一种开关盖检测电路的制作方法

1.本实用新型涉及开关盖检测电路技术领域，特别涉及一种开关盖检测电路。


背景技术：

2.随着社会科技的进步，具备自动感应的智能产品逐渐进入人们的生活中。这些智能产品一般采用红外感应方式。红外线感应开盖原理是通过红外线反射原理，当人体的手或身体的某一部分在红外线感应区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，所获得的信号变化通过单片机的处理，然后判断是否进行开关盖操作。目前市面上并没有专门针对智能设备红外感应开盖是否成功实现功能的检测装置，现有技术主要是通过人工检测来进行智能产品的自动感应开盖功能，在批量化生产的生产线上，通过人工检测为每个产品进行测试，这种检测方法工程量太大，成本也高。而且由于人工检测每次测试手放置的的高度、挥动感应的速度等情况都存在一定的差异，所以现有技术的这种检测方式会给生产和测试带来极大的不确定性。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种开关盖检测电路，以实现需要开关盖操作的智能设备红外感应功能的标准化检测。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
5.一种开关盖检测电路，包括超声波接口模块、超声波检测模块、步进驱动模块、报警模块和主控模块，所述主控模块分别与超声波接口模块、步进驱动模块和报警模块电连接，所述超声波接口模块与超声波检测模块电连接，所述步进驱动模块与外设的转动电机电连接。
6.进一步的，所述步进驱动模块包括电阻r66、电阻r67、电阻r68、电阻r69、电容c36、发光二极管led2、发光二极管led3、发光二极管led4、发光二极管led5、接插件cn1、接插件cn2和芯片u3，所述芯片u3的第一引脚、芯片u3的第二引脚、芯片u3的第三引脚和芯片u3的第四引脚均分别与接插件cn8和主控模块电连接，所述芯片u3的第八引脚接地，所述芯片u3的第九引脚分别与电容c36的一端、接插件cn1的第五引脚、电阻r66的一端、电阻r67的一端、电阻r68的一端和电阻r69的一端电连接，所述电容c36的另一端接地，所述电阻r66的另一端与发光二极管led2的阳极电连接，所述发光二极管led2的阴极与接插件cn1的第一引脚电连接，所述电阻r67的另一端与发光二极管led3的阳极电连接，所述发光二极管led3的阴极与接插件cn1的第二引脚电连接，所述电阻r68的另一端与发光二极管led4的阳极电连接，所述发光二极管led4的阴极与接插件cn1的第三引脚电连接，所述电阻r68的另一端与发光二极管led5的阳极电连接，所述发光二极管led5的阴极与接插件cn1的第四引脚电连接。
7.进一步的，所述超声波接口模块包括电容c38、电容c39和接插件cn7，所述接插件cn7的第一引脚接3.3v电源，所述接插件cn7的第二引脚和接插件cn7的第三引脚均分别与
主控电路电连接，所述接插件cn7的第四引脚接地，所述接插件cn7与超声波检测模块电连接，所述电容c38与电容c39并联连接，所述电容c38与电容c39并联后的一端接3.3v电源，所述电容c38与电容c39并联后的另一端接地。
8.进一步的，所述主控模块包括芯片u1，所述芯片u1的型号为stc12c5a60s2，所述芯片u1的第十八引脚和芯片u1的第十九引脚均分别与超声波接口模块电连接，所述芯片u1的第十七引脚、芯片u1的第二十八引脚、芯片u1的第三十九引脚和芯片u1的第六引脚均分别与步进驱动模块电连接，所述芯片u1的第二十引脚与报警模块电连接。
9.进一步的，所述报警模块包括电阻r33、二极管d8、三极管q1和蜂鸣器buzzer，所述三极管q1的基极通过电阻r33与主控模块电连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极分别与蜂鸣器buzzer的一端和二极管d8的阳极电连接，所述二极管d8的阴极与蜂鸣器buzzer的另一端电连接且二极管d8的阴极和蜂鸣器buzzer的另一端均接3.3v电源。
10.本实用新型的有益效果在于：
11.主控模块通过步进驱动模块控制外接转动电机转动，通过超声波检测模块检测距离是否发生变化以判断红外感应功能是否实现，并将该结果发送给主控模块，这时候主控模块判断是否发送高电平驱动报警模块进行报警提示，从而实现需要开关盖操作的智能设备红外感应功能的标准化检测。通过本方案设计的开关盖检测电路，能够不需要过多的人力进行人工检测，解放人力的同时也获得更精准的测试数据，进而提高了测试效率。
附图说明
12.图1所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的连接框图；
13.图2所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的步进驱动模块的电路原理图；
14.图3所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的超声波接口模块的电路原理图；
15.图4所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的主控模块的电路原理图；
16.图5所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的报警模块的电路原理图；
17.图6所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的电源转换模块的电路原理图；
18.图7所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的按键模块的电路原理图；
19.图8所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的显示模块的电路原理图；
20.图9所示为根据本实用新型的一种开关盖检测电路的超声波检测模块的电路原理图；
21.标号说明：
22.1、超声波接口模块；2、超声波检测模块；3、步进驱动模块；4、报警模块；5、主控模块；6、电源转换模块；7、按键模块；8、显示模块。
具体实施方式
23.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
24.请参照图1所示，本实用新型提供的技术方案：
25.一种开关盖检测电路，包括超声波接口模块、超声波检测模块、步进驱动模块、报警模块和主控模块，所述主控模块分别与超声波接口模块、步进驱动模块和报警模块电连接，所述超声波接口模块与超声波检测模块电连接，所述步进驱动模块与外设的转动电机电连接。
26.从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：
27.主控模块通过步进驱动模块控制外接转动电机转动，通过超声波检测模块检测距离是否发生变化以判断红外感应功能是否实现，并将该结果发送给主控模块，这时候主控模块判断是否发送高电平驱动报警模块进行报警提示，从而实现需要开关盖操作的智能设备红外感应功能的标准化检测。通过本方案设计的开关盖检测电路，能够不需要过多的人力进行人工检测，解放人力的同时也获得更精准的测试数据，进而提高了测试效率。
28.进一步的，所述步进驱动模块包括电阻r66、电阻r67、电阻r68、电阻r69、电容c36、发光二极管led2、发光二极管led3、发光二极管led4、发光二极管led5、接插件cn1、接插件cn2和芯片u3，所述芯片u3的第一引脚、芯片u3的第二引脚、芯片u3的第三引脚和芯片u3的第四引脚均分别与接插件cn8和主控模块电连接，所述芯片u3的第八引脚接地，所述芯片u3的第九引脚分别与电容c36的一端、接插件cn1的第五引脚、电阻r66的一端、电阻r67的一端、电阻r68的一端和电阻r69的一端电连接，所述电容c36的另一端接地，所述电阻r66的另一端与发光二极管led2的阳极电连接，所述发光二极管led2的阴极与接插件cn1的第一引脚电连接，所述电阻r67的另一端与发光二极管led3的阳极电连接，所述发光二极管led3的阴极与接插件cn1的第二引脚电连接，所述电阻r68的另一端与发光二极管led4的阳极电连接，所述发光二极管led4的阴极与接插件cn1的第三引脚电连接，所述电阻r68的另一端与发光二极管led5的阳极电连接，所述发光二极管led5的阴极与接插件cn1的第四引脚电连接。
29.从上述描述可知，接插件cn1外接步进电机，芯片u3为电机驱动芯片，电阻r66、电阻r67、电阻r68和电阻r69为限流电阻，防止发光二极管led2、发光二极管led3、发光二极管led4和发光二极管led5因为流过的电流过大导致损坏。
30.进一步的，所述超声波接口模块包括电容c38、电容c39和接插件cn7，所述接插件cn7的第一引脚接3.3v电源，所述接插件cn7的第二引脚和接插件cn7的第三引脚均分别与主控电路电连接，所述接插件cn7的第四引脚接地，所述接插件cn7与超声波检测模块电连接，所述电容c38与电容c39并联连接，所述电容c38与电容c39并联后的一端接3.3v电源，所述电容c38与电容c39并联后的另一端接地。
31.从上述描述可知，电容c38和电容c39为超声波接口模块的输入电压滤波；接插件cn7外接超声波检测模块，通过超声波检测检测得到的距离变化作为判定标准，当检测到距离差，说明成功实现红外感应功能。
32.进一步的，所述主控模块包括芯片u1，所述芯片u1的型号为stc12c5a60s2，所述芯片u1的第十八引脚和芯片u1的第十九引脚均分别与超声波接口模块电连接，所述芯片u1的第十七引脚、芯片u1的第二十八引脚、芯片u1的第三十九引脚和芯片u1的第六引脚均分别与步进驱动模块电连接，所述芯片u1的第二十引脚与报警模块电连接。
33.进一步的，所述报警模块包括电阻r33、二极管d8、三极管q1和蜂鸣器buzzer，所述
三极管q1的基极通过电阻r33与主控模块电连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极分别与蜂鸣器buzzer的一端和二极管d8的阳极电连接，所述二极管d8的阴极与蜂鸣器buzzer的另一端电连接且二极管d8的阴极和蜂鸣器buzzer的另一端均接3.3v电源。
34.从上述描述可知，当红外感应功能未能实现时，主控模块的i/o口输出高电平，这时候报警模块由于三极管q1导通，蜂鸣器buzzer的一端接地响起进行报警提示，蜂鸣器报警可以提醒测试人员，当前红外感应出现问题，可能存在感应不到等问题。
35.请参照图1至图9所示，本实用新型的实施例一为：
36.请参照图1，一种开关盖检测电路，包括超声波接口模块1、超声波检测模块2、步进驱动模块3、报警模块4和主控模块5，所述主控模块5分别与超声波接口模块1、步进驱动模块3和报警模块4电连接，所述超声波接口模块1与超声波检测模块2电连接，所述步进驱动模块3与外设的转动电机电连接。
37.请参照图3，所述超声波接口模块1包括电容c38(电容值为10μf)、电容c39(电容值为0.1μf)和接插件cn7，所述接插件cn7的第一引脚接3.3v电源，所述接插件cn7的第二引脚和接插件cn7的第三引脚均分别与主控电路电连接，所述接插件cn7的第四引脚接地，所述接插件cn7与超声波检测模块2电连接，所述电容c38与电容c39并联连接，所述电容c38与电容c39并联后的一端接3.3v电源，所述电容c38与电容c39并联后的另一端接地；电容c38和电容c39为超声波接口模块1的输入电压滤波；接插件cn7外接超声波检测模块2，通过超声波检测检测得到的距离变化作为判定标准，当检测到距离差，说明成功实现红外感应功能。
38.请参照图4，所述主控模块5包括芯片u1，所述芯片u1的型号为stc12c5a60s2，所述芯片u1的第十八引脚和芯片u1的第十九引脚均分别与超声波接口模块1电连接，所述芯片u1的第十七引脚、芯片u1的第二十八引脚、芯片u1的第三十九引脚和芯片u1的第六引脚均分别与步进驱动模块3电连接，所述芯片u1的第二十引脚与报警模块4电连接。
39.所述主控模块5还包括电阻r64(电阻值为10kω)、电阻r65(电阻值为1kω)、电容c6(电容值为22pf)、电容c9(电容值为22pf)、电容c11(电容值为0.1μf)、电容c34(电容值为10μf)、电容c35(电容值为0.1μf)、按键key1、接插件cn2、接插件cn6、接插件cn10和晶振y1(频率为22.1184mhz)，其各元器件之间的具体连接请参照图4；主控模块5作为整个电路的核心部分，电容c34和电容c35为芯片u1的输入电压滤波；按键key1、电容c11、电阻r64和电阻r65组成单片机复位功能，当按下按键key1给予一个高电平使芯片u1进行复位；晶振y1使用22.1184mhz的晶振与电容c6和电容c9构成晶振电路，为芯片u1提供时间基准。
40.请参照图5，所述报警模块4包括电阻r33(电阻值为2kω)、二极管d8(型号为1n4148)、三极管q1(型号为s8050)和蜂鸣器buzzer(为有源蜂鸣器)，所述三极管q1的基极通过电阻r33与主控模块5电连接，所述三极管q1的发射极接地，所述三极管q1的集电极分别与蜂鸣器buzzer的一端和二极管d8的阳极电连接，所述二极管d8的阴极与蜂鸣器buzzer的另一端电连接且二极管d8的阴极和蜂鸣器buzzer的另一端均接3.3v电源。当红外感应功能未能实现时，芯片u1的i/o口输出高电平，这时候报警模块4由于三极管q1导通，蜂鸣器buzzer的一端接地响起进行报警提示，蜂鸣器报警可以提醒测试人员，当前红外感应出现问题，可能存在感应不到等问题。
41.本方案设计的开关盖检测电路还包括电源转换模块6、按键模块7和显示模块8，所述电源转换模块6与主控模块5电连接，所述按键模块7与主控模块5电连接，所述显示模块8
与主控模块5电连接；
42.所述电源转换模块6包括电阻r5(电阻值为1kω)、电容c32(电容值为100nf)、电容c33(电容值为100nf)、电解电容ce1(电容值为100μf)、电解电容ce2(电容值为100μf)、接插件j1、接插件j2、接插件cn12、发光二极管led1和芯片u2(型号为fd1117)，其各元器件之间的具体连接关系请参照图6；接插件j2外接5v电源，接插件j1是拨动开关，控制电源关断；电解电容ce1和电容c32起到电源输入滤波的作用；电阻r5作为限流电阻，防止电流过大导致发光二极管led1损坏；芯片u2为dc-dc电压转换芯片，将5v电压转换为3.3v电压，电解电容ce2和电容c33起到输出电压滤波的作用。
43.所述按键模块7包括电阻r2(电阻值为10kω)、电阻r3(电阻值为1kω)、电阻r70(电阻值为10kω)、电阻r71(电阻值为1kω)、电容c1(电容值为100nf)、电容c37(电容值为100nf)、按键key2和按键key3，其各元器件之间的具体连接关系请参照图7；
44.所述显示模块8包括电容c40(电容值为10μf)、电容c41(电容值为0.1μf)和接插件cn3，其各元器件之间的具体连接关系请参照图8；电容c40和电容c41为显示屏输入电压滤波；接插件cn3外接lcd显示屏，记录超声波测量距离的变化，成功次数以及失误次数。
45.请参照图9，为超声波检测模块2的具体电路结构，本模块采用hc-sr04超声波测距模块；hc-sr04超声波测距模块的trig引脚与主控模块的模拟i/o口a8相连，echo引脚与主控模块的模拟i/o口a9相连，hc-sr04超声波测距模块的vcc引脚连接+5v电源，hc-sr04超声波测距模块的gnd连接地线。
46.hc-sr04超声波测距模块由超声波发射电路、接收电路、放大滤波电路组成，主控模块给出频率为40khz的方波，通过trig引脚作用到超声波检测模块的芯片u4，芯片u4的第十二引脚输出一个低电平，三极管q2导通，芯片u5上电启动，将方波输送给超声波探头激励出超声波，超声波在空气中传播，遇到障碍物返回，进入超声波接收电路，经芯片u6组成的放大滤波电路，将接收到的信号通过echo引脚送回主控模块进行处理，实现超声检查功能。
47.请参照图2，所述步进驱动模块3包括电阻r66(电阻值为1kω)、电阻r67(电阻值为1kω)、电阻r68(电阻值为1kω)、电阻r69(电阻值为1kω)、电容c36(电容值为100nf)、发光二极管led2、发光二极管led3、发光二极管led4、发光二极管led5、接插件cn1、接插件cn2和芯片u3(型号为uln2003)，所述芯片u3的第一引脚、芯片u3的第二引脚、芯片u3的第三引脚和芯片u3的第四引脚均分别与接插件cn8和主控模块5电连接，所述芯片u3的第八引脚接地，所述芯片u3的第九引脚分别与电容c36的一端、接插件cn1的第五引脚、电阻r66的一端、电阻r67的一端、电阻r68的一端和电阻r69的一端电连接，所述电容c36的另一端接地，所述电阻r66的另一端与发光二极管led2的阳极电连接，所述发光二极管led2的阴极与接插件cn1的第一引脚电连接，所述电阻r67的另一端与发光二极管led3的阳极电连接，所述发光二极管led3的阴极与接插件cn1的第二引脚电连接，所述电阻r68的另一端与发光二极管led4的阳极电连接，所述发光二极管led4的阴极与接插件cn1的第三引脚电连接，所述电阻r68的另一端与发光二极管led5的阳极电连接，所述发光二极管led5的阴极与接插件cn1的第四引脚电连接；接插件cn1外接步进电机，芯片u3为电机驱动芯片，电阻r66、电阻r67、电阻r68和电阻r69为限流电阻，防止发光二极管led2、发光二极管led3、发光二极管led4和发光二极管led5因为流过的电流过大导致损坏。
48.当接入一个5v的dc电源，拨动接插件j1，发光二极管led1灯亮起，表示电路正常接
通。因为芯片u1的工作电压为3.3v，所以将5v的电压通过dc-dc电压转换芯片(即芯片u2)转换为3.3v的电压，为芯片u1与其他功能模块提供电源支持；接插件cn1外接步进电机，芯片u1通过in1、in2、in3、in3将指令传送到电机驱动芯片u3驱动外接步进电机进行工作，当电机进行工作的时候，发光二极管led2、发光二极管led3、发光二极管led4和发光二极管led5会依次亮起，表示电机正在进行工作；接插件cn7外接超声波检测模块2，放在需要开关盖的智能设备下方；芯片u1通过trig控制超声波检测模块2持续向某一方向发射超声波检测距离变化，当发出的红外线被反射回来，这时候超声波检测可能有两种检测结果：
49.当电机转动一圈后，红外感应功能没有成功，这时候智能设备不开盖，超声波未检测到距离差，则通过echo将检测结果返回到芯片u1中，芯片u1会给报警模块4发送一个高电平，这时候报警模块4由于三极管q1导通，蜂鸣器buzzer的一端接地响起进行报警，同时接插件cn3外接lcd显示屏上记录下结果，即将检测总次数、成功次数以及失败次数加一计数。
50.当电机转动一圈后，红外感应功能成功，这时候智能设备开盖，超声波检测到距离差，通过echo将检测结果返回到芯片u1中，芯片u1会给报警模块4发送一个低电平，这时候报警模块4由于三极管q1不导通，所以蜂鸣器buzzer不工作，同时接插件cn3外接lcd显示屏上记录下结果，即将检测总次数、成功次数以及失败次数进行加一计数。
51.综上所述，本实用新型提供的一种开关盖检测电路，设置电源转换模块，当接入5v的电源后转换成3.3v的电压，分别为主控模块和其他功能模块进行供电；设置按键模块控制多个外接的超声波检测模块的切换；主控模块通过步进驱动模块控制外接转动电机转动，通过超声波检测模块检测距离是否发生变化以判断红外感应功能是否实现，并将该结果发送给主控模块，这时候主控模块判断是否发送高电平驱动报警模块进行报警提示，并控制显示模块外接的lcd显示屏进行计数加一操作，从而实现需要开关盖操作的智能设备红外感应功能的标准化检测。通过本方案设计的开关盖检测电路，能够不需要过多的人力进行人工检测，解放人力的同时也获得更精准的测试数据，进而提高了测试效率。
52.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。