CN202670088U - 一种船用双路舵角指示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用LED发光管的船用双路舵角指示器，主要包括双路舵角指示器显示面板，左舵叶舵角数据接收单元，右舵叶舵角数据接收单元，单片机，LED发光管驱动单元，双舵角LED发光管显示单元，其中左舵叶舵角数据和右舵叶舵角数据分别输入给左舵叶舵角数据接收单元和右舵叶舵角数据接收单元，单片机采集左舵叶舵角数据接收单元和右舵叶舵角数据接收单元的数据，单片机根据接收到的舵角值分别输出控制信号给LED发光管驱动单元，LED发光管驱动单元驱动双舵角LED发光管显示单元。本实用新型可以与航向复示系统配套安装在船舶自动操舵仪中，具有指示精度高，显示直观，无噪声，占用空间小，制造成本低，安装方便等特点。

Description

一种船用双路舵角指示器

技术领域

本实用新型涉及一种用于操舵仪的双路舵角指示器，具体为采用LED发光管显示双路舵角值的薄型舵角指示器，属于航海设备技术领域。

背景技术

传统的舵角指示器主要采用自整角机同步系统，其主要缺点是体积和噪声均较大。随着操舵技术的发展，近年来，很多船舶开始采用双舵机操舵系统，这种操舵系统要求自动操舵仪的显示面板上能同时显示左右双舵叶的角度。现有的操舵仪舵角指示器不具备双路舵角指示功能，如果操舵仪中采用自整角机同步系统实现双舵角指示，如中国专利《冷光舵角指示器》（申请号：CN200820011489.2）中采用的自整角机舵角同步系统，则舵角指示器的机械结构十分复杂，且体积大，成本高。

中国专利《数字式舵角航向复合型指示器》（申请号：CN200820025422.4），采用舵角光柱和舵角LED数显模块配合完成舵角显示，利用舵角光柱实现舵角显示的直观性，利用LED数显模块保证显示精度，实现了单路舵角指示，其主要缺点是电路较复杂，且其必须与该专利提供的航向显示方式组合应用，不能与常见的罗经机械复示器配套实现舵角和航向指示，不能满足双路舵角指示的需要。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术所述不足，提供一种采用LED发光管的船用双路舵角指示器，该舵角指示器上加工了一个用于观察航向刻度盘的扇形窗口，其可以与航向复示系统配套安装在自动操舵仪中，舵角指示器的整体厚度不超过15mm，具有指示精度高，显示直观，无噪声，占用空间小，制造成本低，安装方便。

本实用新型的技术方案是：一种船用双路舵角指示器，由调光信号接收单元、左舵叶舵角数据接收单元、右舵叶舵角数据接收单元、单片机、LED发光管驱动单元、双舵角LED发光管显示单元组成，其特征在于：左舵叶舵角数据和右舵叶舵角数据分别输入给左舵叶舵角数据接收单元和右舵叶舵角数据接收单元，单片机采集左舵叶舵角数据接收单元和右舵叶舵角数据接收单元的数据，单片机根据接收到的舵角值分别输出控制信号给LED发光管驱动单元，LED发光管驱动单元驱动双舵角LED发光管显示单元。其有益效果是：具备双路舵角指示功能，电路较简单，能与常见的罗经机械复示器配套实现舵角和航向指示。

如上所述的一种船用双路舵角指示器，其特征在于：调光信号接收单元由调光信号隔离输入单元，方波信号发生器，逻辑“与”运算三部分构成，所述的方波信号发生器产生的方波信号的频率是外部输入调光信号频率的100倍以上。其有益效果是：可接收调整占空比的调光信号，亮度连续可调，能适应不同的光线环境。

如上所述的一种船用双路舵角指示器，其特征在于：它还包括显示面板，所述显示面板采用环氧玻璃纤维覆铜板制作，面板上加工了一个用于观察航向刻度盘的扇形窗口，两个舵角刻度分布在不同半径的两个同心圆上，舵角刻度为腐蚀掉覆铜层的区域，显示面板下面对应舵角刻度的位置安装LED发光管。其有益效果是：显示面板上腐蚀掉覆铜层的舵角刻度区域为半透明区域，利用半透明区域的漫反射功能，LED发光管发出的光线可以均匀照亮显示面板上对应的刻度，避免LED发光管发射的刺眼的光线直接照射人眼，便于操作人员读取舵角值，且显示更加美观。 

如上所述的一种船用双路舵角指示器，其特征在于：左舵叶舵角值显示在所述同心圆内圈上，右舵叶舵角值显示在所述同心圆外圈上。其有益效果是：便于操作人员观察。

附图说明

附图1为本实用新型船用薄型双路舵角指示器的结构原理示意框图；

附图2为本实用新型调光信号接收单元结构原理示意框图；

附图3为本实用新型船用薄型双路舵角指示器电气原理图；

附图4为本实用新型船用薄型双路舵角指示器的面板布置图。

具体实施方式

附图中的标记：图4中，7—扇形开孔，8—安装孔，9—舵角刻度。

以下结合附图对发明实施例作进一步说明：

见图1，船用薄型双路舵角指示器的结构原理示意框图，船用薄型双路舵角指示器由调光信号接收单元，左舵叶舵角数据接收单元，右舵叶舵角数据接收单元，单片机，LED发光管驱动单元，双舵角LED发光管显示单元构成。如图1所示，本实用新型接收的舵角数据为RS485总线的串行信号，数据格式符合NMEA 0183标准，左舵叶舵角数据和右舵叶舵角数据首先输入给左舵叶舵角数据接收单元和右舵叶舵角数据接收单元，转换为TTL电平的串行信号，该信号然后分别输入给单片机的异步串行口“0”和“1”。在单片机中根据接收到的舵角值分别输出控制信号给LED发光管驱动单元，由LED发光管驱动单元控制相应的LED发光管亮，实现舵角值的显示。

见图2，所述的调光信号接收单元由调光信号隔离输入单元，方波信号发生器，逻辑“与”运算三部分构成。调光信号隔离输入单元采用光电隔离将外部输入的不同占空比的调光信号转换为与TTL电平的方波信号，该方波信号的占空比与输入的调光信号的占空比相同，方波信号发生器产生占空比为50%的方波，该方波的频率是外部调光信号频率的至少100倍，隔离输入的调光信号与方波信号发生器产生的方波信号输入到逻辑“与”运算进行“与”运算，其输出信号连接到单片机的外部计数器腿上。单片机在单位时间内记录外部计数器腿上的脉冲个数，根据单位时间内脉冲的多少，单片机控制LED发光管驱动单元调节双舵角LED发光管显示单元中LED发光管的亮度。

见图3，单片机采用具有两个异步串行口的单片机W77E516（U2），单片机的功能是接收外部输入的舵角数据，根据舵角数据完成双舵角值的显示，根据单位时间内调光信号接收单元输出的脉冲数进行亮度调节，芯片MAX813（U1）用于为单片机W77E516（U2）提供初始通电时的复位信号。图3中，左舵叶舵角数据接收单元由芯片MAX488（U9）构成，其首先将输入的左舵叶舵角RS485总线的串行信号转换为TTL电平的串行信号，然后将其输入到单片机W77E516（U2）的异步串行口“1”；右舵叶舵角数据接收单元由芯片MAX488（U10）构成，其首先将输入的右舵叶舵角RS485总线的串行信号转换为TTL电平的串行信号，然后将其输入到单片机W77E516（U2）的异步串行口“0”。

见图3，调光信号接收单元中的调光信号隔离输入单元由光电隔离芯片TLP521-1（J1）、逻辑非门40106（U11）及其外围阻容电路构成，其功能是将外部输入的调光信号通过光电隔离转换为与单片机（U2）共地的TTL电平的方波信号，转换后信号的占空比不变；方波信号发生器由芯片NE555（U8）及其外围阻容电路构成，该电路的主要功能是产生占空比为50%的方波，该方波的频率是外部调光信号频率的100倍以上；逻辑“与”运算由逻辑“与”非门74LS02（U3）构成，其功能是完成隔离输入的调光信号与方波信号发生器产生的方波信号间的逻辑“与”运算，其输出连接到单片机W77E516（U2）的外部计数腿上，单片机W77E516（U2）在单位时间内记录外部计数器腿上的脉冲个数，根据单位时间内脉冲的多少，计算出外部调光信号的占空比，然后单片机W77E516（U2）再根据调光信号的占空比通过LED发光管驱动单元调节本实施例中LED发光管的亮度。

见图3，LED发光管驱动单元由四片MAX7219（U4、U5、U6、U7）构成，其中芯片MAX7219（U4）完成左舵叶左舵角值的显示驱动，芯片MAX7219（U5）完成左舵叶右舵角值及零度值的显示驱动，芯片MAX7219（U6）完成右舵叶左舵角值的显示驱动，芯片MAX7219（U7）完成右舵叶右舵角值及零度值的显示驱动。

本实施例中双路舵角指示能够实现的舵角显示精度为1°，最大显示角度为47°，因此共有190个LED发光管用于舵角值的显示。见图3，双舵角LED发光管显示单元6由190个LED发光二极管构成，其中与左舵叶左舵角值相对应的47个LED发光二极管由芯片MAX7219（U4）控制，与左舵叶右舵角值和零度值相对应的48个LED发光二极管由芯片MAX7219（U5）控制，与右舵叶左舵角值相对应的47个LED发光二极管由芯片MAX7219（U6）控制，与右舵叶右舵角值和零度值相对应的48个LED发光二极管由芯片MAX7219（U7）控制，上述左舵、右舵和零度舵角对应的LED发光二极管的颜色分别为红色、绿色和蓝色。

见图4，本实用新型船用薄型双路舵角指示的面板布置图，在双路舵角指示器显示面板上加工了一个用于观察航向刻度盘的扇形窗口7，安装孔8共有18个用于舵角指示的安装，舵角刻度9为两个半圆形，其分布在不同半径的两个同心圆上，内圈显示左舵叶舵角值，外圈显示右舵叶舵角值。该双路舵角指示器显示面板采用环氧玻璃纤维覆铜板制作，舵角刻度采用腐蚀加工工艺制成，图4中显示的舵角刻度和数字所在的部分为腐蚀掉覆铜层的区域，其它部分为保留覆铜层的区域，在显示面板下面对应舵角刻度的位置安装LED发光管，LED发光管点亮后，透过显示面板照亮其表面的舵角刻度。

Claims (4)

1.一种船用双路舵角指示器，由调光信号接收单元、左舵叶舵角数据接收单元、右舵叶舵角数据接收单元、单片机、LED发光管驱动单元、双舵角LED发光管显示单元组成，其特征在于：左舵叶舵角数据和右舵叶舵角数据分别输入给左舵叶舵角数据接收单元和右舵叶舵角数据接收单元，单片机采集左舵叶舵角数据接收单元和右舵叶舵角数据接收单元的数据，单片机根据接收到的舵角值分别输出控制信号给LED发光管驱动单元，LED发光管驱动单元驱动双舵角LED发光管显示单元。

2.如权利要求1所述的一种船用双路舵角指示器，其特征在于：调光信号接收单元由调光信号隔离输入单元，方波信号发生器，逻辑“与”运算三部分构成，所述的方波信号发生器产生的方波信号的频率是外部输入调光信号频率的100倍以上。

3.如权利要求1或2所述的一种船用双路舵角指示器，其特征在于：它还包括显示面板，所述显示面板采用环氧玻璃纤维覆铜板制作，面板上加工了一个用于观察航向刻度盘的扇形窗口，两个舵角刻度分布在不同半径的两个同心圆上，舵角刻度为腐蚀掉覆铜层的区域，显示面板下面对应舵角刻度的位置安装LED发光管。

4.如权利要求3所述的一种船用双路舵角指示器，其特征在于：左舵叶舵角值显示在所述同心圆内圈上，右舵叶舵角值显示在所述同心圆外圈上。

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