CN109474214A - 一种usb接口兼容不同模块实现电机控制的系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统，包括供电端、AC‑DC电路模块、DC‑DC电路模块、至少一个USB模块接口、USB控制器模块、驱动电路模块及电机模块，供电端为AC‑DC电路模块供电，其输出端连接到DC‑DC电路模块和驱动电路模块，DC‑DC电路模块输出端连接到USB模块接口，驱动电路模块输出端连接到电机模块，驱动电路模块的输入端还与该USB模块接口电性连接，USB控制器模块插接在USB模块接口上。本发明还提出了一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的方法。实施本发明的USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统及其方法，能够兼容不同控制模块实现电机控制，只需通过USB接口插接方式更换USB控制器模块，十分方便。

Description

一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种电机控制技术领域，特别涉及一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统及其方法。

背景技术

智能家居控制系统(英文smarthome control system，简称SCS)，是以智能家居系统为平台，家居电器及家电设备为主要控制对象，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施进行高效集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的控制管理系统，提升家居智能、安全、便利、舒适，并实现环保控制系统平台。智能家居控制系统是智能家居核心，是智能家居控制功能实现的基础。

随着社会的不断进步和信息技术的迅猛发展，智能家居越来越多地进入平常家庭，比如智能调光灯、智能控制风扇、电动控制窗帘及智能门锁等往往都是独自控制，不能实现真正的智通家居系统，生产成本高，相互联接实现自动控制成为未来智能家居发展的必然方向。

发明内容

为了解决以上的问题，本发明一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统及其方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统，包括供电端、AC-DC电路模块、DC-DC电路模块、至少一个USB模块接口、USB控制器模块、驱动电路模块及电机模块；所述供电端连接在所述AC-DC电路模块输入端上且为其提供交流电，该AC-DC电路模块输出端连接到所述DC-DC电路模块和驱动电路模块的输入端，所述DC-DC电路模块输出端连接到所述USB模块接口，所述驱动电路模块输出端连接到所述电机模块，所述驱动电路模块的输入端还与该USB模块接口电性连接，所述USB控制器模块插接在所述USB模块接口上，所述USB控制器模块用于接收电机控制信号，并将该电机控制信号通过USB模块接口发送至所述驱动电路模块用于控制该电机模块。

进一步地，所述驱动电路模块包括主控芯片U4、输入端口、输出端口、第一电阻R44、第二电阻R45、第三电阻R46、第四电阻R48、第五电阻R49、第六电阻R50、第七电阻R51、第八电阻R52、第一电容C56、第二电容C57及发光二极管LED2，所述主控芯片具有引脚为：BIN1、BIN2、VCP、VM、GND、VINT、AIN2、AIN1、nFAULT、BOUT1、BISEN、BOUT2、AOUT2、AISEN、AOUT1及nSLEEP，所述输入端口具有引脚为：PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、12VOUT+及PGND，所述输出端口具有引脚为：OUT1+、OUT1-、OUT2+及OUT2-，所述引脚BIN1通过所述第一电阻R44连接到所述引脚PWM1，所述引脚BIN2通过第三电阻R46连接到所述引脚PWM2，所述引脚VM连接到所述引脚12VOUT+且通过所述第一电容C56连接到所述引脚VCP，所述引脚GND连接所述引脚PGND，所述引脚VINT通过所述第二电容C57连接到所述引脚PGND，所述引脚AIN2通过该第七电阻R51连接到所述引脚PWM4，所述引脚AIN1通过该第八电阻R52连接到所述引脚PWM3，所述引脚BOUT1连接该引脚OUT2+，所述引脚BOUT2连接该引脚OUT2-，所述引脚AOUT2连接该引脚OUT1-，所述引脚AOUT1连接该引脚OUT1+，所述引脚BISEN通过第四电阻R48接地，所述引脚AISEN通过第五电阻R49接地，所述引脚nFAULT通过所述发光二极管LED2正极输入到所述第二电阻R45一端，所述第二电阻R45的另一端接地，所述引脚nSLEEP通过所述第六电阻R50连接到SLEEP端。

进一步地，所述USB模块接口包括USB接口，所述USB接口为USB3.0、或为TYPE-C。

进一步地，所述USB3.0具有依次设置的引脚为：引脚SLEEP、引脚5VDD、引脚PWM4、引脚TX、引脚PWM3、引脚RT、引脚PWM2、引脚GND接地及引脚PWM1。

进一步地，所述USB控制器模块包括数据采集芯片及连接所述数据采集芯片的USB接口，所述USB接口用于插入连接所述USB模块接口。

进一步地，所述数据采集芯片为2.4G无线芯片、蓝牙芯片、WIFI芯片、ZIGBEE芯片、LORA芯片、4G芯片或NB-IOT芯片其中任意一种。

进一步地，所述AC-DC电路模块用于将AC电压转换成安全DC电压，其包括交流输入端、EMI滤波电路部分、整流电路部分、电源管理部分、高频变压部分、输出电路，所述交流输入端连接所述供电端输送的交流电，经过所述EMI滤波电路部分、整流电路部分、电源管理部分、高频变压部分及输出电路，所述输出电路的直流电压为所述DC-DC电路模块和驱动电路模块供电。

本发明提供了一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的方法，包括如下步骤：

步骤一、将USB控制器模块插接到USB模块接口上，通过供电端为各模块进行供电；

步骤二、当需要启动并对电机进行调速时，通过USB控制器模块中数据采集芯片接收到的控制调速信号，并通过设于所述USB控制器模块中的USB接口传送到驱动电路模块；

步骤三、所述驱动电路模块具有主控芯片U4，该主控芯片U4接收控制调速信号进行处理后通过输出端口连接到电机，完成电机启动、正反转、调速及刹车控制。

实施本发明的一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统及其方法，具有以下有益的技术效果：

在具有主控芯片的驱动电路模块通过USB接口插入连接不同的USB控制器模块接收到控制信号，主控芯片对接收的控制信号对电机进行启动、正反转、调速及刹车控制，连接方式简单方便，可实现兼容连接不同的USB控制器模块来实现对不同电机的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统框图；

图2为本发明实施例一的USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统驱动电路模块及电机模块结构示意图；

图3为本发明实施例一的USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统中DC-DC电路模块及USB模块接口结构示意图；

图4为本发明实施例一的USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统中USB控制器模块结构示意图；

图5为本发明实施例一的USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统中AC-DC电路模块结构示意图；

图6为本发明实施例一的USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统中AC-DC电路模块方框图；

图7为本发明实施例二的USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统中USB控制器模块结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明的实施例一，一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统，包括供电端10、AC-DC电路模块20、DC-DC电路模块30、至少一个USB模块接口40、USB控制器模块50、驱动电路模块60及电机模块70；供电端10连接在AC-DC电路模块20输入端上且为其提供交流电，该AC-DC电路模块20输出端连接到DC-DC电路模块30和驱动电路模块60的输入端，DC-DC电路模块30输出端连接到USB模块接口40，驱动电路模块60输出端连接到电机模块70，驱动电路模块60的输入端还与该USB模块接口40电性连接，USB控制器模块50插接在USB模块接口40上，USB控制器模块50用于接收电机控制信号，并将该电机控制信号通过USB模块接口40发送至驱动电路模块60用于控制该电机模块70。

请参阅图1及图2，驱动电路模块60包括主控芯片U4、输入端口、输出端口、第一电阻R44、第二电阻R45、第三电阻R46、第四电阻R48、第五电阻R49、第六电阻R50、第七电阻R51、第八电阻R52、第一电容C56、第二电容C57及发光二极管LED2，所述主控芯片U4型号为PT5139，具有引脚为：BIN1、BIN2、VCP、VM、GND、VINT、AIN2、AIN1、nFAULT、BOUT1、BISEN、BOUT2、AOUT2、AISEN、AOUT1及nSLEEP，所述输入端口具有引脚为：PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、12VOUT+及PGND，所述输出端口具有引脚为：OUT1+、OUT1-、OUT2+及OUT2-，所述引脚BIN1通过所述第一电阻R44连接到所述引脚PWM1，所述引脚BIN2通过第三电阻R46连接到所述引脚PWM2，所述引脚VM连接到所述引脚12VOUT+且通过所述第一电容C56连接到所述引脚VCP，所述引脚GND连接所述引脚PGND，所述引脚VINT通过所述第二电容C57连接到所述引脚PGND，所述引脚AIN2通过该第七电阻R51连接到所述引脚PWM4，所述引脚AIN1通过该第八电阻R52连接到所述引脚PWM3，所述引脚BOUT1连接该引脚OUT2+，所述引脚BOUT2连接该引脚OUT2-，所述引脚AOUT2连接该引脚OUT1-，所述引脚AOUT1连接该引脚OUT1+，所述引脚BISEN通过第四电阻R48接地，所述引脚AISEN通过第五电阻R49接地，所述引脚nFAULT通过所述发光二极管LED2正极输入到所述第二电阻R45一端，所述第二电阻R45的另一端接地，所述引脚nSLEEP通过所述第六电阻R50连接到SLEEP端。

请参阅图1及图3，USB模块接口40包括USB接口，其USB接口为USB3.0，且USB3.0具有依次设置的引脚为：引脚SLEEP、引脚5VDD、引脚PWM4、引脚TX、引脚PWM3、引脚RT、引脚PWM2、引脚GND接地及引脚PWM1。

请参阅图1及图4，USB控制器模块50包括数据采集芯片501及连接数据采集芯片的USB接口502，USB接口502用于插入连接USB模块接口40。其中，数据采集芯片501为2.4GLT6800无线芯片。

请参阅图1、图5及图6，AC-DC电路模块20用于将AC电压转换成安全DC电压，其包括交流输入端201、EMI滤波电路部分202、整流电路部分203、电源管理部分204、高频变压部分205及输出电路206，交流输入端201连接供电端10输送的交流电，经过EMI滤波电路部分202、整流电路部分203、电源管理部分204、高频变压部分205及输出电路206，输出电路206的直流电压为DC-DC电路模块30和驱动电路模块60供电。

进一步地，如图1，电机模块70包括步进电机、伺服电机及单向直流电机其中任意一种。

实施本实施例一中USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统的技术效果在于：在具有主控芯片的驱动电路模块通过USB接口插入连接不同的USB控制器模块接收到控制信号，主控芯片对接收的控制信号对电机进行启停及调速控制，连接方式简单方便，可实现兼容连接不同的USB控制器模块来实现对不同电机的控制。

请参阅图1及图7，本发明的实施例二，一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统，大部分的步骤与实施例一相同，不同之处在于：USB控制器模块50包括数据采集芯片503及连接数据采集芯片503的USB接口502，USB接口502用于插入连接USB模块接口40。其中，数据采集芯片503为ESP8266WIFI芯片。

实施本实施例二中USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统的技术效果在于：在具有主控芯片的驱动电路模块通过USB接口插入连接不同的USB控制器模块接收到控制信号，主控芯片对接收的控制信号对电机进行启动、正反转、调速及刹车控制，连接方式简单方便，可实现兼容连接不同的USB控制器模块来实现对不同电机的控制。

以下是采用上述系统的方法，本方法中没有详述的部分，可参考上述系统的说明。

本发明的实施例一、一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的方法，包括步骤：

步骤一、将USB控制器模块插接到USB模块接口上，通过供电端为各模块进行供电；

步骤二、当需要启动并对电机进行调速时，通过USB控制器模块中数据采集芯片接收到的控制调速信号，并通过设于所述USB控制器模块中的USB接口传送到驱动电路模块；

步骤三、所述驱动电路模块具有主控芯片U4，该主控芯片U4接收控制调速信号进行处理后通过输出端口连接到电机，完成电机启动、正反转、调速及刹车控制。

实施本实施例一中的方法的技术效果在于：通过USB接口兼容不同模块实现电机控制的方法，可以针对不具有摇控控制的家电如电风扇、照明调光灯及电动窗帘等只要通过USB控制器模块插入连接具有驱动电路模块的系统中，可以接收无线控制信号控制上述家电，兼容性强，通过USB方式连接，十分方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims (9)

1.一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的系统，其特征在于，包括供电端、AC-DC电路模块、DC-DC电路模块、至少一个USB模块接口、USB控制器模块、驱动电路模块及电机模块；所述供电端连接在所述AC-DC电路模块输入端上且为其提供交流电，该AC-DC电路模块输出端连接到所述DC-DC电路模块和驱动电路模块的输入端，所述DC-DC电路模块输出端连接到所述USB模块接口，所述驱动电路模块输出端连接到所述电机模块，所述驱动电路模块的输入端还与该USB模块接口电性连接，所述USB控制器模块插接在所述USB模块接口上，所述USB控制器模块用于接收电机控制信号，并将该电机控制信号通过USB模块接口发送至所述驱动电路模块用于控制该电机模块。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述驱动电路模块包括主控芯片U4、输入端口、输出端口、第一电阻R44、第二电阻R45、第三电阻R46、第四电阻R48、第五电阻R49、第六电阻R50、第七电阻R51、第八电阻R52、第一电容C56、第二电容C57及发光二极管LED2，所述主控芯片具有引脚为：BIN1、BIN2、VCP、VM、GND、VINT、AIN2、AIN1、nFAULT、BOUT1、BISEN、BOUT2、AOUT2、AISEN、AOUT1及nSLEEP，所述输入端口具有引脚为：PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、12VOUT+及PGND，所述输出端口具有引脚为：OUT1+、OUT1-、OUT2+及OUT2-，所述引脚BIN1通过所述第一电阻R44连接到所述引脚PWM1，所述引脚BIN2通过第三电阻R46连接到所述引脚PWM2，所述引脚VM连接到所述引脚12VOUT+且通过所述第一电容C56连接到所述引脚VCP，所述引脚GND连接所述引脚PGND，所述引脚VINT通过所述第二电容C57连接到所述引脚PGND，所述引脚AIN2通过该第七电阻R51连接到所述引脚PWM4，所述引脚AIN1通过该第八电阻R52连接到所述引脚PWM3，所述引脚BOUT1连接该引脚OUT2+，所述引脚BOUT2连接该引脚OUT2-，所述引脚AOUT2连接该引脚OUT1-，所述引脚AOUT1连接该引脚OUT1+，所述引脚BISEN通过第四电阻R48接地，所述引脚AISEN通过第五电阻R49接地，所述引脚nFAULT通过所述发光二极管LED2正极输入到所述第二电阻R45一端，所述第二电阻R45的另一端接地，所述引脚nSLEEP通过所述第六电阻R50连接到SLEEP端。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述USB模块接口包括USB接口，所述USB接口为USB3.0、或为TYPE-C。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述USB3.0具有依次设置的引脚为：引脚SLEEP、引脚5VDD、引脚PWM4、引脚TX、引脚PWM3、引脚RT、引脚PWM2、引脚GND接地及引脚PWM1。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述USB控制器模块包括数据采集芯片及连接所述数据采集芯片的USB接口，所述USB接口用于插入连接所述USB模块接口。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据采集芯片为2.4G无线芯片、蓝牙芯片、WIFI芯片、ZIGBEE芯片、LORA芯片、4G芯片或NB-IOT芯片其中任意一种。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC-DC电路模块用于将AC电压转换成安全DC电压，其包括交流输入端、EMI滤波电路部分、整流电路部分、电源管理部分、高频变压部分及输出电路，所述交流输入端连接所述供电端输送的交流电，经过所述EMI滤波电路部分、整流电路部分、电源管理部分、高频变压部分及输出电路，所述输出电路的直流电压为所述DC-DC电路模块和驱动电路模块供电。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电机模块包括步进电机、伺服电机及单向直流电机其中任意一种。

9.一种USB接口兼容不同模块实现电机控制的方法，其特征在于，包括步骤：

步骤一、将USB控制器模块插接到USB模块接口上，通过供电端为各模块进行供电；

步骤二、当需要启动并对电机进行调速时，通过USB控制器模块中数据采集芯片接收到的控制调速信号，并通过设于所述USB控制器模块中的USB接口传送到驱动电路模块；

步骤三、所述驱动电路模块具有主控芯片U4，该主控芯片U4接收控制调速信号进行处理后通过输出端口连接到电机，完成电机启动、正反转、调速及刹车控制。