CN111416553A - 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路 - Google Patents

一种非接触式位置反馈的舵机控制电路 Download PDF

Info

Publication number
CN111416553A
CN111416553A CN202010229945.6A CN202010229945A CN111416553A CN 111416553 A CN111416553 A CN 111416553A CN 202010229945 A CN202010229945 A CN 202010229945A CN 111416553 A CN111416553 A CN 111416553A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistor
position feedback
contact position
module
chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010229945.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王零超
蔡华祥
吴兴校
刘兴中
唐杨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Aerospace Linquan Motor Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Aerospace Linquan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Aerospace Linquan Motor Co Ltd filed Critical Guizhou Aerospace Linquan Motor Co Ltd
Priority to CN202010229945.6A priority Critical patent/CN111416553A/zh
Publication of CN111416553A publication Critical patent/CN111416553A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/27—Devices for sensing current, or actuated thereby

Abstract

本发明公开的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，包括电源VCC、电源变换模块、上位机、主控芯片、非接触式位置反馈模块、电流采样模块、温度采集模块、电机，电源VCC与电源变换模块、非接触式位置反馈模块、电流采样模块分别连接，主控芯片输入端与电源变换模块、非接触式位置反馈模块、电流采样模块、温度采集模块分别连接，主控芯片输出端与电机通过H桥电路连接，上位机与主控芯片双向连接，本申请采用非接触式位置反馈，与传统采用接触式电位计位置反馈相比，可大大提高位置反馈的使用寿命、抗环境干扰能力以及位置检测精度，并且，控制器具有过流、过温双重保护功能，具有极佳的应用推广前景。

Description

一种非接触式位置反馈的舵机控制电路
技术领域
本发明涉及一种非接触式位置反馈的舵机控制电路。
背景技术
年来，舵机应用范围越来越广泛，广泛应用于机器人、航模、车模、小型无人机等领域，并且随着应用范围逐渐拓展，对舵机控制器系统也提出了越来越高的要求。
传统舵机控制器的位置反馈一般都采用接触式电位计位置反馈，舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制板，从而实现位置反馈功能。接触式电位计位置反馈存在使用寿命短、抗环境干扰差以及位置精度低的缺点。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种非接触式位置反馈的舵机控制电路。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，包括电源VCC、电源变换模块、上位机、主控芯片、非接触式位置反馈模块、电流采样模块、温度采集模块、电机、H桥电路，电源VCC与电源变换模块、非接触式位置反馈模块、电流采样模块分别连接，主控芯片输入端与电源变换模块、非接触式位置反馈模块、电流采样模块、温度采集模块分别连接，主控芯片输出端与电机通过H桥电路连接，上位机与主控芯片双向连接。
所述主控芯片是MM32F003TW。
所述非接触式位置反馈模块包括编码器芯片SC60320、PCB定子板、PCB转子板、滤波电路，PCB定子板与上安设有编码器芯片、激励线圈、接收线圈，编码器芯片与激励线圈连接，激励线圈的交变电磁场在PCB转子板上产生涡流场，通过电磁感应在接收线圈上产生感应电动势，经过编码器芯片解码后得到反馈信号，PCB定子板与滤波电路连接。
所述电流采样模块包括电阻R4～R7、电容C2、远算放大器，电阻R6一端接收电流采样信号，电容C2一端分别连接，电阻R6另一端与电阻R7一端、运算放大器的同相输入端3脚连接，电阻R7另一端接地，电容C2另一端与电阻R4一端短接后接地，电阻R4另一端与运算放大器的反相输入端4脚、电阻R5一端分别连接，电阻R5另一端与运算放大器输出端1脚连接。
所述电源变换芯片型号是CJ7805。
所述温度采集模块包括电压基准芯片U20、电阻R127～R137、电容C148、运算放大器、稳压二极管DZ2、接口P6，电压基准芯片U20阳极与电阻R129一端连接、电压基准芯片U20参考极与电阻R129另一端、电阻R128一端分别连接，电压基准芯片U20阴极与电阻R127一端、电阻R128另一端、电阻R130一端、电阻R131一端分别连接，电阻R127另一端与电源VCC连接，电阻R130另一端与接口P6的2脚、电阻R134一端分别连接，电阻R131另一端与电阻R132一端、电阻R133一端分别连接，电阻R132另一端与接口P6的1脚连接且接地，电阻R133另一端与电阻R135一端、运算放大器的3脚分别连接，电阻R134另一端与电阻R136一端、运算放大器的2脚分别连接，运算放大器的1脚与电阻R136另一端、电阻R137分别连接，电阻R137另一端与稳压二极管DZ2阴极连接，稳压二极管DZ2阳极接地，电容C148与稳压二极管DZ2并联，电压基准芯片型号是TL431。
所述上位机是计算机。
所述主控芯片与电机之间设有H桥电路模块。
所述H桥电路芯片SS6186LV-S-TP。
本发明的有益效果在于：本申请采用非接触式位置反馈，与传统采用接触式电位计位置反馈相比，可大大提高位置反馈的使用寿命、抗环境干扰能力以及位置检测精度，并且，控制器具有过流、过温双重保护功能，具有极佳的应用推广前景。
附图说明
图1是本发明的整体连接关系图；
图2是本发明的电流采样模块电路原理图；
图3是本发明的非接触式位置反馈模块电路原理图；
图4是温度采集模块电路原理图。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
一种非接触式位置反馈的舵机控制电路包括电源VCC、电源变换模块、上位机、主控芯片、非接触式位置反馈模块、电流采样模块、温度采集模块、电机，电源VCC与电源变换模块、非接触式位置反馈模块、电流采样模块分别连接，主控芯片输入端与电源变换模块、非接触式位置反馈模块、电流采样模块、温度采集模块分别连接，主控芯片输出端与电机通过H桥电路连接，上位机与主控芯片双向连接，主控芯片是MM32F003TW，电源变换芯片型号是CJ7805。
非接触式位置反馈模块包括编码器芯片SC60320、PCB定子板、PCB转子板、滤波电路，PCB定子板上安设有编码器芯片、激励线圈、接收线圈、滤波电路，编码器芯片与激励线圈连接，当转子旋转时，激励线圈的交变电磁场在PCB转子板产生涡流场，通过电磁感应在接收线圈上产生感应电动势，经过编码器芯片解码后得到反馈信号，PCB定子板与滤波电路连接。
电流采样模块包括电阻R4～R7、电容C2、远算放大器，电阻R6一端接收电流采样信号，电容C2一端分别连接，电阻R6另一端与电阻R7一端、运算放大器的同相输入端3脚连接，电阻R7另一端接地，电容C2另一端与电阻R4一端短接后接地，电子与R4另一端与运算放大器的反相输入端4脚、电阻R5一端分别连接，电阻R5另一端与运算放大器输出端1脚连接。
温度采集模块包括由U20(电压基准芯片型号：TL431)和精密电阻组成的精准电压参考源；由热敏电阻和精密电阻组成的桥式电路；由运算放大器(运算放大器芯片：LM358)和稳压管等组成的放大限幅电路。测温原理：采用TL431产生一个精准的电压参考源Vref；采用R130、R131、R132、Pt100(P6接口为热敏电阻Pt100的接口)构成测量电桥，当Pt100的电阻值和R132的电阻值不相等时，电桥输出一个压差信号，这个压差信号经过运放LM358放大后输出期望大小的电压信号，该信号经过滤波限幅处理后直接连接主控芯片的AD采集口。
上位机是计算机，且上位机通信使用主控芯片内部集成的单线半双工通信功能，无需增加外部硬件电路。
主控芯片与电机之间设有H桥电路模块，主控芯片安设在H桥电路模块边，可以监测控制器的温度并实现过温保护，H桥电路模块集成了H桥驱动电路，主控芯片发出的PWM信号直接连接到H桥电路模块使电路得到了简化，H桥电路芯片SS6186LV-S-TP。
电流采样模块设有多个采样电阻，通过对电流采样信号处理，实现控制器的过流保护，通过采样电阻将电流信号转换为电压信号，将得到的小电压信号经过模拟运算放大器进行增益放大处理，得到0V-5V的电压信号送入主控芯片MM32的AD采集口，进而实现对舵机的过流保护功能。
本发明的工作原理：主控芯片MM32集成了单线半双工通信功能和温度采集功能，系统输入为12V直流电，直接连接到H桥电路模块的输入端，H桥电路模块的输出端连接到空心杯有刷电机，主控芯片MM32、电流采样模块、非接触式位置反馈模块的供电由电源变换模块提供，主控芯片MM32通过单线半双工与上位机通信，主控芯片MM32将采集到的电流信号、温度信号和位置信号实时上传给上位机，并通过电流信号和温度信号对舵机进行保护，保证舵机的安全可靠运行，主控芯片MM32根据接收的位置反馈模块信号和电流信号，通过电流环和位置环实现对舵机位置的精确控制。

Claims (9)

1.一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：包括电源VCC、电源变换模块、上位机、主控芯片、非接触式位置反馈模块、电流采样模块、温度采集模块、电机、H桥电路，电源VCC与电源变换模块、非接触式位置反馈模块、电流采样模块分别连接，主控芯片输入端与电源变换模块、非接触式位置反馈模块、电流采样模块、温度采集模块分别连接，主控芯片输出端与电机通过H桥电路连接，上位机与主控芯片双向连接。
2.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：所述主控芯片是MM32F003TW。
3.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：所述非接触式位置反馈模块包括编码器芯片SC60320、PCB定子板、PCB转子板、滤波电路，PCB定子板上安设有编码器芯片、激励线圈、接收线圈，编码器芯片与激励线圈连接，激励线圈的交变电磁场在PCB转子板上产生涡流场，通过电磁感应在接收线圈上产生感应电动势，经过编码器芯片解码后得到反馈信号，PCB定子板与滤波电路连接。
4.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：所述电流采样模块包括电阻R4～R7、电容C2、远算放大器，电阻R6一端接收电流采样信号，电容C2一端分别连接，电阻R6另一端与电阻R7一端、运算放大器的同相输入端3脚连接，电阻R7另一端接地，电容C2另一端与电阻R4一端短接后接地，电阻R4另一端与运算放大器的反相输入端4脚、电阻R5一端分别连接，电阻R5另一端与运算放大器输出端1脚连接。
5.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：所述电源变换芯片型号是CJ7805。
6.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：所述温度采集模块包括电压基准芯片U20、电阻R127～R137、电容C148、运算放大器、稳压二极管DZ2、接口P6，电压基准芯片U20阳极与电阻R129一端连接、电压基准芯片U20参考极与电阻R129另一端、电阻R128一端分别连接，电压基准芯片U20阴极与电阻R127一端、电阻R128另一端、电阻R130一端、电阻R131一端分别连接，电阻R127另一端与电源VCC连接，电阻R130另一端与接口P6的2脚、电阻R134一端分别连接，电阻R131另一端与电阻R132一端、电阻R133一端分别连接，电阻R132另一端与接口P6的1脚连接且接地，电阻R133另一端与电阻R135一端、运算放大器的3脚分别连接，电阻R134另一端与电阻R136一端、运算放大器的2脚分别连接，运算放大器的1脚与电阻R136另一端、电阻R137分别连接，电阻R137另一端与稳压二极管DZ2阴极连接，稳压二极管DZ2阳极接地，电容C148与稳压二极管DZ2并联；电压基准芯片型号是TL431。
7.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：所述上位机是计算机。
8.如权利要求1所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：所述主控芯片与电机之间设有H桥电路模块。
9.如权利要求8所述的一种非接触式位置反馈的舵机控制电路，其特征在于：所述H桥电路芯片SS6186LV-S-TP。
CN202010229945.6A 2020-03-27 2020-03-27 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路 Pending CN111416553A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010229945.6A CN111416553A (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010229945.6A CN111416553A (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111416553A true CN111416553A (zh) 2020-07-14

Family

ID=71493311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010229945.6A Pending CN111416553A (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111416553A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355177A (zh) * 2011-06-10 2012-02-15 杭州奥蒂电控有限公司 电动叉车交流伺服控制系统的反馈电路
CN103399577A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 哈尔滨工程大学 一种远程操作救援机器人的探测感知系统
CN106533280A (zh) * 2016-12-18 2017-03-22 杭州犇骏科技有限公司 采用无位置传感器的直流无刷电机控制电路
CN107005129A (zh) * 2016-07-28 2017-08-01 深圳市创客工场科技有限公司 一种磁编舵机
CN107005183A (zh) * 2016-08-05 2017-08-01 深圳市创客工场科技有限公司 一种舵机
CN208569356U (zh) * 2018-07-26 2019-03-01 贵州航天林泉电机有限公司苏州分公司 电动空调压缩机控制器硬件唤醒电路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102355177A (zh) * 2011-06-10 2012-02-15 杭州奥蒂电控有限公司 电动叉车交流伺服控制系统的反馈电路
CN103399577A (zh) * 2013-08-02 2013-11-20 哈尔滨工程大学 一种远程操作救援机器人的探测感知系统
CN107005129A (zh) * 2016-07-28 2017-08-01 深圳市创客工场科技有限公司 一种磁编舵机
CN107005183A (zh) * 2016-08-05 2017-08-01 深圳市创客工场科技有限公司 一种舵机
CN106533280A (zh) * 2016-12-18 2017-03-22 杭州犇骏科技有限公司 采用无位置传感器的直流无刷电机控制电路
CN208569356U (zh) * 2018-07-26 2019-03-01 贵州航天林泉电机有限公司苏州分公司 电动空调压缩机控制器硬件唤醒电路

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘波文: "《嵌入式实时操作系统 μs/os-II经典实例-基于 STM32 处理器》", 北京航空航天大学出版社, pages: 722 - 723 *
周坚: "《单片机项目教程-C语言版》", 30 September 2019, 北京航空航天大学出版社, pages: 45 - 46 *
张显亭: "基于dsPIC30F4012的伺服控制系统设计", 《自动化应用》, no. 5, 25 May 2013 (2013-05-25), pages 42 - 44 *
梁森: "《自动检测与转换技术》", 31 July 1998, 机械工业出版社, pages: 134 - 135 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101500143B1 (ko) 레졸버 고장 검출 인터페이스 회로 및 이를 이용한 고장 검출 방법
CN207881859U (zh) 一种电动汽车电机温度检测电路
CN112147401A (zh) 一种基于霍尔电流传感器的电流检测电路
CN103134943A (zh) 高电压霍尔式转速传感器
CN111416553A (zh) 一种非接触式位置反馈的舵机控制电路
CN112838575B (zh) 一种温度补偿的霍尔传感器装置
CN209014646U (zh) 直测式霍尔传感器的电流检测电路和电机控制器
CN203084002U (zh) 高电压霍尔式转速传感器
CN109163819A (zh) 一种具有线性高精度的无人机发动机缸温测量器
CN206353173U (zh) 电动汽车用驱动器及开环霍尔电流传感器
CN111473881B (zh) 一种温度采样装置及系统
CN213581110U (zh) 一种新型直流高压测量装置
CN112834812A (zh) 一种抗干扰能力强的霍尔电流传感器芯片
CN109470398B (zh) 一种流体壁面剪应力测试仪的浮动调理采集单元
CN213581136U (zh) 一种基于霍尔电流传感器的电流检测电路
CN218679041U (zh) 磁浮位移信号转化检测控制电路
CN215729364U (zh) 一种电机无感控制电路
CN111157104A (zh) 基于碳纳米管薄膜应变传感器的变电站母排振动测量系统
Wang Design of teaching platform for ABS wheel speed sensor
CN112816756A (zh) 一种测量交流电流霍尔传感器装置
CN109708568A (zh) 一种用于霍尔器件角度检测系统的信号处理装置
CN220855018U (zh) 一种基于霍尔传感器的直流电流检测电路
CN216595275U (zh) 一种汽车专用霍尔电流传感器及检测电路
CN112858752B (zh) 一种带电源隔离的霍尔传感器装置
CN219420726U (zh) 车规级多功能高精度隔离放大器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200714

RJ01 Rejection of invention patent application after publication