CN103046222A - 基于霍尔传感器的电脑横机掉目检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于霍尔传感器的电脑横机掉目检测装置，包括电磁铁、电磁铁滑杆、连接件、选梭件、电压转换电路、异或门和单片机，电磁铁滑杆与电磁铁连接，选梭件通过连接件与电磁铁滑杆连接，其特征在于选梭件上嵌有磁钢，选梭件的邻侧设有传感器安装架，该传感器安装架上安装有霍尔传感器，选梭件落下状态、即电磁铁滑杆上移时，磁钢对着霍尔传感器，霍尔传感器、电压转换电路与异或门连接，异或门与单片机连接。

Description

基于霍尔传感器的电脑横机掉目检测装置

技术领域

本发明涉及一种电脑横机选梭装置（掉目）是不是正常工作的检测装置，具体地说是一种基于霍尔传感器的电脑横机掉目检测装置。

背景技术

电脑横机选梭装置是通过电磁铁动作的。但该电磁铁动作的部件，由于工作空间位置比较狭小，使用环境恶劣，容易因机构传动问题或电磁铁本身的问题，导致选梭装置不动作或者过动作。

发明内容

本发明的目的是设计出一种基于霍尔传感器的电脑横机掉目检测装置。

本发明要觪决的是现有电磁铁动作的掉目导致的选梭装置不动作或者过动作的问题。

本发明的技术方案是：它包括电磁铁、电磁铁滑杆、连接件、选梭件、电压转换电路、异或门和单片机，电磁铁滑杆与电磁铁连接，选梭件通过连接件与电磁铁滑杆连接，选梭件上嵌有磁钢，选梭件的邻侧设有传感器安装架，该传感器安装架上安装有霍尔传感器，选梭件落下状态、即电磁铁滑杆上移时，磁钢对着霍尔传感器，霍尔传感器、电压转换电路与异或门连接，异或门与单片机连接。

所述的电压转换电路包括第一转换电路和第二转换电路，第一转换电路包括第一运算放大器、第二运算放大器和电阻，第一运算放大器的输出端通过电阻R3、R4与第二运算放大器的输入端连接，第二运算放大器的输出端R6、二极管D1与锁存器连接，锁存器与异或门连接；第二转换电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器和电阻，第三运算放大器的输出端通过电阻R16、R14与第四运算放大器的输入端连接，第四运算放大器的输出端通过电阻R11、R10与第五运算放大器的输入端连接，第五运算放大器通过电阻R8、二极管D2与锁存器连接。锁存器由二个相互连接的异或门构成。

本发明的优点是：能及时检测电脑横机选梭装置（掉目）是不是正常工作，如不正常工作就发出报警信号。

附图说明

图1为电磁铁通+24V电压时电磁铁滑杆的状态。

图2为电磁铁通－24V电压时电磁铁滑杆的状态。

图3为磁钢安装于选梭件的结构示意图。

图4为选梭件上移的结构示意图。

图5为－24V和+24V电压转换为0－5V电压的电路图。

图6为－24V和+24V电压转换为0－5V电压数据图。

图7为第一转换电路的电路原理图。

图8为第二转换电路的电路原理图。

图9为锁存器的电路原理图。

图10为锁存器输出的波形图。

图11为单片机的连接电路原理图。

具体实施方式

本发明的电脑横机掉目采用保持式电磁铁(Keep solenoid)，该保持式电磁铁使用永久磁铁，它的工作原理与所有直线运动的电磁铁是相似。当线圈被激励后,电磁铁滑杆向铁芯移动,并最终停止在终点位置，而当电源切断之后,电磁铁滑杆仍然保持在原来的地方,如果要使电磁铁滑杆返回,必须施加反向电压（或电流）。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的说明。

本发明包括电磁铁1、电磁铁滑杆2、连接件3、选梭件4、电压转换电路、异或门LS3和单片机U1。电磁铁滑杆2与电磁铁1连接，选梭件4通过连接件3与电磁铁滑杆2连接。选梭件4上嵌有磁钢5，选梭件4的邻侧设有传感器安装架6，该传感器安装架6上安装有霍尔传感器。选梭件4落下状态、即电磁铁滑杆2上移时，磁钢5对着霍尔传感器，霍尔传感器、电压转换电路与异或门LS3连接，异或门LS3与单片机U1连接。

所述的电压转换电路包括第一转换电路和第二转换电路，第一转换电路包括第一运算放大器TL1、第二运算放大器TL3和电阻。第一运算放大器TL1的输出端通过电阻R3、R4与第二运算放大器TL2的输入端连接，第二运算放大器TL2的输出端R6、二极管D1与锁存器连接，锁存器与异或门LS3连接；第二转换电路包括第三运算放大器TL3、第四运算放大器TL4、第五运算放大器TL5和电阻，第三运算放大器TL3的输出端通过电阻R16、R14与第四运算放大器TL4的输入端连接，第四运算放大器TL4的输出端通过电阻R11、R10与第五运算放大器TL5的输入端连接，第五运算放大器TL5通过电阻R8、二极管D2与锁存器连接。锁存器由二个相互连接的异或门LS1和异或门LS2构成。

　　　第一转换电路当且仅当信号为24V时输出逻辑信号1的5V电压，其他输出逻辑信号为0的0V电压。第二转换电路当且仅当信号为-24V时输出逻辑信号1的5V电压，其他输出逻辑信号为0的0V电压。

　　　　第一转换电路将正负24V电压转换为正负5V。其中的单向导通的二极管D1，可以将-5V电压滤去。实现当且仅当信号为24V时输出逻辑信号1的5V电压，其他输出逻辑信号为0的0V电压。　第二转换电路在第一转换电路的基础上将电压反相，图7中输出+5V时第二路输出-5V，图7中输出-5V时第二路输出+5V，滤去-5V电压，实现当且仅当信号为-24V时输出逻辑信号1的5V电压，其他输出逻辑信号为0的0V电压。

选梭装置是由16个电磁铁组成的装置。共两排，每排8个电磁铁1。运算放大器型号均为TL084。异或门型号为74LS02。

本发明所述的电磁铁1、电磁铁滑杆2、连接件3、选梭件4、电压转换电路、异或门构成一个掉目单元。本发明所述的电脑横机上设有至少16个掉目单元，分为二排平行列，每排8个单元。这16个掉目单元与单片机连接，16个电磁铁电压转换电路通过各自的异或门分别接入单片机P0.0-P0.7和P1.0-P1.7脚。

单片机上通过P2.2与P2.3口与显示器连接，如果出现异常，异常信号经单片机处理后从显示器上显示，报告是哪一个掉目单元出故障。

当磁钢5远离霍尔传感器，霍尔传感器输出高电平1，磁钢5正对霍尔传感器，霍尔传感器输出低电平0。

本发明的工作原理是：

检测+24V的时候电磁铁滑杆是不是如图1所示，检测-24V的时候电磁铁滑杆是不是如图2所示。具体是：

当电磁铁1通+24V电压时，电磁铁滑杆2处于图1所示的状态，磁钢5远离霍尔传感器，霍尔传感器输出高电平1。掉目工作正常，异或门输出正常信号0。

当电磁铁1通+24V电压时，电磁铁滑杆2如处于图2所示的状态，磁钢5正对霍尔传感器，霍尔传感器输出低电平0。掉目工作不正常，异或门输出报警信号1，该报警信号1通过单片机处理后，由显示器显示出是哪个选梭件报警。

当电磁铁1通－24V电压时，电磁铁滑杆2处于图2所示的状态，磁钢5正对霍尔传感器，霍尔传感器输出低电平0。掉目工作正常，异或门输出正常信号0。

当电磁铁1通－24V电压时，电磁铁滑杆2处于图1所示的状态，磁钢5远离霍尔传感器，霍尔传感器输出高电平1。掉目工作不正常，异或门输出报警信号1，该报警信号1通过单片机处理后，由显示器显示出是哪个选梭件报警。

上述报警方式可以用下表表达：

电压信号	1（+24V）	1（+24V）	0（－24V）	0（－24V）
					霍尔传感器	1（高电平）	0（低电平）	1（高电平）	0（低电平）
异或门结果	0	1	1	0
					状态	正常	报警	报警	正常

Claims (3)

1.一种基于霍尔传感器的电脑横机掉目检测装置，包括电磁铁、电磁铁滑杆、连接件、选梭件、电压转换电路、异或门和单片机，电磁铁滑杆与电磁铁连接，选梭件通过连接件与电磁铁滑杆连接，其特征在于选梭件上嵌有磁钢，选梭件的邻侧设有传感器安装架，该传感器安装架上安装有霍尔传感器，选梭件落下状态、即电磁铁滑杆上移时，磁钢对着霍尔传感器，霍尔传感器、电压转换电路与异或门连接，异或门与单片机连接。

2.根据权利要求1所述的基于霍尔传感器的电脑横机掉目检测装置，其特征在于所述的电压转换电路包括第一转换电路和第二转换电路，第一转换电路包括第一运算放大器、第二运算放大器和电阻，第一运算放大器的输出端通过电阻R3、R4与第二运算放大器的输入端连接，第二运算放大器的输出端R6、二极管D1与锁存器连接，锁存器与异或门连接；第二转换电路包括第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器和电阻，第三运算放大器的输出端通过电阻R16、R14与第四运算放大器的输入端连接，第四运算放大器的输出端通过电阻R11、R10与第五运算放大器的输入端连接，第五运算放大器通过电阻R8、二极管D2与锁存器连接。

3.根据权利要求1所述的基于霍尔传感器的电脑横机掉目检测装置，其特征在于锁存器由二个相互连接的异或门构成。

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