子一端;第12管脚作为第四输出端连接与外部控制盒的锁头开锁信号反馈输出接线端子的一端;第14管脚VSS接地。
7.根据权利要求5所述的电子锁开关控制电路，其特征在于，所述第一磁钢信号检测模块和第二磁钢信号检测模块采用单极霍尔开关芯片YS137检测磁钢信号。
8.根据权利要求5所述的电子锁开关控制电路，其特征在于，所述电机驱动模块采用L9110作为电机驱动芯片。
9.根据权利要求5所述的电子锁开关控制电路，其特征在于，所述锁开关信号接口模块包括第四电容，第一电阻，第三二极管，第二电阻和第一三极管，第四电容的一端和第三二极管的正极连接外部控制盒的开关信号输入，第三二极管的基极连接第一电阻和第二电阻的一端，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端连接三极管的基极，第一三极管的发射极接地，第一 三极管的集电极产生高低电平信号作为输出端。
【文档编号】G07C9/00GK203759776SQ201420151186
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】吴海平 申请人:杭州排山信息科技有限公司