小型飞行器安全开关的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型飞行器安全开关，包括稳压模块、信号接收模块、信号处理模块、开关、遥控器和电池，电池给信号接收模块和信号处理模块供电；稳压模块分别与信号接收模块、信号处理模块相连；遥控器通过无线电向信号接收模块发送信号，接收信号接收模块与信号处理模块相连，信号接收模块接收遥控器的遥控指示信号，并将信号传送给信号处理模块；信号处理模块与开关相连，控制开关的通断，本发明可以实现在不同占空比的PWM波下，控制安全开关处于闭合或断开状态。该安全开关体积小质量轻功耗低，具有很强的鲁棒性，特别适用于小型飞行器在操作失控时，迅速切断其电源供电，以防造成人身财物的损伤和损失。
【专利说明】小型飞行器安全开关
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于安全装置，尤其涉及一种小型飞行器安全开关。
【背景技术】
[0003]现有的小型飞行器采用遥控器控制，在飞行器失去遥控器动力、方向的控制时，没有可靠的切断电源的手段，从而导致小型飞行器继续失控飞行，造成人员财产损伤和损失。这一现象对于小型飞行器的实际操作造成了一定的风险。
【发明内容】
[0004]为了克服小型飞行器失控后无法断电控制，从而造成损失的风险，本发明提供一种小型飞行器安全开关。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种小型飞行器安全开关，包括稳压模块、信号接收模块、信号处理模块、开关、遥控器和电池，电池给信号接收模块和信号处理模块供电；稳压模块分别与信号接收模块、信号处理模块相连；遥控器通过无线电向信号接收模块发送信号，信号接收模块与信号处理模块相连，信号接收模块接收遥控器的遥控指示信号，并将信号传送给信号处理模块；信号处理模块与开关相连，控制开关的通断；所述信号处理模块包括双D触发器U2，电容Cl、C6、C7，电感LI，电阻R3、R4，可调电位器R2，发光二极管D2，三极管Ql ;其中，电容Cl 一端与VCC相连，另一端与地相连；电容C6 —端与双D触发器U2的IR端口相连，另一端与地相连；电容C7 —端与电感LI和电阻R3，另一端接地；电感LI 一端与双D触发器的2Q端口相连，另一端连接电阻R3和电容C7 ;电阻R3的一端连接电感LI,另一端与三极管Ql的基极相连；电阻R4 —端与VCC相连,另一端与发光二极管D2阳极相连；发光二极管D2阳极与电阻R4—端相连，另一端与双D触发器的2端口相连；三极管Ql的基极连接电阻R3，集电极与开关的PMOS管P_M0SFET、PM0S管P-M0SFET2的栅极相连，发射极接地；可调电位器R2的中心触头2端与I端均与双D触发器的IQ端口相连，3端与电容C6 —端相连；双0触发器的ICLK端口接收到的遥控指示信号，由低电平跳变为高电平时，电容C6通过可调电位器R2开始充电，其两端充电电压达到5V的时间长短(阈值)由可调电位器R2的阻值决定；当遥控指示信号的占空比小于该阈值时，双D触发器的2Q端口输出高电平，将三极管Ql导通，三极管Ql的集电极电位与发射级电位相同，对开关的PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极输出低电平，双D触发器的2端口输出低电平，发光二极管D2亮起，指示开关处于闭合状态；当遥控指示信号的占空比大于该阈值时，双D触发器的2Q端口输出低电平，将三极管Ql关断，三极管Ql处于高阻态，对开关的PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极不输出低电平信号，双D触发器的2端口输出高电平，发光二极管D2灭掉，指示开关处于断开状态。
[0006]所述信号接收模块包括信号接收器P1，电阻R5 ;其中，电阻R5 —端与信号接收器Pl的信号端口相连，另一端与地相连；信号接收器Pl的信号端口与信号处理模块的双D触发器的ICLK端口、2D端口相连；正极与VCC相连；负极接地。
[0007]所述稳压模块包括5V稳压芯片Ul，电阻Rl，电容C2、C3、C4、C5，发光二极管Dl ；其中，电容C2与C3的一端均与5V稳压芯片Ul的输入口相连，另一端接地；电容C4与C5的一端均与5V稳压芯片Ul的输出端口相连,另一端与地相连；电阻Rl —端与5V稳压芯片Ul的输出端口相连，另一端与发光二极管Dl的阳极相连；发光二极管Dl的阴极接地；5V稳压芯片Ul的输入端口与电源正极相连，地端口与地相连，输出端口输出5V电压，供给信号接收模块与信号处理模块。
[0008]所述开关包括电源接线口 P2，PMOS管P-MOSFET，PMOS管P-M0SFET2，电阻R6，电机接线口 Motor ;其中，电阻R6 —端与电源接线口 P2的I端口相连，另一端与PMOS管P-MOSFET和PMOS管P-M0SFET2的栅极相连；PM0S管P-MOSFET的栅极与信号处理模块的三极管Ql的集电极相连，漏极与电机接线口 Motor的正极相连，源极与电源接线口 P2的正极相连；PM0S管P-M0SFET2的栅极与信号处理模块的三极管Ql的集电极相连，漏极与电机接线口 Motor的正极相连，源极与电源接线口 P2的正极相连；电源接线口 P2的正极与电源正极相连，负极与地和电源负极相连；电机接线口 Motor的正极与电机的正极相连,负极与地和电机的负极相连；当PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极接收到低电平信号时，它们的漏极和源极连通，使得电源接线口 P2的正极与电机接线口 Motor的正极相连，电机得到电源的供电而正常工作；当PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极没有接收到低电平信号或接收到高电平信号时，它们的漏极和源极断开，使得电源接线口 P2的正极与电机接线口 Motor的正极断开，电机失去电源的供电，停止工作。
[0009]本发明的有益效果是:使用小型飞行器的直流电源，不仅从达到了对小型飞行器工作电源的通断控制，也通过5V稳压芯片对安全开关电路提供了工作电源。
[0010]结构简单，体积小，重量轻，可以安装在小型飞行器上的任意一个地方而不影响重心。
[0011]可在根据小型飞行器旋翼数量、直流电源大小的不同，使用不同数量、型号的P-MOSFET管，具有很好的鲁棒性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是小型飞行器安全开关结构示意图；
图2是信号处理模块的电路图；
图3是信号接收模块的电路图；
图4是稳压模块的电路图；
图5是开关的电路图。
[0013]具体实施说明
以下结合实施例及其附图作进一步的说明。
[0014]以下结合实施例及其附图作进一步的说明。
[0015]如图1所示，小型飞行器安全开关包括稳压模块、信号接收模块、信号处理模块、开关、遥控器和电池，电池给信号接收模块和信号处理模块供电；稳压模块分别与信号接收模块、信号处理模块相连，用于稳定信号接收模块、信号处理模块的电压；遥控器通过无线电向信号接收模块发送信号，接收信号接收模块与信号处理模块相连，信号接收模块接收遥控器的遥控指示信号，并将信号传送给信号处理模块；信号处理模块与开关相连，控制开关的通断。
[0016]如图2所示，所述信号处理模块包括双D触发器U2，电容C1、C6、C7，电感LI，电阻R3、R4，可调电位器R2，发光二极管D2，三极管Ql ;其中，电容Cl 一端与VCC相连，另一端与地相连；电容C6 —端与双D触发器U2的IR端口相连，另一端与地相连；电容C7 —端与电感LI和电阻R3，另一端接地；电感LI 一端与双D触发器的2Q端口相连，另一端连接电阻R3和电容C7 ;电阻R3的一端连接电感LI，另一端与三极管Ql的基极相连；电阻R4—端与VCC相连，另一端与发光二极管D2阳极相连；发光二极管D2阳极与电阻R4 —端相连，另一端与双D触发器的2端口相连；三极管Ql的基极连接电阻R3，集电极与开关的PMOS管P-MOSFET, PMOS管P-M0SFET2的栅极相连，发射极接地；可调电位器R2的中心触头2端与
I端均与双D触发器的IQ端口相连，3端与电容C6—端相连。双D触发器的ICLK端口接收到的遥控指示信号，由低电平跳变为高电平时，电容C6通过可调电位器R2开始充电，其两端充电电压达到5V的时间长短由可调电位器R2的阻值决定，该时间称为阈值。当遥控指示信号的占空比小于该阈值时，双D触发器的2Q端口输出高电平，将三极管QI导通，三极管Ql的集电极电位与发射级电位相同，对开关的PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极输出低电平，双D触发器的2端口输出低电平，发光二极管D2亮起，指示开关处于闭合状态；当遥控指示信号的占空比大于该阈值时，双D触发器的2Q端口输出低电平，将三极管Ql关断，三极管Ql处于高阻态，对开关的PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极不输出低电平信号，双D触发器的2端口输出高电平，发光二极管D2灭掉，指示开关处于断开状态。
[0017]如图3所示，所述信号接收模块包括信号接收器P1，电阻R5 ;其中，电阻R5—端与信号接收器Pi的信号端口相连，另一端与地相连；信号接收器Pi的信号端口与信号处理模块的双D触发器的ICLK端口、2D端口相连；正极与VCC相连；负极接地。该模块通过VCC供电，电阻R5起到稳定遥控指示信号电平的作用，该模块输出接收到的遥控指示信号至信号处理模块。
[0018]如图4所示，所述稳压模块包括5V稳压芯片Ul，电阻Rl，电容C2、C3、C4、C5，发光二极管Dl ;其中，电容C2与C3的一端均与5V稳压芯片Ul的输入口相连，另一端接地；电容C4与C5的一端均与5V稳压芯片Ul的输出端口相连，另一端与地相连；电阻Rl —端与5V稳压芯片Ul的输出端口相连,另一端与发光二极管Dl的阳极相连；发光二极管Dl的阴极接地；5V稳压芯片Ul的输入端口与电源正极相连，地端口与地相连，输出端口输出5V电压，也就是VCC，供给信号接收模块与信号处理模块，作为其工作电压，发光二极管Dl亮起，表不稳压模块正常工作。
[0019]如图5所示，所述开关包括电源接线口 P2，PMOS管P-MOSFET，PMOS管P-M0SFET2，电阻R6，电机接线口 Motor ;其中，电阻R6 —端与电源接线口 P2的I端口相连，另一端与PMOS管P-MOSFET和PMOS管P-M0SFET2的栅极相连；PM0S管P-MOSFET的栅极与信号处理模块的三极管Ql的集电极相连，漏极与电机接线口 Motor的正极相连，源极与电源接线口P2的正极相连；PM0S管P-M0SFET2的栅极与信号处理模块的三极管Ql的集电极相连，漏极与电机接线口 Motor的正极相连，源极与电源接线口 P2的正极相连；电源接线口 P2的正极与电源正极相连，负极与地和电源负极相连；电机接线口 Motor的正极与电机的正极相连，负极与地和电机的负极相连。当PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极接收到低电平信号时，它们的漏极和源极连通，使得电源接线口 P2的正极与电机接线口 Motor的正极相连，电机得到电源的供电而正常工作；当PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极没有接收到低电平信号或接收到高电平信号时，它们的漏极和源极断开，使得电源接线口 P2的正极与电机接线口 Motor的正极断开，电机失去电源的供电,停止工作。
[0020]所述遥控器为航模遥控器，包括JR公司的X2610型号、8CH型号，SANWA公司的SD-10G型号，FUTABA公司的6EXHP型号等。
[0021]使用前，将遥控器与信号接收模块对频，使得安全开关与遥控器能通过无线电进行通讯；
信号接收模块接收小型飞行器遥控器的遥控指示信号(PWM波)，并将信号(PWM波)传送给信号处理模块；信号处理模块根据接收到的PWM波占空比，控制开关通断；当小型飞行器处于危险状态时(将撞人)，调节遥控器上的档位，使得PWM波占空比小于阈值，开关断，完全切断电源对飞行器的供电，小型飞行器坠落，杜绝了飞行器对人员等的伤害。
【权利要求】
1.一种小型飞行器安全开关，其特征在于，包括稳压模块、信号接收模块、信号处理模块、开关、遥控器和电池，电池给信号接收模块和信号处理模块供电；稳压模块分别与信号接收模块、信号处理模块相连；遥控器通过无线电向信号接收模块发送信号，信号接收模块与信号处理模块相连，信号接收模块接收遥控器的遥控指示信号，并将信号传送给信号处理模块；信号处理模块与开关相连，控制开关的通断；所述信号处理模块包括双D触发器U2，电容Cl、C6、C7，电感LI，电阻R3、R4，可调电位器R2，发光二极管D2，三极管Ql ;其中，电容Cl 一端与VCC相连，另一端与地相连；电容C6 —端与双D触发器U2的IR端口相连，另一端与地相连；电容C7 —端与电感LI和电阻R3，另一端接地；电感LI 一端与双D触发器的2Q端口相连，另一端连接电阻R3和电容C7 ;电阻R3的一端连接电感LI，另一端与三极管Ql的基极相连；电阻R4—端与VCC相连，另一端与发光二极管D2阳极相连；发光二极管D2阳极与电阻R4 —端相连，另一端与双D触发器的2端口相连；三极管Ql的基极连接电阻R3，集电极与开关的PMOS管P-MOSFET、PMOS管P-M0SFET2的栅极相连，发射极接地；可调电位器R2的中心触头2端与I端均与双D触发器的IQ端口相连，3端与电容C6 —端相连； 所述开关包括电源接线口 P2，PMOS管P-MOSFET，PMOS管P-M0SFET2，电阻R6，电机接线口 Motor ;其中，电阻R6 —端与电源接线口 P2的I端口相连，另一端与PMOS管P-MOSFET和PMOS管P-M0SFET2的栅极相连；PM0S管P-MOSFET的栅极与信号处理模块的三极管Ql的集电极相连，漏极与电机接线口 Motor的正极相连，源极与电源接线口 P2的正极相连；PM0S管P-M0SFET2的栅极与信号处理模块的三极管Ql的集电极相连，漏极与电机接线口 Motor的正极相连，源极与电源接线口 P2的正极相连；电源接线口 P2的正极与电源正极相连，负极接地；电机接线口 Motor的正极与电机的正极相连,负极接地； 双D触发器的ICLK端口接收到的遥控指示信号，由低电平跳变为高电平时，电容C6通过可调电位器R2开始充电，其两端充电电压达到5V的时间长短(阈值)由可调电位器R2的阻值决定；当遥控指示信号的占空比小于该阈值时，双D触发器的2Q端口输出高电平，将三极管Ql导通，三极管Ql的集电极电位与发射级电位相同，对开关的PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极输出低电平，双D触发器的2端口输出低电平，发光二极管D2亮起，指示开关处于闭合状态；当PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极接收到低电平信号时，它们的漏极和源极连通，使得电源接线口 P2的正极与电机接线口 Motor的正极相连，电机得到电源的供电而正常工作；当遥控指示信号的占空比大于该阈值时，双D触发器的2Q端口输出低电平，将三极管Ql关断，三极管Ql处于高阻态，对开关的PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极不输出低电平信号，双D触发器的2端口输出高电平，发光二极管D2灭掉，指示开关处于断开状态；当PMOS管P-MOSFET与PMOS管P-M0SFET2的栅极没有接收到低电平信号或接收到高电平信号时，它们的漏极和源极断开，使得电源接线口 P2的正极与电机接线口 Motor的正极断开，电机失去电源的供电，停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种小型飞行器安全开关，其特征在于，所述信号接收模块包括信号接收器Pl，电阻R5 ;其中，电阻R5 —端与信号接收器Pl的信号端口相连，另一端与地相连；信号接收器Pl的信号端口与信号处理模块的双D触发器的ICLK端口、2D端口相连，正极与VCC相连，负极接地。
3.根据权利要求1所述的一种小型飞行器安全开关，其特征在于，所述稳压模块包括5V稳压芯片Ul，电阻R1，电容02、03、(:4、05，发光二极管01 ;其中，电容C2与C3的一端均与5V稳压芯片Ul的输入口相连，另一端接地；电容C4与C5的一端均与5V稳压芯片Ul的输出端口相连，另一端与地相连；电阻Rl —端与5V稳压芯片Ul的输出端口相连,另一端与发光二极管Dl的阳极相连；发光二极管Dl的阴极接地；5V稳压芯片Ul的输入端口与电源正极相连，地端口与地相连，输出端口输出5V电压,供给信号接收模块与信号处理模块。
【文档编号】H03K17/687GK104202028SQ201410406890
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】黄夏楠, 林振智 申请人:浙江大学