CN106427903A - 一种无线控制的机车电动雨刮控制装置 - Google Patents

Abstract

一种无线控制的机车电动雨刮控制装置，由开关盒和雨刮控制器组成；开关盒微控制器电路根据按键电路的输入信号，通过无线发射电路分别发送停止、慢速、快速、间歇的无线控制命令，给雨刮控制器的无线接收电路，雨刮微控制器电路根据接收的无线控制命令，改变脉宽调制输出占空比，通过雨刮电机控制电路控制雨刮电机分别做“停止、慢速、快速、间歇”运动。开关盒与雨刮控制器不需要通过电线连接，直接通过无线信号进行控制，安装方便；开关盒不需要在司机控制室预先专门设计安装位置，可以直接放置在司机任何顺手操作的地方，操作方便；同时，减小了司机弯腰操作开关盒带来的行车安全隐患。

Description

一种无线控制的机车电动雨刮控制装置

技术领域

本发明涉及一种无线控制的机车电动雨刮控制装置的电子技术领域，尤其适用于机车、城轨、地铁等轨道交通用雨刮。

背景技术

目前的机车电动雨刮控制装置包括开关盒和雨刮控制器2个部分，开关盒和雨刮控制器通过电缆进行连接，安装不方便；开关盒必须安装在司机方便操作的地方，在机车电动雨刮控制装置安装的时候，必须在机车上预先专门设计开关盒的安装位置，否则无法安装；同时，开关盒一般被设计安装在司机控制室的次要位置，经常要弯腰才能够进行控制，影响机车司机的正常行车运行，造成行车安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种无线控制的机车电动雨刮控制装置，开关盒与雨刮控制器不需要通过电线连接，直接通过无线信号进行控制，安装方便；开关盒不需要在司机控制室预先专门设计安装位置，可以直接放置在司机任何顺手操作的地方，操作方便；同时，减小了司机弯腰操作开关盒带来的行车安全隐患。

本发明的技术方案是：一种无线控制的机车电动雨刮控制装置，由开关盒和雨刮控制器组成；开关盒包括开关盒电源电路、按键电路、开关盒微控制器电路、无线发射电路；雨刮控制器包括雨刮电源电路、无线接收电路、雨刮微控制器电路、雨刮电机控制电路、雨刮电机；开关盒微控制器电路根据按键电路的输入信号，通过无线发射电路分别发送停止、慢速、快速、间歇的无线控制命令，给雨刮控制器的无线接收电路，雨刮微控制器电路根据接收的无线控制命令，改变脉宽调制输出占空比，通过雨刮电机控制电路控制雨刮电机分别做“停止、慢速、快速、间歇”运动。

所述开关盒电源电路，由第一电池组、第一开关组成；第一电池组正极通过第一开关输出第一电源VD1；第一电池组负极为第一电源公共地GND1；开关盒电源电路供给按键电路、开关盒微控制器电路和无线发射电路工作电源。

所述开关盒微控制器电路，由第一微控制器、第一晶振、第一电容、第二电容组成；第一微控制器的电源正极输入脚VCC连接第一电源VD1，电源负极输入脚GND连接第一电源公共地GND1；第一微控制器的XTAL1脚通过第一晶振连接第一微控制器的XTAL2脚；第一微控制器的XTAL1脚通过第一电容连接第一电源公共地GND1，XTAL2脚通过第二电容连接第一电源公共地GND1。

所述按键电路，由第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一按键、第二按键、第三按键、第四按键组成；第一电源VD1通过第一电阻和第一按键连接第一电源公共地GND1，第一按键的2脚连接第一微控制器的输入脚IN1；第一电源VD1通过第二电阻和第二按键连接第一电源公共地GND1，第二按键的2脚连接第一微控制器的输入脚IN2；第一电源VD1通过第三电阻和第三按键连接第一电源公共地GND1，第三按键的2脚连接第一微控制器的输入脚IN3；第一电源VD1通过第四电阻和第四按键连接第一电源公共地GND1，第四按键的2脚连接第一微控制器的输入脚IN4。

所述无线发射电路，由无线发射芯片、第二晶振、第一天线、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一电感、第二电感组成；无线发射芯片的电源输入脚VDD连接第一电源VD1，GND脚连接第一电源公共地GND1；无线发射芯片的模式选择脚MODE连接第一电源VD1，使无线发射芯片工作在频移键控模式；无线发射芯片的频偏设置脚DEV1、DEV2和DEV3连接第一电源VD1；无线发射芯片与第一微控制器通过单总线通信；无线发射芯片的数据接收使能脚ENABLE连接第一微控制器的输出脚OUT2，数据输入脚DIN连接第一微控制器输出脚OUT1；无线发射芯片的无线功放输出脚PAOUT通过第六电容、第二电感连接第一天线；同时无线发射芯片的无线功放输出脚PAOUT通过第一电感连接第一电源VD1；第一天线通过第八电容连接第一电源公共地GND1；第六电容的2脚通过第七电容连接第一电源公共地GND1；第一电感、第二电感、第六电容、第七电容、第八电容组成第一天线的匹配网络。

所述雨刮电源电路，由第九电容、压敏电阻、瞬态电压抑制二极管、DC/DC模块和第十电容组成；雨刮电源电路由机车直流110V电源供电，第九电容、压敏电阻和瞬态电压抑制二极管并联在110V电源正极和110V电源负极之间；DC/DC模块的电源正极输入脚VIN+连接110V电源正极，电源负极输入脚VIN-连接110V电源负极，电源输出脚VOUT输出第二电源VD2，电源地输出脚GND输出第二电源公共地GND2；DC/DC模块的电源输出脚VOUT通过第十电容连接DC/DC模块的电源地输出脚GND；DC/DC模块的电源地输出脚GND与DC/DC模块的电源负极输入脚VIN-连接；雨刮电源电路供给无线接收电路、雨刮微控制器电路工作电源。

所述雨刮微控制器电路由第二微控制器、第十六电容、第十七电容、第四晶振组成。第二微控制器的电源正极输入VCC脚连接第二电源VD2，电源负极输入脚GND连接第二电源公共地GND2；第二微控制器的XTAL1脚通过第四晶振连接第二微控制器的XTAL2脚；第二微控制器的XTAL1脚通过第十六电容连接第二电源公共地GND2，XTAL2脚通过第十七电容连接第二电源公共地GND2。

所述无线接收电路由无线接收芯片、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第三晶振、第二天线、第三电感组成；第二天线通过第三电感和第十五电容连接无线接收芯片的无线输入脚RFIN；同时第二天线通过第十四电容连接第二电源公共地GND2；第十四电容、第十五电容、第三电感组成第二天线的匹配网络；无线接收芯片和第二微控制器通过SPI通信，无线接收芯片的SPI时钟脚SCLK连接第二微控制器的SPI时钟脚SCLK；无线接收芯片的MOSI脚连接第二微控制器的MOSI脚；无线接收芯片的MISO脚连接第二微控制器的MISO脚；无线接收芯片的状态机复位脚RESETB连接第二微控制器的输出脚OUT3。

所述雨刮电机控制电路由第一场效应管组成，第一场效应管的栅极连接第二微控制器的脉宽调制输出脚PWM1，漏极通过雨刮电机连接110V电源正极，源极连接第二电源公共地GND2；第二微控制器根据接收到的无线命令，通过脉宽调制输出脚PWM1，改变输出脉宽调制信号的占空比，改变雨刮电机的转速，使雨刮电机分别实现“停止、慢速、快速、间歇”运动。

本发明的有益效果是，一种无线控制的机车电动雨刮控制装置，通过无线方式来控制雨刮的“停止、慢速、快速、间歇”运行，具有安装简便，减小了司机弯腰操作开关盒带来的行车安全隐患的优点。

附图说明

图1是一种无线控制的机车电动雨刮控制装置的系统结构方框图。

图2是一种无线控制的机车电动雨刮控制装置的开关盒电源电路、按键电路、开关盒微控制器电路和无线发射电路原理图。

图3是一种无线控制的机车电动雨刮控制装置的雨刮电源电路、无线接收电路和雨刮微控制器电路原理图。

图4是一种无线控制的机车电动雨刮控制装置的主程序流程图。

具体实施方式

结合附图和实例对本发明进一步说明如下。

如图1所示，一种无线控制的机车电动雨刮控制装置，包括开关盒电源电路（1）、按键电路（2）、开关盒微控制器电路（3）、无线发射电路（4）、雨刮电源电路（5）、无线接收电路（6）、雨刮微控制器电路（7）、雨刮电机控制电路（8）、雨刮电机（9）；开关盒微控制器电路（3）根据按键电路（2）的输入信号，通过无线发射电路（4）分别发送停止、慢速、快速、间歇的无线控制命令，给雨刮控制器的无线接收电路（6），雨刮微控制器电路（7）根据接收的无线控制命令，通过雨刮电机控制电路（8）控制雨刮电机（9）分别做“停止、慢速、快速、间歇”运动。

如图2所示，开关盒电源电路（1），由第一电池组BAT1、第一开关SW1组成；第一电池组BAT1正极通过第一开关SW1输出第一电源VD1；第一电池组BAT1负极为第一电源公共地GND1；开关盒电源电路（1）供给按键电路（2）、开关盒微控制器电路（3）和无线发射电路（4）工作电源。

开关盒微控制器电路（3），由第一微控制器U1、第一晶振Y1、第一电容C1、第二电容C2组成；第一微控制器U1的电源正极输入脚连接第一电源VD1，电源负极输入脚GND连接第一电源公共地GND1；第一微控制器U1的XTAL1脚通过第一晶振Y1连接第一微控制器的XTAL2脚；第一微控制器的XTAL1脚通过第一电容C1连接第一电源公共地GND1，XTAL2脚通过第二电容C2连接第一电源公共地GND1。

按键电路（2），由第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一按键S1、第二按键S2、第三按键S3、第四按键S4组成；第一电源VD1通过第一电阻R1和第一按键S1连接第一电源公共地GND1，第一按键S1的2脚连接第一微控制器U1的输入脚IN1；第一电源VD1通过第二电阻R2和第二按键S2连接第一电源公共地GND1，第二按键S2的2脚连接第一微控制器U1的输入脚IN2；第一电源VD1通过第三电阻R3和第三按键S3连接第一电源公共地GND1，第三按键S3的2脚连接第一微控制器U1的输入脚IN3；第一电源VD1通过第四电阻R4和第四按键S4连接第一电源公共地GND1，第四按键S4的2脚连接第一微控制器U1的输入脚IN4。

无线发射电路（4），由无线发射芯片U2、第二晶振Y2、第一天线ANT1、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一电感L1、第二电感L2组成；无线发射芯片U2的电源输入脚VDD连接第一电源VD1，GND脚连接第一电源公共地GND1；无线发射芯片U2的模式选择脚MODE连接第一电源VD1，使无线发射芯片工作在频移键控模式；无线发射芯片U2的频偏设置脚DEV1、DEV2和DEV3连接第一电源VD1，使无线信号频偏为最大值；无线发射芯片U2与第一微控制器U1通过单总线通信；无线发射芯片U2的数据接收使能脚ENABLE连接第一微控制器U1的输出脚OUT2，数据输入脚DIN连接第一微控制器U1的输出脚OUT1；无线发射芯片U2的无线功放输出脚PAOUT通过第六电容C6、第二电感L2连接第一天线ANT1；同时无线发射芯片U2的无线功放输出脚PAOUT通过第一电感L1连接第一电源VD1；第一天线ANT1通过第八电容C8连接第一电源公共地GND1；第六电容C6的2脚通过第七电容C7连接第一电源公共地GND1；第一电感L1、第二电感L2、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8组成第一天线ANT1的匹配网络；无线发射芯片U2的型号是MAX1479。

如图3所示，雨刮电源电路（5），由第九电容C9、压敏电阻RV1、瞬态电压抑制二极管D1、DC/DC模块U3和第十电容C10组成；雨刮电源电路由机车直流110V电源供电，第九电容C9、压敏电阻RV1和瞬态电压抑制二极管D1并联在110V电源正极和110V电源负极之间；DC/DC模块U3的电源正极输入脚VIN+连接110V电源正极，电源负极输入脚VIN-连接110V电源负极，电源输出脚VOUT输出第二电源VD2，电源地输出脚GND输出第二电源公共地GND2；DC/DC模块U3的电源输出脚VOUT通过第十电容C10连接DC/DC模块U3的电源地输出脚GND；DC/DC模块U3的电源地输出脚GND与DC/DC模块U3的电源负极输入脚VIN-连接；雨刮电源电路（5）供给无线接收电路（6）、雨刮微控制器电路（7）工作电源。

雨刮微控制器电路（7）由第二微控制器U5、第十六电容C16、第十七电容C17、第四晶振Y4组成。第二微控制器U5的电源正极输入VCC脚连接第二电源VD2，电源负极输入脚GND连接第二电源公共地GND2；第二微控制器U5的XTAL1脚通过第四晶振Y4连接第二微控制器U5的XTAL2脚；第二微控制器U5的XTAL1脚通过第十六电容C16连接第二电源公共地GND2，XTAL2脚通过第十七电容C17连接第二电源公共地GND2。

无线接收电路（6）由无线接收芯片U4、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第三晶振Y3、第二天线ANT2、第三电感L3组成；第二天线ANT2通过第三电感L3和第十五电容C15连接无线接收芯片U3的无线输入脚RFIN；同时第二天线ANT2通过第十四电容C14连接第二电源公共地GND2；第十四电容C14、第十五电容C15、第三电感L3组成第二天线ANT2的匹配网络；无线接收芯片U4和第二微控制器U5通过SPI通信，无线接收芯片U4的SPI时钟脚SCLK连接第二微控制器U5的SPI时钟脚SCLK；无线接收芯片U4的MOSI脚连接第二微控制器U5的MOSI脚；无线接收芯片U4的MISO脚连接第二微控制器U5的MISO脚；无线接收芯片U4的状态机复位脚RESETB连接第二微控制器U5的输出脚OUT3；无线接收芯片U4的型号是MC33594。

所述雨刮电机控制电路（8）由第一场效应管Q1组成，第一场效应管Q1的栅极连接第二微控制器U5的脉宽调制输出脚PWM1，漏极通过雨刮电机（9）连接110V电源正极，源极连接第二电源公共地GND2。

如图4所示，是主程序流程图，主流程工作步骤具体是：

步骤一，上电初始化；

步骤二，接收无线控制命令；

步骤三，控制命令是否是慢速运行命令，如果是就进入步骤四，如果否就转到步骤五；

步骤四，运行慢速刮刷子程序，转到步骤十一；

步骤五，控制命令是否是快速运行命令，如果是就进入步骤六，如果否就转到步骤七；

步骤六，运行快速刮刷子程序，转到步骤十一；

步骤七，控制命令是否是间歇运行命令，如果是就进入步骤八，如果否就转到步骤九；

步骤八，运行间歇刮刷子程序，转到步骤十一；

步骤九，控制命令是否是停止运行命令，如果是就进入步骤十，如果否就转到步骤十一；

步骤十，运行停止刮刷子程序，转到步骤十一；

步骤十一，转到步骤二。

应当指出，对于经过充分说明的本发明来说，还可以具有多种变换及改性的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实例，上述实例仅仅作为本发明的说明，而不是限制，总之，本发明的保护范围包括哪些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (1)

1.一种无线控制的机车电动雨刮控制装置，由开关盒和雨刮控制器组成；开关盒包括开关盒电源电路、按键电路、开关盒微控制器电路；雨刮控制器包括雨刮电源电路、雨刮微控制器电路、雨刮电机控制电路、雨刮电机；其特征在于

开关盒还包括无线发射电路；雨刮控制器还包括无线接收电路；

开关盒与雨刮控制器不需要通过电线连接，直接通过无线信号进行控制，安装方便；开关盒不需要在司机控制室预先专门设计安装位置，可以直接放置在司机任何顺手操作的地方，操作方便；同时，减小了司机弯腰操作开关盒带来的行车安全隐患；开关盒微控制器电路根据按键电路的输入信号，通过无线发射电路分别发送停止、慢速、快速、间歇的无线控制命令，给雨刮控制器的无线接收电路，雨刮微控制器电路根据接收的无线控制命令，改变脉宽调制输出占空比，通过雨刮电机控制电路控制雨刮电机分别做“停止、慢速、快速、间歇”运动；

所述无线发射电路，由无线发射芯片、第二晶振、第一天线、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一电感、第二电感组成；无线发射芯片的电源输入脚VDD连接第一电源VD1，GND脚连接第一电源公共地GND1；无线发射芯片的模式选择脚MODE连接第一电源VD1，使无线发射芯片工作在频移键控模式；无线发射芯片的频偏设置脚DEV1、DEV2和DEV3连接第一电源VD1；无线发射芯片与第一微控制器通过单总线通信；无线发射芯片的数据接收使能脚ENABLE连接第一微控制器的输出脚OUT2，数据输入脚DIN连接第一微控制器输出脚OUT1；无线发射芯片的无线功放输出脚PAOUT通过第六电容、第二电感连接第一天线；同时无线发射芯片的无线功放输出脚PAOUT通过第一电感连接第一电源VD1；第一天线通过第八电容连接第一电源公共地GND1；第六电容的2脚通过第七电容连接第一电源公共地GND1；第一电感、第二电感、第六电容、第七电容、第八电容组成第一天线的匹配网络；

所述无线接收电路由无线接收芯片、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第三晶振、第二天线、第三电感组成；第二天线通过第三电感和第十五电容连接无线接收芯片的无线输入脚RFIN；同时第二天线通过第十四电容连接第二电源公共地GND2；第十四电容、第十五电容、第三电感组成第二天线的匹配网络；无线接收芯片和第二微控制器通过SPI通信，无线接收芯片的SPI时钟脚SCLK连接第二微控制器的SPI时钟脚SCLK；无线接收芯片的MOSI脚连接第二微控制器的MOSI脚；无线接收芯片的MISO脚连接第二微控制器的MISO脚；无线接收芯片的状态机复位脚RESETB连接第二微控制器的输出脚OUT3。