CN102056362A - 一种车载灯具的控制电路及车载灯具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车载灯具及其控制电路,该车载灯具带有电机,其中,接收模块,用于接收车载灯具转动的输入信号;反馈模块,用于采样电机的电流信号;控制模块,用于根据所述输入信号及电机的电流采样信号生成车载灯具转动的控制信号;驱动模块,用于根据所述控制信号驱动车载灯具的相应电机转动;保护模块,用于在电机电流过大、电压过大或出现雷击时断开电路。实施本发明的技术方案,当车载灯具出现异常,如出现堵转情况时,电机的电流就会迅速增大,反馈模块将电机的电流采样信号反馈至控制模块,控制模块判断电机的电流过大,便向电机的驱动模块发送停止转动的控制信号,这样就避免了出现堵转情况时浪费电能、烧坏电机的可能性。

Description

一种车载灯具的控制电路及车载灯具
技术领域
本发明涉及一种车载灯具,还涉及一种车载灯具的控制电路。
背景技术
目前的车载灯具一般都是通过开关直接向车载灯具的电机输入开关信号,以使电机带动车载灯具旋转,因此,车载灯具电机的状态完全由开关信号决定,当车载灯具出现异常,如出现堵转情况时,电机的电流就会迅速增大,使车载灯具的电能消耗大大增加,更严重的情况还可能烧坏电机及其它元器件。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述车载灯具遇到异常时电能消耗增加、存在烧坏电机的风险的缺陷,提供一种车载灯具及其控制电路,能够在车载灯具发生异常时,避免浪费电能及烧坏电机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种车载灯具的控制电路,该车载灯具带有电机,包括接收模块、控制模块、驱动模块和反馈模块,其中,
接收模块,用于接收车载灯具转动的输入信号;
反馈模块,用于采样电机的电流信号;
控制模块,用于根据所述输入信号及电机的电流采样信号生成车载灯具转动的控制信号;
驱动模块,用于根据所述控制信号驱动车载灯具的相应电机转动;
保护模块,用于在电机电流过大、电压过大或出现雷击时断开电路。
在本发明所述的车载灯具的控制电路中,所述接收模块包括无线接收单元和有线接收单元。
在本发明所述的车载灯具的控制电路中,所述无线接收单元包括型号为NRF2401的通信芯片;所述有线接收单元包括型号为MAX488的通信芯片。
在本发明所述的车载灯具的控制电路中,所述控制模块包括型号为ATMEG128-TQFP64的单片机。
在本发明所述的车载灯具的控制电路中,所述驱动部分包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一限位开关、第二限位开关、第一继电器、第二继电器、第一二极管和第二二极管,其中,
单片机的第一输出端通过第一电阻接第一三极管的基极,所述第一三极管的发射极接地,第二电阻和第三电阻串联,一端接所述第一三极管的集电极,另一端与第二三极管的发射极一并接12V的电压,且其串联的交汇点接所述第二三极管的基极,所述第二三极管的集电极通过第一限位开关接第一继电器的第8脚,所述第一继电器的第7脚接地,所述第四电阻的一端连接所述第一继电器的第8脚,其另一端接所述第一二极管的负极,所述第一二极管的正极接所述第一继电器的第7脚;
单片机的第二输出端通过第五电阻接第三三极管的基极,所述第三三极管的发射极接地,第六电阻和第七电阻串联,一端接所述第三三极管的集电极,另一端与第四三极管的发射极一并接12V的电压,且其串联的交汇点接所述第四三极管的基极,所述第四三极管的集电极通过第二限位开关接第二继电器的第8脚,所述第二继电器的第7脚接地,所述第八电阻的一端连接所述第二继电器的第8脚,其另一端接所述第二二极管的负极,所述第二二极管的正极接所述第二继电器的第7脚;
所述第一继电器的第4脚接电机的正极,其第1脚接电机的负极,其第6脚接第二继电器的第5脚,其第5脚接所述第二继电器的第3脚,其第3脚接所述第二继电器的第2脚,其第2脚接所述第二继电器的第6脚,所述第二继电器的第1脚接12V的电压,其第4脚地。
在本发明所述的车载灯具的控制电路中,所述反馈模块包括反馈电阻,所述反馈电阻连接在所述第二继电器的第4脚和地之间,且所述第二继电器的第4脚接所述单片机的第一输入端。
在本发明所述的车载灯具的控制电路中,所述保护模块包括第一保险丝、第二保险丝、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第一防雷击管、第二防雷击管,
第一保险丝的一端接所述第二三极管的集电极,其另一端接所述第一限位开关,所述第一压敏电阻和所述第一防雷击管分别连接在所述第一保险丝的所述一端和地之间;
第二保险丝的一端接所述第四三极管的集电极,其另一端接所述第二限位开关,所述第二压敏电阻和所述第二防雷击管分别连接在所述第二保险丝的所述一端和地之间。
本发明还构造一种车载灯具,包括上述车载灯具的控制电路。
实施本发明的车载灯具及其控制电路,当车载灯具出现异常,如出现堵转情况时,电机的电流就会迅速增大,反馈模块将电机的电流采样信号反馈至控制模块,控制模块判断电机的电流过大,便向电机的驱动模块发送停止转动的控制信号,这样就避免了出现堵转情况时浪费电能、烧坏电机的可能性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明车载灯具的控制电路实施例一的逻辑框图;
图2是本发明车载灯具的控制电路实施例一的电路图。
具体实施方式
如图1所示,在本发明车载灯具的控制电路的逻辑框图中,该控制电路包括接收模块100、控制模块200、驱动模块300、反馈模块400和保护模块500,其中,接收模块100用于接收用户在车载灯具主面板上操作产生的车载灯具转动的输入信号,接收模块100包括有线接收单元110和无线接收单元120。控制模块200用于根据所述输入信号生成相应的车载灯具转动的控制信号,驱动模块300用于根据所述控制信号驱动车载灯具的相应电机转动,反馈模块400用于对所述电机的电流信号进行采样产生电流采样信号,控制模块200还用于在所述电流采样信号过大时向驱动模块300发送停止转动的控制信号,保护模块500用于在电机电流过大、电压过大、出现雷击时断开电路。
图2本发明车载灯具控制电路的电路图,下面将分别对各个模块进行介绍。
有线接收单元110包括型号为MAX488的通信芯片U2、电阻R60、R61,其中,通信芯片U2的第1脚(VCC)接高电平,其第4脚(GND)接地,其第8脚(A,正向接收输入端)和其第7脚(B,反向接收输入端)分别连接RS422总线的第一对双绞线(未示出)的一端;其第5脚(Y,正向发射输出端)和其第6脚(Z,反向发射输出端)分别连接RS422总线的第二对双绞线(未示出)的一端,两对双绞线的另一端连接主面板上的线控电路(未示出),其第2脚(RO,接收输出端)、第3脚(DI,发射输入端)接控制模块200。通信芯片U2通过全双工通信方式与线控电路进行通信。
无线接收单元120包括型号为NRF2401的通信芯片U3。
控制模块200包括信号为ATMEG128-TQFP64的单片机U1,其中,单片机U1的第2脚(RXD0)接通信芯片U2的第2脚,其第3脚(TXD0)接通信芯片U2第3脚。单片机U1的第10脚(PB0)接通信芯片U3的第1脚(PWR端),其第11脚(PB1)接通信芯片U3的第2脚(DR1端),其第12脚(PB2)接通信芯片U3的第3脚(DATA端),其第13脚(PB3)接通信芯片U3的第4脚(CS端),其第14脚(PB4)接通信芯片U3的第5脚(CE端),其第15脚(PB5)接通信芯片U3的第6脚(CLK端)。
驱动模块300包括电阻R2、R3、R5、R6、R7、R9、R10、R11、三极管Q1、Q2、Q18、Q19、继电器K1、K2、限位开关J1、J2电机M1,其中,三极管Q18、Q19为NPN型,三极管Q1、Q2为PNP型。单片机U1的第49脚(第一输出端,PA2)通过电阻R5(第一电阻)接三极管Q18(第一三极管)的基极,所述三极管Q18的发射极接地,电阻R2(第二电阻)和电阻R3(第三电阻)串联,一端接三极管Q18的集电极,另一端与三极管Q1(第二三极管)的发射极一并接12V的电压,且其串联的交汇点接所述三极管Q1的基极,所述三极管Q1的集电极通过限位开关J1(第一限位开关)接继电器K1(第一继电器)的第8脚,所述继电器K1的第7脚接地,所述电阻R6(第四电阻)的一端连接所述继电器K1的第8脚,其另一端接二极管D1(第一二极管)的负极,所述二极管D1的正极接所述继电器K1的第7脚;单片机的第50脚(第二输出端,PA3)通过电阻R11(第五电阻)接三极管Q19(第三三极管)的基极,所述三极管Q19的发射极接地,电阻R9(第六电阻)和电阻R10(第七电阻)串联,一端接三极管Q19的集电极,另一端与三极管Q2(第四三极管)的发射极一并接12V的电压,且其串联的交汇点接三极管Q2的基极,三极管Q2的集电极通过限位开关J2(第二限位开关)接继电器K2(第二继电器)的第8脚,所述第继电器K2的第7脚接地,电阻R7(第八电阻)的一端连接所述继电器K2的第8脚,其另一端接二极管D2(第二二极管)的负极,二极管D2的正极接继电器K2的第7脚;继电器K1的第4脚接电机M1的正极,其第1脚接电机的负极,其第6脚接继电器K2的第5脚,其第5脚接继电器K2的第3脚,其第3脚接继电器K2的第2脚,其第2脚接继电器K2的第6脚继电器K2的第1脚接12V的电压,其第4脚接反馈模块400,
在反馈模块中400中,电阻R4(反馈电阻)一端接继电器K2的第4脚,另一端接地,且继电器K2的第4脚接单片机的第60脚(第一输入端,PF0)。
在保护模块500中,保险丝F1(第一保险丝)的一端接三极管Q1的集电极,另一端接限位开关J1,压敏电阻VR1(第一压敏电阻)和防雷击管VD1(第一防雷击管)分别并联在保险丝F1的一端和地之间;保险丝F2(第二保险丝)的一端接三极管Q2的集电极,另一端接限位开关J2、压敏电阻VR2(第二压敏电阻)和防雷击管VD2(第二防雷击管)分别并联在保险丝F2的一端和地之间。
下面说明该电路的工作原理,在本实施例中,只以一个电机控制一组车载灯具灯头的两个方向的转动为例进行说明,应当说明的是,本发明绝不仅仅限于一个电机和一组灯头,可根据实际情况设定车载灯具的灯头组的数量、电机的数量,例如6个电机控制2组灯头组,可实现两组灯头分别水平左转、水平右转、垂直上转、垂直下转及两组灯头整体立倒、整体水平转动。
首先,通过有线接收单元110和/或无线接收单元120接收来自主面板的输入信号,例如输入信号是车载灯具的上升信号。当使用有线接收单元110接收输入信号时,通信芯片U2通过其第8脚(同向接收输入端)和其第7脚(反向接收输入端)接收来自主面板上的输入信号,然后其第2脚(接收输出端)向单片机U1的第2脚发送所接收的输入信号;当使用无线接收单元120接收输入信号时,通信芯片U3的第3脚(DATA端)向单片机U1的第12脚发送所接收的输入信号。
通过对单片机U1程序的编写,实现其第49脚控制电机的正转,即对应车载灯具的上升,其第48脚控制电机的反转,即对应车载灯具的降落。当单片机U1接收到车载灯具上升的输入信号后,控制其第49脚输出高电平,其第48脚输出低电平,此时三极管Q18导通,12V的电压通过两分压电阻R2、R3接地,电阻R2、R3的阻值相等,各分得6V的电压,即PNP型三极管Q1导通,若电机的转动无超过预定的角度,限位开关呈闭合状态,此时,继电器K1的线圈通电,继电器K1的第1、4脚(动触头)分别接通其第3、6脚(静触头)。同样的原理,当单片机U1的第48脚输出低电平时,继电器K2的线圈不带电,继电器K2的第1、4脚(动触头)分别接通其第2、5脚(静触头),电机M1的正极接入12V的电压,负极通过反馈电阻R4接地,电机M1开始正转,当电机带动车载灯具的转动超过预定的角度后,碰到限位开关,限位开关断开,继电器K1的线圈失电,其第1、4脚(动触头)跳动,分别接通其第2、5脚(静触头),电机M1断开12V的电源,停止转动。
同理,若单片机接收到车载灯具下降的输入信号后,控制其第48脚输出高电平,其第49脚输出低电平,电机即可实现反转,车载灯具转动时碰到限位开关即停止反向转动。
反馈电阻R4采样电机M1的电流信号,并将电流信号转化为电压信号,然后发送至单片机U1的第60脚,单片机U1根据该电压信号判断电机的转动状态,如电机M1发生堵转情况时,电流增大,反馈电阻R4的电压增大,单片机U1即可根据其第60脚的输入信号判断得知电机M1的电流增大,则控制其第49脚及第48脚均输出低电平,根据上述原理,电机M1没有接入12V的电源,即不正转也不反转,也就避免了烧坏电机。
同时,为更好的保护车载灯具的电机,在控制模块200和驱动模块300之间加入了保护模块500,当电机正转的驱动电流过大时,保险丝F1断开,从而使得继电器线圈K1失电,电机M1正向停转,同样地,当电机反转的驱动电流过大时,继电器线圈K2失电,电机M1反向停转;当电机正转的驱动电压过大时,压敏电阻VR1的阻值减小,继电器线圈K1失电,电机M1正向停转,同样地,当电机反转的驱动电压过大时,电机M1反向停转;当电机M1正转时出现雷击,高能量的脉冲使防雷击穿管VD1导通,继电器线圈K1失电,电机M1正向停转,同样地,当电机M1反转时出现雷击,电机M1反向停转。因此,保护模块分别在电机M1的驱动电流过大、驱动电压过大或出现雷击时,断开电路,避免烧坏电机。
因此,实施本发明的车载灯具及其控制电路,当车载灯具出现异常,如出现堵转情况时,电机的电流就会迅速增大,反馈模块将电机的电流采样信号反馈至控制模块,控制模块判断电机的电流过大,便向电机的驱动模块发送停止转动的控制信号,这样就避免了出现堵转情况时浪费电能、烧坏电机的可能性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种车载灯具的控制电路,该车载灯具带有电机,其特征在于,包括接收模块、控制模块、驱动模块、反馈模块和保护模块,其中,
接收模块,用于接收车载灯具转动的输入信号;
反馈模块,用于采样所述电机的电流信号;
控制模块,用于根据所述输入信号及电机的电流采样信号生成车载灯具转动的控制信号;
驱动模块,用于根据所述控制信号驱动车载灯具的所述电机转动;
保护模块,用于在电机电流过大、电压过大或出现雷击时断开电路。
2.根据权利要求1所述的车载灯具的控制电路,其特征在于,所述接收模块包括无线接收单元和有线接收单元。
3.根据权利要求2所述的车载灯具的控制电路,其特征在于,所述无线接收单元包括型号为NRF2401的通信芯片;所述有线接收单元包括型号为MAX488的通信芯片。
4.根据权利要求1所述的车载灯具的控制电路,其特征在于,所述控制模块包括型号为ATMEG128-TQFP64的单片机。
5.根据权利要求4所述的车载灯具的控制电路,其特征在于,所述驱动模块包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一限位开关、第二限位开关、第一继电器、第二继电器、第一二极管和第二二极管,其中,
单片机的第一输出端通过第一电阻接第一三极管的基极,所述第一三极管的发射极接地,第二电阻和第三电阻串联,一端接所述第一三极管的集电极,另一端与第二三极管的发射极一并接12V的电压,且其串联的交汇点接所述第二三极管的基极,所述第二三极管的集电极通过第一限位开关接第一继电器的第8脚,所述第一继电器的第7脚接地,所述第四电阻的一端连接所述第一继电器的第8脚,其另一端接所述第一二极管的负极,所述第一二极管的正极接所述第一继电器的第7脚;
单片机的第二输出端通过第五电阻接第三三极管的基极,所述第三三极管的发射极接地,第六电阻和第七电阻串联,一端接所述第三三极管的集电极,另一端与第四三极管的发射极一并接12V的电压,且其串联的交汇点接所述第四三极管的基极,所述第四三极管的集电极通过第二限位开关接第二继电器的第8脚,所述第二继电器的第7脚接地,所述第八电阻的一端连接所述第二继电器的第8脚,其另一端接所述第二二极管的负极,所述第二二极管的正极接所述第二继电器的第7脚;
所述第一继电器的第4脚接电机的正极,其第1脚接电机的负极,其第6脚接第二继电器的第5脚,其第5脚接所述第二继电器的第3脚,其第3脚接所述第二继电器的第2脚,其第2脚接所述第二继电器的第6脚,所述第二继电器的第1脚接12V的电压,其第4脚地。
6.根据权利要求5所述的车载灯具的控制电路,其特征在于,所述反馈模块包括反馈电阻,所述反馈电阻连接在所述第二继电器的第4脚和地之间,且所述第二继电器的第4脚接所述单片机的第一输入端。
7.根据权利要求5所述的车载灯具的控制电路,其特征在于,所述保护模块包括第一保险丝、第二保险丝、第一压敏电阻、第二压敏电阻、第一防雷击管、第二防雷击管,
第一保险丝的一端接所述第二三极管的集电极,其另一端接所述第一限位开关,所述第一压敏电阻和所述第一防雷击管分别连接在所述第一保险丝的所述一端和地之间;
第二保险丝的一端接所述第四三极管的集电极,其另一端接所述第二限位开关,所述第二压敏电阻和所述第二防雷击管分别连接在所述第二保险丝的所述一端和地之间。
8.一种车载灯具,其特征在于,所述车载灯具包括权利要求1至7任一项所述的车载灯具的控制电路。
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