一种基于单片机的激光打标机运行监控装置的制造方法_2

文档序号:9198921阅读:来源:国知局
通过报警指 示模块(LED指示灯)来观察,并且,本发明的装置还具有占用空间小,安装方便的优点,可非 常方便的运用在激光打标机中。
[0031] 作为优选,本发明除了具有监控功能外,为了进一步的增加保护功能,本发明在所 述电源电压检测电路20与激光打标机的EMCC卡电源、振镜电源以及升降台电源之间还设 有保险装置10,也就是说所有电源都通过该装置给相应的部件供电,一旦某一电源电流过 大,保险装置10上对应的熔丝会自动切断,起到保护重要部件不被损坏的作用。
[0032] 参阅图2所示,为本发明中保险装置的电路图,所述保险装置10包括连接在EMCC 卡电源与电源电压检测电路20之间的第一保险电路110,连接在振镜电源与电源电压检测 电路20之间的第二保险电路120,以及连接在升降台电源与电源电压检测电路20之间的第 三保险电路130,三个保险电路的具体电路结构描述如下。
[0033] 所述第一保险电路110包括EMCC卡电源输入端J7,连接在EMCC卡电源输入端J7 的第一端子、第三端子以及第五端子上的第四熔丝F4、第三熔丝F3和第二熔丝F2 ;所述第 二保险电路120包括振镜电源输入端J6,连接在振镜电源输入端J6的第一端子和第三端子 上的第五熔丝F5和第一熔丝Fl ;所述第三保险电路130包括升降台电源输入端J8,连接在 升降台电源输入端J8的第四端子上的第六熔丝F6。也就是说,振镜电源输入端J6为振镜 电源+15V和-15V的电压输入,EMCC卡电源输入端J7为EMCC电源+15V、-15V、+7V的电压 输入端,升降台电源输入端J8为升降台+24V电压输入端,这些电源电压经过上述的各个熔 丝之后直接给负载(EMCC卡、激光器等)供电,如果某一负载发生短路等故障,相应通路的熔 丝会自动切断,起到了保护负载的作用。
[0034] 参阅图3~图5所示,所述电源电压检测电路20包括,用于检测EMCC卡电源正电 压和振镜电源正电压的正电源检测电路210,用于检测EMCC卡电源负电压和振镜电源负电 压的负电源检测电路220,以及用于检测升降台电源电压的比较器检测电路230。
[0035] 本发明中待检测的电压有EMCC卡电源的+15V、-15V、+7V,以及振镜电源的 +15V、-15V和升降台电源的+24V ;而电源电压检测有两种方法,一种方法是将待检测电压 经过反向,以及比例放大或者缩小等处理步骤之后通过单片机将其转化成数字量的过程, 另外一种方法是将其通过比较器与一个上限电压和一个下限电压做比较,看其是否超出这 个上下限的电压范围。所述正电源检测电路210和负电源检测电路220将检测到的EMCC 卡电源电压和振镜电源电压输送至单片机30的AD转换器进行AD转换采样,然后与标称电 压比较,其采用的是第一种方法进行检测的;所述比较器检测电路230通过将检测电压与 两个比较器的上限电压和下限电压比较,其采用的是第二中方法进行检测的;具体的电路 结构图如下所描述。
[0036] 图3所示为正电源检测电路210的电路图,所述正电源检测电路210包括与EMCC 卡电源+15V电压端连接的第一分压电路、与EMCC卡电源+7V电压端连接的第二分压电路, 以及与振镜电源+15V电压端连接的第三分压电路。其中,第一分压电路包括与EMCC卡电 源+15V电压端连接的第一分压电阻R34,以及相互并联的电阻R14、R15、R16、R17、R18和 R19,且电阻R14、R15、R16、R17、R18和R19可以等效成电阻Ra,所述等效电阻Ra与第一分 压电阻R34串联,在该等效电阻Ra处还并联有滤波电容C18和C45。第二分压电路包括与 EMCC卡电源+7V电压端连接的第二分压电阻R35,以及相互并联的电阻R41、R42、R43、R44、 R45和R46,且电阻R41、R42、R43、R44、R45和R46可以等效成电阻Rb,所述等效电阻Rb与 第二分压电阻R35串联,该等效电阻Rb处还并联有滤波电容C32和C47。第三分压电路包 括与振镜电源+15V电压端连接的第三分压电阻R13,以及相互并联的电阻R47、R48和R49, 且电阻R47、R48和R49可以等效成电阻Rc,所述等效电阻Rc与第三分压电阻R13串联,该 等效电阻Rc处还并联有滤波电容C33和C48。这样三个分压电路分别将EMCC卡电源+15V 电压、EMCC卡电源+7V电压以及振镜电源+15V电压进行分压,使图3中所示的iSCAN+15V、 iEMCC+15V和iEMCC+7V处的电压在0~2. 5V范围之内,然后再连接到单片机中的AD通道 进行采样,也就是将单片机连接在图3中所示的iSCAN+15V端、iEMCC+15V端和iEMCC+7V 端,并且在iSCAN+15V端、iEMCC+15V端之间设有双向稳压二极管D5,在iEMCC+7V端连接有 双向稳压二极管D8,D5和D8均用于钳位保护作用,以保证单片机采样通道的输入电压不至 于超过5V而导致烧坏。
[0037] 图4所示为负电源检测电路220的电路图,所述负电源检测电路包括与振镜电 源-15V电压端连接的第一反向比例放大器,以及与EMCC卡电源-15V电压端连接的第二反 向比例放大器。其中,第一反向比例放大器包括第一运算放大器U9A及其周边的电阻Rl 1、 R36、R37、R38、R39、R40、R70和电容C31,其放大系数小于1,振镜电源-15V通过第一反向比 例放大器的反向和比例缩小之后输入单片机的AD通道,进行采样及模数转换。第二反向比 例放大器包括第二运算放大器U9B及其周边的电阻R58、R72、R73、R74、R75、R76、R77和电 容C42,其放大系数也小于1,EMCC卡电源-15V通过第二反向比例放大器的反向和比例缩小 之后输入单片机的AD通道,进行采样及模数转换。单片机具体是与图4中的iSCAN - 15V 端和iEMCC - 15V端连接的,并且为了在iSCAN - 15V端和iEMCC - 15V端之间还连接有 双向稳压二极管D9,用于钳位保护作用,以保证单片机采样通道的输入电压不至于超过5V 而导致烧坏。
[0038] 本发明中的单片机30选用Atmegal28单片机,其有一个10位的逐次逼近型ADC 模块(可当AD转换器使用),ADC与一个8通道的模拟多路复用器连接,能对来自端口的8路 单端输入电压进行采样,单端电压输入以OV为基准,它有±2LSB的绝对精度,可选的左对 齐ADC读数,0~Vcc的ADC输入电压范围。
[0039] 上述的正电源检测电路210和负电源检测电路220检测后的电压需要经过单片机 的AD转换器进行AD转换采样,也就是EMCC卡电源的±15V和7V电压,以及振镜电源的 ±15V这5路电压都是通过单片机的内部AD采样模块进行采样,来判断是否超出范围的; 而为了避免因交流工频电压干扰而导致误检测,采用过程中通过每个通道在60ms内采样 16次的方法来消除误检测的发生,采样的频率及顺序由定时器控制,总共有5个采样通道 (相对于EMCC卡电源的+15V、-15V、+7V,以及振镜电源的+15V、-15V来说的)按顺序进行采 样,因此每次采样的时间间隔为0. 75ms,定时器每次定时0. 12ms,因此定时器每中断5次开 启AD采样一次,每个通道都在60ms内采样16次,最后把采样的加权结果求平均,得到最后 的结果,再将每个结果与标称值进行对比,即可知道是否在标称值范围之内。
[0040] 由于Atmegal28单片机自带两个具有独立预分频器和比较器的8位定时器/计数 器,以及两个具有独立预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器,本发明中采 用16位的定时器/计数器,在初始化时,先设置中断的模式为定时器溢出时产生中断,然后 每次中断后都在中断函数中设置一次计数器TCNT的初始值,计数器从初始值开始计数,当 其计数到定时器的最大定时值65536时,就会进入中断程序执行相应的流程,且定时的时 间由TCNT的初始值决定。
[0041] 图5所示为比较器检测电路230的电路图,所述比较器检测电路230包括依次连 接的第四至第六分压电阻(1?25、1?26、1?27),第一比较器耶4和第二比较器耶8,所述第一比 较器U5A的同相输入端连接在第五分压电阻R26和第六分压电阻R27之间,所述第二比较
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