一种家用智能跑步机控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及家用跑步机，尤其涉及一种家用智能跑步机控制电路。


背景技术：

2.跑步机是家庭及健身房常备的健身器材，而且是如今家庭健身器材中最简单的运动器材之一，是家庭健身器的较优的选择。现在的家用跑步机基本上都是电动跑步机，主要由跑步机机身、下控控制器、上控控制器、电机、跑带几部分组成。大多数跑步机在生产时，通常会根据履带系统的结构特性及作功需求或是产品型式、市场定位等因素，选用规格不同，尤其是功率不同的马达。因为当使用者需要不同的速度进行跑步，甚至因为使用者的体重、跑步习惯等不同，都会影响驱动电路的负载。负载的变化会直接影响到驱动电路，从而又导致受到驱动电路驱动的马达输出功率不对，影响用户的使用体验和使用安全，对此需要进行改进。


技术实现要素：

3.本实用新型针对现有技术中缺乏对跑步机电机的电压、电流检测，从而因外界因素导致电机负载不一致，影响用户的使用体验和使用安全等问题，提供了新的一种家用智能跑步机控制电路。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现：
5.一种家用智能跑步机控制电路，包括整流电路、上控控制器jc1、下控控制电路、电机驱动电路、电机motor、通信电路，所述整流电路包括整流电路a、整流电路b，所述整流电路a、整流电路b分别连接外部交流电源，所述整流电路a为所述电机motor供电，所述整流电路b分别为所述上控控制器jc1、下控控制电路、通信电路供电，所述通信电路连接所述上控控制器jc1以及所述下控控制电路上设置的下控单片机u4，所述下控单片机u4连接所述电机驱动电路并通过所述电机驱动电路控制所述电机motor工作，还包括电流检测电路、输入端电压检测电路，所述电流检测电路检测所述电机motor的电流大小并将测得的电流大小以电信号的方式向下控控制电路传输，所述输入端电压检测电路检测所述整流电路a为所述电机motor供电的电压大小并将测得的电压大小以电信号的方式向下控控制电路传输。
6.本实用新型中采用增设电流检测电路、输入端电压检测电路，检测电机motor负载，并将所测得的数值向下控控制电路传输，通过下控控制电路及时控制电机motor切换工作状态，以起到保护电机motor以及保护用户安全的作用。
7.其中电流检测电路用于检测电机motor电流大小，从而应对电机motor超过额定负载以及电机motor卡死停止转动的情况，并通过下控控制电路切断电机驱动电路，控制电机motor停止运转，起到保护作用。
8.输入端电压检测电路采集电机驱动电路中电机motor正极的电压，当电压低于电机motor正常工作的电压值时，下控控制电路切断电机驱动电路，控制电机motor停止运转，对电机motor进行保护。
9.作为优选，上述所述的一种家用智能跑步机控制电路，所述整流电路a包括整流桥d1，所述外部交流电源经过所述整流桥d1输出310v直流电压，并形成310v直流电压输出端；所述整流电路b包括整流桥d8、变压器t1，所述外部交流电源经过所述整流桥d8输出310v直流电压，所述变压器t1的初级线圈连接所述整流桥d1输出端，所述变压器t1分别输出并形成12v直流电输出端与vdd输出端，所述变压器t1的12v直流电输出端为上控控制器jc1供电，所述变压器t1的vdd输出端为下控控制电路供电；所述下控控制电路包括低压降稳压器u3，所述低压降稳压器u3的输入端连接所述变压器t1的vdd输出端，所述低压降稳压器u3输出3.3v直流电为所述下控单片机u4供电，所述通信电路、电机驱动电路、电流检测电路、输入端电压检测电路分别连接所述下控单片机u4；所述下控单片机u4内预设有电流限定值以及电压限定值，当下控单片机u4接收到电流检测电路所传输的电流大小超过预设值，或者输入端电压检测电路所传输的电压大小小于电压限定值时，所述下控单片机u4通过所述电机驱动电路控制所述电机motor停止工作。
10.整流电路a中整流桥d1将外部交流电流转换成直流电流，为电机驱动电路与电机motor工作供能；整流电路b通过整流桥d8、变压器t1，为上控控制器jc1与下控控制电路供电；其中下控单片机u4负责接收处理通信电路、电机驱动电路、电流检测电路、输入端电压检测电路的输入信号，并输出控制信号，控制电机驱动电路导通。
11.作为优选，上述所述的一种家用智能跑步机控制电路，还包括电源保护电路，所述电源保护电路包括继电器k1、三极管qs1、热敏电阻r4，所述热敏电阻r4串联在所述整流桥d1与所述外部交流电源之间，所述变压器t1的vdd输出端为所述继电器k1的控制线圈供电，所述三极管qs1的集电极与所述继电器k1的控制线圈连接，所述下控单片机u4的relay端连接所述三极管qs1的基极形成开关电路控制所述继电器k1的控制线圈上的电流通断，所述继电器k1的常开触点并联在所述热敏电阻r4的两端。
12.下控单片机u4的relay端输出高电平时三极管qs1导通，输出低电平时三极管qs1截止，从而通过三极管qs1控制继电器k1上的线圈导通使常开触点闭合，从而使热敏电阻r4被短路，热敏电阻r4升温后电阻增大阻断电流导通，起到保护电源保护的效果。
13.作为优选，上述所述的一种家用智能跑步机控制电路，所述电流检测电路上设置有运算放大器，所述运算放大器分别连接所述电机驱动电路与所述下控单片机u4的输入端。
14.运算放大器起到将电机驱动电路上的电流信号进行放大并向下控单片机u4传输的作用。
15.作为优选，上述所述的一种家用智能跑步机控制电路，所述输入端电压检测电路为igbt电压采样电路，所述igbt电压采样电路分别连接所述310v直流电压输出端与所述下控单片机u4的输入端。
16.igbt电压采样电路能够直接对310v直流电压输出端输入的电压大小进行检测，并向下控单片机u4传输。
17.作为优选，上述所述的一种家用智能跑步机控制电路，所述电机驱动电路包括mos管q1，所述mos管q1的栅极连接所述下控单片机u4，所述下控单片机u4输出pwm波控制所述mos管q1导通，所述mos管q1的源极连接所述电机motor正极，所述mos管q1的漏极连接所述310v直流电压输出端。
18.电机驱动电路设置mos管q1，通过下控单片机u4输出高/低电平控制mos管q1，从而控制电机motor转动。同时下控单片机u4输出的高电平占脉宽比值越大，电机motor转速越快，下控单片机u4通过调制pwm波脉宽控制电机motor转速。
19.作为优选，上述所述的一种家用智能跑步机控制电路，还包括电机端电压检测电路，所述电机端电压检测电路分别连接所述电机motor负极与所述下控单片机u4的输入端。
20.电机端电压检测电路用于检测电机motor上的电压大小，下控单片机u4接收电机端电压检测电路检测到的电压值，从而实现对电机motor转速的控制。
21.作为优选，上述所述的一种家用智能跑步机控制电路，所述电源保护电路还包括光耦us1、三极管qs2，所述上控单片机连接所述光耦us1的a极控制所述光耦us1的c极与e极的导通，所述光耦us1的e极接地，所述光耦us1的c极、所述三极管qs2的基极、所述下控单片机u4的safe_test端均并联在3.3v直流电源输入端上，所述三极管qs2的集电极与所述三极管qs1的基极并联，所述三极管qs2的发射极接地。
22.光耦us1起到隔断信号的作用，配合3.3v直流电源输入端并联在三极管qs2的基极能够起到控制并改变三极管qs2导通与截止状态，从而控制三极管qs1导通状态，起到保险的作用。
23.作为优选，上述所述的一种家用智能跑步机控制电路，还包括加油电路，所述加油电路受下控单片机u4控制。
24.加油电路受下控单片机u4控制，为跑步机加油，减少跑步机的跑板与跑带间的摩檫力，减少跑带损耗，延长跑步机寿命。
附图说明
25.图1为本实用新型中整流电路a、电源保护电路和通信电路的电路图；
26.图2为本实用新型中整流电路b的电路图；
27.图3为本实用新型中下控控制电路的电路图；
28.图4为本实用新型中电机驱动电路的电路图；
29.图5为本实用新型中电流检测电路的电路图；
30.图6为本实用新型中输入端电压检测电路的电路图；
31.图7为本实用新型电机端电压检测电路的电路图；
32.图8为本实用新型中加油电路的电路图。
具体实施方式
33.下面结合附图1-8和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述，但它们不是对本实用新型的限制：
34.实施例1
35.一种家用智能跑步机控制电路，包括整流电路、上控控制器jc1、下控控制电路、电机驱动电路、电机motor、通信电路，所述整流电路包括整流电路a、整流电路b，所述整流电路a、整流电路b分别连接外部交流电源，所述整流电路a为所述电机motor供电，所述整流电路b分别为所述上控控制器jc1、下控控制电路、通信电路供电，所述通信电路连接所述上控控制器jc1以及所述下控控制电路上设置的下控单片机u4，所述下控单片机u4连接所述电
机驱动电路并通过所述电机驱动电路控制所述电机motor工作，还包括电流检测电路、输入端电压检测电路，所述电流检测电路检测所述电机motor的电流大小并将测得的电流大小以电信号的方式向下控控制电路传输，所述输入端电压检测电路检测所述整流电路a为所述电机motor供电的电压大小并将测得的电压大小以电信号的方式向下控控制电路传输。
36.作为优选，所述整流电路a包括整流桥d1，所述外部交流电源经过所述整流桥d1输出310v直流电压，并形成310v直流电压输出端；所述整流电路b包括整流桥d8、变压器t1，所述外部交流电源经过所述整流桥d8输出310v直流电压，所述变压器t1的初级线圈连接所述整流桥d1输出端，所述变压器t1分别输出并形成12v直流电输出端与vdd输出端，所述变压器t1的12v直流电输出端为上控控制器jc1供电，所述变压器t1的vdd输出端为下控控制电路供电；所述下控控制电路包括低压降稳压器u3，所述低压降稳压器u3的输入端连接所述变压器t1的vdd输出端，所述低压降稳压器u3输出3.3v直流电为所述下控单片机u4供电，所述通信电路、电机驱动电路、电流检测电路、输入端电压检测电路分别连接所述下控单片机u4；所述下控单片机u4内预设有电流限定值以及电压限定值，当下控单片机u4接收到电流检测电路所传输的电流大小超过预设值，或者输入端电压检测电路所传输的电压大小小于电压限定值时，所述下控单片机u4通过所述电机驱动电路控制所述电机motor停止工作。
37.作为优选，还包括电源保护电路，所述电源保护电路包括继电器k1、三极管qs1、热敏电阻r4，所述热敏电阻r4串联在所述整流桥d1与所述外部交流电源之间，所述变压器t1的vdd输出端为所述继电器k1的控制线圈供电，所述三极管qs1的集电极与所述继电器k1的控制线圈连接，所述下控单片机u4的relay端连接所述三极管qs1的基极形成开关电路控制所述继电器k1的控制线圈上的电流通断，所述继电器k1的常开触点并联在所述热敏电阻r4的两端。
38.作为优选，所述电流检测电路上设置有运算放大器，所述运算放大器分别连接所述电机驱动电路与所述下控单片机u4的输入端。
39.作为优选，所述输入端电压检测电路为igbt电压采样电路，所述igbt电压采样电路分别连接所述310v直流电压输出端与所述下控单片机u4的输入端。
40.作为优选，所述电机驱动电路包括mos管q1，所述mos管q1的栅极连接所述下控单片机u4，所述下控单片机u4输出pwm波控制所述mos管q1导通，所述mos管q1的源极连接所述电机motor正极，所述mos管q1的漏极连接所述310v直流电压输出端。
41.作为优选，还包括电机端电压检测电路，所述电机端电压检测电路分别连接所述电机motor负极与所述下控单片机u4的输入端。
42.作为优选，所述电源保护电路还包括光耦us1、三极管qs2，所述上控单片机连接所述光耦us1的a极控制所述光耦us1的c极与e极的导通，所述光耦us1的e极接地，所述光耦us1的c极、所述三极管qs2的基极、所述下控单片机u4的safe_test端均并联在3.3v直流电源输入端上，所述三极管qs2的集电极与所述三极管qs1的基极并联，所述三极管qs2的发射极接地。
43.作为优选，还包括加油电路，所述加油电路受下控单片机u4控制。
44.本实用新型通电后，外部交流电源经过整流电路a后输出310v直流电源为电机motor以及电机驱动电路供电；整流电路通过变压器t1后分别输出12v直流电与15v直流电，其中vdd输出端口输出15v直流电为下控控制电路供电，12v直流电为上控控制器jc1供电；
电机端电压检测电路对电机motor上电压值进行采样，下控单片机u4对电机端电压检测电路的采样值进行计算并与预设值进行对比，并通过改变输出的pwm波脉宽调制电机motor转速。
45.输入端电压检测电路测量310v直流电压，若测得电压低于下控单片机u4预设值时，mos管q1的栅极接收下控单片机u4发射的低电平，电机motor停止运转。
46.电流检测电路检测经过电机motor的电流大小，并将电流值向下控单片机u4传输，经过下控单片机u4与预设值对比，当检测电流值大于预设值时，下控单片机u4控制电机motor停止运转。
47.上控单片机与下控单片机u4之间的信号通讯通过通信电路进行，上控单片机通过通信电路向下控单片机u4发送用户命令，下控单片机u4通过通信电路向上控单片机反馈跑步机状态信息。
48.电源保护电路通过热敏电阻r4温度升高阻断电流导通，实现保护电路的作用，其中光耦us1的a极接收到上控单片机发射的高电平后，下控单片机u4的safe_test端接输入信号断开后，其relay端输出高电平控制三极管qs1导通，从而控制继电器k1的线圈内电流的通断，从而使热敏电阻r4阻断电源电路内电流。
49.总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利的范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。