CN112709503A - 一种智能门锁及其节能系统 - Google Patents

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CN112709503A CN202110329668.0A CN202110329668A CN112709503A CN 112709503 A CN112709503 A CN 112709503A CN 202110329668 A CN202110329668 A CN 202110329668A CN 112709503 A CN112709503 A CN 112709503A
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黄兴主
牟庆伟
余开军
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Abstract

本公开披露一种智能门锁及其节能系统,属于智能锁的节能技术领域,该节能系统包括:主控芯片、采样电路、整流电路、储能电路、充电电路、及备用电池;主控芯片通过控制第一驱动引脚MOTO1和第二驱动引脚MOTO2,控制电机驱动芯片输出电流,以驱动电机正转或反转;主控芯片通过模数转换器ADC引脚定时由采样电路对电机驱动电流进行ADC采样并计算采样电流;以及,主控芯片通过MOS开关控制储能电路在采样电流达到停机阈值时,控制电机驱动停止,开启储能电路;整流电路将电机停止正转或反转过程中所产生的感应电流整流后,输入给储能电路,备用电池通过充电电路连接储能电路。因此,通过实施本公开的技术方案,能有效提高智能锁具的续航时间。

Description

一种智能门锁及其节能系统
技术领域
本公开涉及智能锁的节能技术,尤其涉及一种智能门锁及其节能系统。
背景技术
目前,全自动门锁在锁体内部一般并未配置传感器,而是采用软件控制,对电机电流进行ADC转换采样的方法,来确认锁舌是否到位。
例如,当发生电机大电流堵转时,通常认定锁舌顶到门框,动作到位,执行刹车,停止电机动作。
如此一来,在开关门动作过程中,为保证锁舌动作顺利进行,会在电机中消耗大量能量,从而导致自动门锁的能量浪费。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例披露一种智能门锁及其节能系统,可有效提高智能锁具的续航时间,以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
根据本公开的第一方面,披露一种智能门锁的节能系统,该节能系统包括:主控芯片、采样电路、整流电路、储能电路、充电电路、以及备用电池;其中:所述主控芯片通过控制第一驱动引脚MOTO1和第二驱动引脚MOTO2,控制电机驱动芯片输出电流,以驱动电机正转或反转;所述主控芯片还用于通过模数转换器ADC引脚由所述采样电路对电机驱动电流进行ADC采样并计算采样电流;以及,所述主控芯片通过MOS开关控制所述储能电路,在所述采样电流达到停机阈值时,控制电机驱动停止,开启所述储能电路;所述整流电路用于将所述电机停止正转或反转过程中所产生的感应电流整流后,输入给所述储能电路进行能量收集。所述备用电池通过充电电路连接所述储能电路,所述储能电路用于为所述备用电池充电;所述备用电池通过低压差线性稳压器LDO(Low Dropout Regulator)与所述主控芯片连接;所述备用电池在主用电池电量充电时,通过升压电路与所述电机驱动芯片连接,输出能量以维持锁具正常工作。
作为本公开的一种实施方式,所述MOS开关的栅极CON由所述MCU控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平。
作为本公开的一种实施方式,所述MOTO1高电平、所述MOTO2低电平,所述电机正转工作;所述MOTO1低电平、所述MOTO2高电平,所述电机反转工作;所述MOTO1低电平、所述MOTO2低电平时,所述电机驱动停止;所述电机正转或反转工作时,所述栅极CON低电平,所述MOS开关截止状态;所述电机驱动停止时,所述栅极CON高电平,所述MOS开关导通,所述储能电路收集并存储经所述整流电路处理的所述电机停止运动过程中产生的感应电能。
可选的是,所述MOS开关的栅极CON由所述主控芯片控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平;其中:
所述主控芯片采用脉冲宽度调制PWM降压启动所述电机,所述第二驱动引脚MOTO2保持低电平,所述第一驱动引脚MOTO1输出调制后的PWM波形,CON输出与所述第一驱动引脚MOTO1互补的电信号;
当所述第一驱动引脚MOTO1高电平时,所述电机正转;所述第一驱动引脚MOTO1低电平时,停止驱动所述电机,打开所述储能电路,回收降压启动过程中的多余电动势。
作为本公开的一种实施方式,所述MCU通过ADC引脚定时检测AD值,并进行电流转换,采用如下公式计算采样电流:
Figure 372891DEST_PATH_IMAGE001
其中,V (ref) 为参考电压,R为采样电阻,ADC (res) 为ADC采样精度,ADC (rea) 为实时采样值;
所述采样电流大于或等于所述停机阈值时,所述电机驱动停止;其中,所述停机阈值根据智能门锁的挡位电流值设置。
作为本公开的一种实施方式,所述参考电压V (ref) 的取值范围为0-3.3V,ADC (res) 为12位ADC采样精度4096;所述采样电阻R的数值范围为0.1-10Ω;实时采样值ADC (rea) 的数值范围为0-4096。
作为本公开的一种实施方式,所述智能门锁处于所述低扭力挡位时,所述停机阈值为3安培;所述智能门锁处于所述高扭力挡位时,所述停机阈值为4安培。
根据本公开的第二方面,披露一种智能门锁,该智能门锁包括:锁具本体及其内部设置的电机、电机驱动芯片、主控芯片、采样电路、整流电路、储能电路、充电电路、主用电池以及备用电池;其中:
所述主控芯片用于通过控制第一驱动引脚MOTO1和第二驱动引脚MOTO2,控制所述电机驱动芯片输出电流,以驱动所述电机正转或反转;
所述采样电路用于对电机驱动电流进行采样和转换,监测采样电流是否达到停机阈值;所述主控芯片通过MOS开关控制所述储能电路,并在达到所述停机阈值时,控制所述电机驱动停止,开启所述储能电路;
所述电机停止正转或反转过程中所产生的感应电流经所述整流电路整流后,输入给所述储能电路进行能量收集;
所述主用电池和所述备用电池通过低压差线性稳压器LDO与所述主控芯片连接;所述主用电池的电压高于备用电池,所述备用电池在所述主用电池充电时,通过升压电路输出能量以维持锁具正常工作;所述备用电池通过充电电路连接所述储能电路,所述储能电路用于为所述备用电池充电。
作为本公开的一种实施方式,所述MOS开关的栅极CON由所述MCU控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平。
作为本公开的一种实施方式,所述MOTO1高电平、所述MOTO2低电平,所述电机正转工作;所述MOTO1低电平、所述MOTO2高电平,所述电机反转工作;所述MOTO1低电平、所述MOTO2低电平时,所述电机驱动停止;所述电机正转或反转工作时,所述栅极CON低电平,控制所述MOS开关截止状态;所述电机驱动停止时,所述MCU输出所述栅极CON高电平,控制所述MOS开关导通,将电机停止运动过程中产生的感应电流输入所述整流电路,收集并存储在所述储能电路中。
作为本公开的一种实施方式,所述主用电池可拆卸地设置于锁具本体内部,所述主用电池电量耗尽时拔出通过USB接口充电;所述主用电池和所述备用电池通过二极管输出,经所述LDO稳压供电给所述主控芯片。
作为本公开的一种实施方式,所述MOS开关的栅极CON由所述主控芯片控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平;所述主控芯片采用脉冲宽度调制PWM降压启动所述电机,所述第二驱动引脚MOTO2保持低电平,所述第一驱动引脚MOTO1输出调制后的PWM波形,CON输出与所述第一驱动引脚MOTO1互补的电信号;当所述第一驱动引脚MOTO1高电平时,所述电机正转;所述第一驱动引脚MOTO1低电平时,停止驱动所述电机,打开所述储能电路,回收降压启动过程中的多余电动势。
作为本公开的一种实施方式,所述MCU通过ADC引脚定时检测AD值,并进行电流转换,计算采样电流:
Figure 572928DEST_PATH_IMAGE001
其中,V (ref) 为参考电压,R为采样电阻,ADC (res) 为ADC采样精度,ADC (rea) 为实时采样值;
所述采样电流大于或等于所述停机阈值时,所述电机驱动停止;其中,所述停机阈值根据智能门锁的挡位电流值设置。
与现有技术相比,本公开披露的技术方案具有以下有益的技术效果:
通过实施本公开的技术方案,通过监测电机驱动电流,控制电机驱动及时停止,并通过整流电流和储能电路,实现对剩余电能的收集和存储,供门锁系统低功耗待机使用,提高整体系统的续航时间。
需要理解的是,本公开的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果,而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果,并且本公开的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述,本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中,以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式,其中:
在附图中,相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1为本公开实施例披露的智能门锁的节能系统组成框图;
图2为本公开实施例中节能系统的电路原理示意图;
图3为本公开实施例中节能系统能量回收及使用过程示意图;
图4为本公开实施例披露的智能门锁组成框图;以及,
图5为本公开实施例披露的智能门锁的工作流程示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本公开的原理和精神。应当理解,给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开,而并非以任何方式限制本公开的范围。相反,提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整,并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
下面结合附图和具体实施例对本公开的技术方案进一步详细阐述。
智能门锁系统每次开关门,电机驱动停止时,电机在停转过程中会产生剩余电能,为将电机停止运动过程中的剩余电能进行收集和存储,本实施例披露一种智能门锁的节能系统。
参照图1所示,其为本实施例披露的一种智能门锁的节能系统的组成示意图。本实施例的智能门锁的节能系统包括:主控芯片MCU(Microcontroller Unit)、采样电路、整流电路、储能电路、充电电路、以及备用电池。
进一步来讲,MCU用于通过控制第一驱动引脚MOTO1和第二驱动引脚MOTO2,控制电机驱动芯片输出电流,以驱动电机正转或反转。
MCU通过模数转换器ADC引脚,定时控制采样电路对电机驱动电流进行ADC采样并计算采样电流;MCU通过MOS开关控制储能电路,在采样电流达到停机阈值时,控制电机驱动停止,开启储能电路。
其中,由于电机存在正反转,电动势方向不一样,整流电路用于将电机停止正转或反转过程中所产生的感应电流整流后,输入给储能电路进行能量收集。
备用电池通过充电电路连接储能电路,储能电路用于为备用电池充电;备用电池通过低压差线性稳压器LDO与主控芯片连接;备用电池在主用电池电量充电时,通过升压电路与电机驱动芯片连接,输出能量以维持锁具正常工作。
本实施例中,通过监测电机驱动电流,控制电机驱动及时停止,并通过整流电流和储能电路,实现对剩余电能的收集和存储,供门锁系统低功耗待机使用,提高整体系统的续航时间。
作为一种可选的实现方式,上述储能电路进一步包括储能电路和MOS开关。其中,MOS开关的栅极CON由MCU控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平。
可选的是,如图2所示,上述实施例中,储能电路可采用超级电容CD1,以存储收集的大量电能。
可选的是,MOS开关可采用功率NMOS管开关Q1,其栅极CON由MCU控制,并经接地电阻R5下拉到地稳定电平。
作为一种可选的实现方式,上述智能门锁的节能系统中:
MOTO1高电平、MOTO2低电平,电机正转工作;MOTO1低电平、MOTO2高电平,电机反转工作。本实施例中,电机正转或反转工作时,栅极CON低电平,控制MOS开关截止状态。
作为一种可选的实现方式,上述智能门锁的节能系统中:
当MOTO1低电平、MOTO2低电平时,电机驱动停止。当电机驱动停止时,MCU输出栅极CON高电平,控制MOS开关导通,将感应电流输入桥堆整流,经整流电路处理的电机停止运动过程中产生的感应电能,收集在超级电容中。
作为一种可选的实现方式,上述智能门锁的节能系统中,MOS开关的栅极CON由主控芯片控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平;其中:
主控芯片采用脉冲宽度调制PWM降压启动电机,第二驱动引脚MOTO2保持低电平,第一驱动引脚MOTO1输出调制后的PWM波形,CON输出与第一驱动引脚MOTO1互补的电信号;当第一驱动引脚MOTO1高电平时,电机正转;第一驱动引脚MOTO1低电平时,停止驱动电机,打开储能电路,回收降压启动过程中的多余电动势。
作为一种可选的实现方式,上述智能门锁的节能系统中:
MCU通过ADC引脚定时检测AD值,并进行电流转换,计算采样电流:
Figure 457970DEST_PATH_IMAGE001
其中,V (ref) 为参考电压,R为采样电阻,ADC (res) 为ADC采样精度,ADC (rea) 为实时采样值。
例如:参考电压V (ref) 的取值范围为0-3.3V,ADC (res) 为12位ADC采样精度4096;采样电阻R的数值范围为0.1-10Ω;实时采样值ADC (rea) 的数值范围为0-4096。
本实施例中,停机阈值根据智能门锁的挡位电流值设置,采样电流大于或等于停机阈值时,电机驱动停止。当智能门锁处于低扭力挡位时,停机阈值为3安培;智能门锁处于高扭力挡位时,停机阈值为4安培。
下面结合图2,对上述节能系统的核心电路举例说明如下:
本实施例中,智能门锁的节能系统主要包括:主控芯片MCU、电机驱动芯片U1、ADC采样电路、整流桥堆D1、功率NMOS管开关Q1、以及超级电容CD1。
其中,MCU控制引脚MOTO1和MOTO2,控制电机驱动芯片U1,以大电流驱动电机正反转。ADC采样电路通过采样电阻R2、R3、R4,将驱动电机电流转换为电压信号,经R1输入至MCU内,进行ADC采样及计算。整流桥堆D1将电机正转、反转产生的不同方向电流整流成同向电流。功率NMOS管开关Q1的栅极CON由MCU控制,并经R5下拉到地稳定电平。
这里,结合图3所示参数,以电机正转为例,对本实施例的智能门锁的节能系统的工作过程进行说明:
MCU输出MOTO1高电平、MOTO2低电平,电机正转工作,由电机驱动芯片提供电流。MCU输出CON低电平,控制Q1截止状态。
在电机转动过程,MCU通过ADC引脚定时检测AD值并进行电流转换计算:
Figure 743458DEST_PATH_IMAGE001
其中:
1)R为采样电阻R2、R3、R4的并联电阻值,为0.1-10Ω之间包含端值在内的任意值,如0.1Ω、0.5Ω、1Ω、2Ω、3Ω、……,9Ω、10Ω等;
2)ADC (rea) 为实时采样值,可为0-4096之间包含端值在内的任意数值,如,0、1、2、……、1022、1023、1024、……、2048、……、4096等;
3)V (ref) 为参考电压,取值范围可为0-3.3V包含端值在内的任意数值,如0.1V、1V、2.2V、3V;
4)ADC (res) 为12位ADC采样精度4096。
在智能门锁的低扭力挡位时,当计算得出输出电流I大于3安培时,认为锁体动作到位,电机产生堵转。
在智能门锁的高扭力挡位时,当计算得出输出电流I大于4安培时,认为锁体动作到位,电机产生堵转。
需要说明的是,智能门锁可配置有不同的开锁挡位,例如高扭力4安培,低扭力3安培,不同挡位带动锁体的力不同,可根据实际设置的挡位,设置停机阈值,以用于与采样电流进行比较。
MCU输出MOTO1低电平、MOTO2低电平,电机驱动停止输出,电机机械能减小,内部线圈电流变化,在磁场作用下会产生感应电动势,在线圈回路中形成感应电流。
MCU输出CON高电平,控制Q1导通,将感应电流输入桥堆进行整流,收集在超级电容中。超级电容吸收电能,使电机线圈产生的电动势快速下降,堵转时间或惯性动作行程减小,达到保护电机寿命的目的。
开门动作完成后,锁具系统深度休眠,整机功耗在微安级别。超级电容中能量经LDO转换后重新输入系统,用以锁具待机使用。
另外,由于智能锁具的电机堵转时会消耗大量电能,用来转换成机械能,以提供大功率驱动能力,消耗的电能较大程度影响了整锁待机时长。通过本实施例披露的节能系统,对电机能量回收利用,在一定程度上提升了智能锁具的低功耗续航能力。
相应地,参照图4所示,本公开还披露一种智能门锁,该智能门锁包括:锁具本体及其内部设置的电机、电机驱动芯片、主控芯片、采样电路、整流电路、储能电路、充电电路、主用电池以及备用电池。
本实施例中,主控芯片MCU用于通过控制第一驱动引脚MOTO1和第二驱动引脚MOTO2,控制电机驱动芯片输出电流,以驱动电机正转或反转。采样电路对电机驱动电流采样和转换,监测采样电流是否达到停机阈值。主控芯片通过MOS开关控制储能电路,并在达到停机阈值时,控制电机驱动停止,开启储能电路。电机停止正转或反转过程中所产生的感应电流整流后,输入给储能电路进行能量收集。电源模块用于供能,以及控制并利用储能电路收集的能量。经整流电路整流后,输入给储能电路进行能量收集。
主用电池和备用电池通过低压差线性稳压器LDO与主控芯片连接;主用电池的电压高于备用电池,备用电池在主用电池充电时,通过升压电路输出能量以维持锁具正常工作;备用电池通过充电电路连接储能电路,储能电路用于为备用电池充电。
在一可选实施例中,主用电池可拆卸地设置于锁具本体内部,主用电池电量耗尽时,拔出通过USB接口充电。主用电池和备用电池通过二极管输出,经LDO稳压供电给主控芯片。
这里结合图5所示:锁具供电系统包含主用电池如锂电池供电,电量耗尽后,可拔出外接USB充电,包含锁具内置不可拆卸备用电池如小锂电池,当主用电池拔出后备用电池可继续工作。主、备用电池可通过二极管输出至LDO稳压,然后供给MCU。由于主用电池电压高于备用电池,两块电池都有插上时备用电池无需输出能量。
当电机动作开门结束时,储能电路可收集少量能量,经过充电电路给备用电池充电。
主用电池可采用5000mah大锂电池,可开门约2000次,每次收集的少量电能,足以给备用电池充电到一定程度。当主用电池拔出后,备用电池开始工作。
备用电池经升压电路到5.2V后,供电机开门使用,备用电池可供开门临时使用大于50次。主用电池充电结束后,用户重新插回锁具,备用电池停止输出。
在一可选实施例中,MOS开关的栅极CON由MCU控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平。
例如,MOTO1高电平、MOTO2低电平,电机正转工作。MOTO1低电平、MOTO2高电平,电机反转工作。MOTO1低电平、MOTO2低电平时,电机驱动停止。机正转或反转工作时,栅极CON低电平,控制MOS开关截止状态。智能门锁的锁舌到位后,电机驱动停止时,MCU输出栅极CON高电平,控制MOS开关导通,将感应电流输入整流桥堆整流收集在超级电容中,经稳压器可由电源模块对超级电容中存储的能量进行控制使用。
在一可选实施例中,MOS开关的栅极CON由主控芯片控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平。主控芯片采用脉冲宽度调制PWM降压启动电机,第二驱动引脚MOTO2保持低电平,第一驱动引脚MOTO1输出调制后的PWM波形,CON输出与第一驱动引脚MOTO1互补的电信号;当第一驱动引脚MOTO1高电平时,电机正转;第一驱动引脚MOTO1低电平时,停止驱动电机,打开储能电路,回收降压启动过程中的多余电动势。
可选的是,MCU通过ADC引脚定时检测AD值,并进行电流转换,计算采样电流:
Figure 418153DEST_PATH_IMAGE001
其中,V (ref) 为参考电压,R为采样电阻,ADC (res) 为ADC采样精度,ADC (rea) 为实时采样值。
采样电流大于或等于停机阈值时,智能门锁的锁舌到位,电机驱动停止。
这里需要指出的是:以上实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果,因此不做赘述。对于本公开实施例中未披露的技术细节,请参照本公开方法实施例的描述而理解,为节约篇幅,因此不再赘述。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元;既可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能门锁的节能系统,其特征在于,包括:主控芯片、采样电路、整流电路、储能电路、充电电路、以及备用电池;其中:
所述主控芯片控制第一驱动引脚MOTO1和第二驱动引脚MOTO2,控制电机驱动芯片输出电流,以驱动电机正转或反转;
所述主控芯片通过模数转换器ADC引脚由所述采样电路对电机驱动电流进行ADC采样并计算采样电流;
所述主控芯片通过MOS开关控制所述储能电路,在所述采样电流达到停机阈值时,控制电机驱动停止,开启所述储能电路;
所述整流电路用于将所述电机停止正转或反转过程中所产生的感应电流整流后,输入给所述储能电路进行能量收集;
所述备用电池通过充电电路连接储能电路,所述储能电路用于为所述备用电池充电;所述备用电池通过低压差线性稳压器LDO与所述主控芯片连接;所述备用电池在主用电池电量充电时,通过升压电路与所述电机驱动芯片连接,输出能量以维持锁具正常工作。
2.根据权利要求1所述的智能门锁的节能系统,其特征在于,所述MOS开关的栅极CON由所述主控芯片控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平;其中:
所述MOTO1高电平、所述MOTO2低电平,所述电机正转工作;
所述MOTO1低电平、所述MOTO2高电平,所述电机反转工作;
所述MOTO1低电平、所述MOTO2低电平时,所述电机驱动停止;
所述电机正转或反转工作时,所述栅极CON低电平,所述MOS开关截止状态;
所述电机驱动停止时,所述栅极CON高电平,所述MOS开关导通,所述储能电路收集并存储经所述整流电路处理的所述电机停止运动过程中产生的感应电能。
3.根据权利要求1所述的智能门锁的节能系统,其特征在于,所述MOS开关的栅极CON由所述主控芯片控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平;其中:
所述主控芯片采用脉冲宽度调制PWM降压启动所述电机,所述第二驱动引脚MOTO2保持低电平,所述第一驱动引脚MOTO1输出调制后的PWM波形,CON输出与所述第一驱动引脚MOTO1互补的电信号;
当所述第一驱动引脚MOTO1高电平时,所述电机正转;所述第一驱动引脚MOTO1低电平时,停止驱动所述电机,打开所述储能电路,回收降压启动过程中的多余电动势。
4.根据权利要求1至3任一项所述的智能门锁的节能系统,其特征在于,所述主控芯片通过ADC引脚定时检测AD值,并进行电流转换,采用如下公式计算所述采样电流:
Figure 940924DEST_PATH_IMAGE001
其中,V (ref) 为参考电压,R为采样电阻,ADC (res) 为ADC采样精度,ADC (rea) 为实时采样值;
所述采样电流大于或等于所述停机阈值时,所述电机驱动停止;其中,所述停机阈值根据智能门锁的挡位电流值设置。
5.根据权利要求4所述的智能门锁的节能系统,其特征在于:
所述参考电压V (ref) 为0-3.3V之间包含端值在内的任意数值,ADC (res) 为12位ADC采样精度4096;所述采样电阻R为0.1-10Ω之间包含端值在内的任意数值;所述实时采样值ADC (rea) 为0-4096之间包含端值在内的任意数值。
6.根据权利要求5所述的智能门锁的节能系统,其特征在于:
所述智能门锁处于低扭力挡位时,所述停机阈值为3安培;
所述智能门锁处于高扭力挡位时,所述停机阈值为4安培。
7.一种智能门锁,其特征在于,包括:锁具本体及其内部设置的电机、电机驱动芯片、主控芯片、采样电路、整流电路、储能电路、充电电路、主用电池以及备用电池;其中:
所述主控芯片用于通过控制第一驱动引脚MOTO1和第二驱动引脚MOTO2,控制所述电机驱动芯片输出电流,以驱动所述电机正转或反转;
所述采样电路用于对电机驱动电流进行采样和转换,监测采样电流是否达到停机阈值;所述主控芯片通过MOS开关控制所述储能电路,并在达到所述停机阈值时,控制所述电机驱动停止,开启所述储能电路;
所述电机停止正转或反转过程中所产生的感应电流经所述整流电路整流后,输入给所述储能电路进行能量收集;
所述主用电池和所述备用电池通过低压差线性稳压器LDO与所述主控芯片连接;所述主用电池的电压高于备用电池,所述备用电池在所述主用电池充电时,通过升压电路输出能量以维持锁具正常工作;所述备用电池通过充电电路连接所述储能电路,所述储能电路用于为所述备用电池充电。
8.根据权利要求7所述的智能门锁,其特征在于,所述MOS开关的栅极CON由所述主控芯片控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平;其中:
所述MOTO1高电平、所述MOTO2低电平,所述电机正转工作;
所述MOTO1低电平、所述MOTO2高电平,所述电机反转工作;
所述MOTO1低电平、所述MOTO2低电平时,所述电机驱动停止;
所述电机正转或反转工作时,所述栅极CON低电平,控制所述MOS开关截止状态;
所述电机驱动停止时,所述主控芯片输出所述栅极CON高电平,控制所述MOS开关导通,电机停止运动过程中产生的感应电流输入所述整流电路,收集并存储在所述储能电路中。
9.根据权利要求7所述的智能门锁,其特征在于:
所述主用电池可拆卸地设置于锁具本体内部,所述主用电池电量耗尽时拔出通过USB接口充电;所述主用电池和所述备用电池通过二极管输出,经所述LDO稳压供电给所述主控芯片;和/或,
所述MOS开关的栅极CON由所述主控芯片控制,并经接地电阻下拉到地稳定电平;所述主控芯片采用脉冲宽度调制PWM降压启动所述电机,所述第二驱动引脚MOTO2保持低电平,所述第一驱动引脚MOTO1输出调制后的PWM波形,CON输出与所述第一驱动引脚MOTO1互补的电信号;当所述第一驱动引脚MOTO1高电平时,所述电机正转;所述第一驱动引脚MOTO1低电平时,停止驱动所述电机,打开所述储能电路,回收降压启动过程中的多余电动势。
10.根据权利要求7至9任一项所述的智能门锁,其特征在于,所述主控芯片通过ADC引脚定时检测AD值,并进行电流转换,计算所述采样电流:
Figure 598170DEST_PATH_IMAGE001
其中,V (ref) 为参考电压,R为采样电阻,ADC (res) 为ADC采样精度,ADC (rea) 为实时采样值;
所述采样电流大于或等于所述停机阈值时,所述电机驱动停止;其中,所述停机阈值根据智能门锁的挡位电流值设置。
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