CN204360141U - 一种电机控制及can通讯专用试验箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电机控制及CAN通讯专用试验箱，在底壳内安装一块基板，在基板的上方第一排左侧安装5V电源，第一排右侧由上至下分别安装USB通讯模块和CAN通讯模块；基板上方第二排由左至右依次安装DA输出模块和PWM输出模块；基板下方第三排由左至右依次安装继电器控制模块和0～12V电压输出模块；基板下方第四排由左至右依次安装AD采集模块和转速信号采集模块；在基板上还安装单片机模块，各模块分别连接其周边基板上安装的至少一个接线端子。本实用新型中，各模块的协同工作不仅可以用于自动化生产线中电机控制的试验，还可以用于电动汽车或内燃机电机混合动力汽车的中电机控制的试验，使操作人员熟悉了各模块的特性和多模块之间的工作配合特性，是一种使用方便、针对性强、实训效果好的教学教具。
Description
技术领域
本实用新型属于电机控制试验箱技术领域，尤其是一种电机控制及CAN通讯专用试验箱。
背景技术
电机是一种将电能转化为机械能的动力源，工作时可以由PWM控制转速并输出由传感器检测的转速信号，其用途广泛，可用于驱动多种设备，所以电机的精确控制是自动化生产中重要的一环，在自动化生产中还会涉及到控制单元和数据总线技术，这些在生产中也扮演了重要的较色，所以如何将电机、控制单元和数据总线协调好对于自动化程度地提高具有非常重要的意义，而且上述技术还可以用于电动汽车中电机的控制。但对于刚接触的人员，不仅需要学习大量的理论知识，还要进行大量的试验以掌握学到的知识，最初，试验环境由教师自行搭建，不仅操作复杂，而且学习效果差，所以有些厂家研制出试验箱，其结构是：包括底壳和上盖，上盖铰装在底壳一侧，在底壳内安装电源和电路板，这些试验箱提供了大而全的功能，但紧紧针对电机、控制单元、数据总线的小型专用试验箱还未见到，导致现有试验箱某些模块的浪费，增加了采购成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供使用方便、将理论结合实际的一种电机控制及CAN通讯专用试验箱。
本实用新型采取的技术方案是：
一种电机控制及CAN通讯专用试验箱，包括底壳和上盖，所述上盖铰装在底壳的一侧，其特征在于：在底壳内安装一块基板，在基板的上方第一排左侧安装5V电源，第一排右侧由上至下分别安装USB通讯模块和CAN通讯模块；基板上方第二排由左至右依次安装DA输出模块和PWM输出模块；基板下方第三排由左至右依次安装继电器控制模块和0～12V电压输出模块；基板下方第四排由左至右依次安装AD采集模块和转速信号采集模块；在基板上还安装单片机模块，各模块分别连接其周边基板上安装的至少一个接线端子。
而且，所述电源模块的输入为12V，输出为5V。
而且，所述USB通讯模块以PL2303为核心，其输入端连接单片机模块的输入输出接口，其输出端连接USB接口；
所述CAN通讯模块以ADM3054为核心，其输入端连接单片机模块的输入输出接口。
而且，所述DA输出模块以AD5338为核心，其输入端连接单片机模块的输入输出接口；
所述继电器控制模块以ULN2003为核心，其输入端连接单片机模块，其输出端用于连接继电器线圈；
所述0～12V电压输出模块以LM2596-ADJ为核心，其一端连接12V输入，另一端连接单片机模块的DA输出，另一端输出0～12V电压。
而且，所述AD采集模块以LMV842QMA为核心，所述转速信号采集模以NCV1124为核心，二者的输出端连接单片机模块输入输出接口。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型中，底壳内所装基板上安装以单片机模块、CAN通讯模块为核心的多个功能模块，其中的PWM输出模块用于输出电机控制信号，转速信号采集模块用于采集电机转速信号，继电器控制用于控制外界继电器，可实现电机的转向等功能，各模块的协同工作不仅可以用于自动化生产线中电机控制的试验，还可以用于电动汽车或内燃机电机混合动力汽车的中电机控制的试验，使操作人员熟悉了各模块的特性和多模块之间的工作配合特性，是一种使用方便、针对性强、实训效果好的教学教具。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的PWM输出模块的示意图；
图3是图1的继电器控制模块的示意图；
图4是的直流电机转速控制试验的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。
一种电机控制及CAN通讯专用试验箱，如图1～3所示，包括底壳和上盖，所述上盖铰装在底壳的一侧，其特征在于：在底壳内安装一块基板1，在基板的上方第一排左侧安装5V电源，第一排右侧由上至下分别安装USB通讯模块和CAN通讯模块；基板上方第二排由左至右依次安装DA输出模块和PWM输出模块；基板下方第三排由左至右依次安装继电器控制模块和0～12V电压输出模块；基板下方第四排由左至右依次安装AD采集模块和转速信号采集模块；在基板上还安装单片机模块，各模块分别连接其周边基板上安装的至少一个接线端子2。
本实施例中，基板为PCB印刷电路板，厚度为2毫米，其上安装的接线端子与对应的模块管脚均已连接好，各模块内部的器件也已经连接好。电源模块通过底壳侧壁上插座连接的变压器和开关与室内的220V插座连接，为其它模块提供电力。电源模块以LM2596-5为核心，其将12V输入电压处理为5V输出电压。
USB通讯模块由以PL2303为核心的RS232转换USB电路和USB接口构成，RS232转换USB电路的一端连接以STM32F105为核心的单片机模块的串口接口，RS232转换USB电路的另一端连接USB接口，该USB接口用于连接上位机。CAN通讯模块以ADM3054为核心，其输入端连接单片机模块的串口接口，其输出端用于连接其它支持CAN通讯协议的设备。
DA输出模块使用以AD5338为核心的电路，其输入端连接单片机模块的输入输出接口。PWM输出模块如图2所示，其以FAN3223、二极管和三极管为核心，输出控制信号，其输入端连接单片机模块的输入输出接口，其输出端连接接线端子2。所述继电器控制模块如图3所示，其以ULN2003为核心，其输入端连接单片机模块，其输出端用于连接继电器线圈。0～12V电压信号模块使用以LM2596-ADJ为核心的电路，其一端连接12V输入，另一端连接单片机模块的DA输出，另一端输出0～12V电压。
AD采集模块以LMV842QMA为核心，转速信号采集模以NCV1124为核心，二者的输出端连接单片机模块输入输出接口。
实施例：直流电机转速控制实验
一、实验目的
1.掌握电压控制电机转速原理及方法
2.掌握PWM占空比控制电机转速原理及方法
3.熟悉CAN通讯原理与使用
4.熟悉串口通讯原理与使用
5.熟悉转速信号采集
6.熟悉模拟信号采集
7.熟悉使用继电器控制电机正反转
二、实验设备与器材
试验箱，数字万用表，示波器，12V 1A直流电机。
三、实验内容
通过电压控制，PWM占空比控制两种方法实现对电机转速的控制，在电路中使用继电器控制电机转动方向，实验中通过AD采集模块检测电压，使用转速采集模块采集电机转速，利用CAN通讯,串口通讯实现与电脑通讯。
四、实验步骤
利用主电路板上的资源，按图连线，并用串口线连接电路板与电脑，通过串口通讯将采集到的数据显示到上位机软件上
闭合继电器1、4常开触点，电机正转；闭合继电器2、3常开触点，电机反转；通过调节电源电压控制电机转速。
继电器采用12V供电，由电脑上位机软件控制继电器开关状态。
通过AD采集模块采集电机两端电压，并将电压值通过串口通讯传到上位机软件中。
将电机转速信号接到转速信号采集端，调节电源电压，通过电脑观察电压变化与电机转速变化。
拔下串口线，使用CAN卡连接电脑与试验箱CAN通讯接口，调节电源电压，通过电脑观察电压变化与电机转速变化。
将0-12V的可调电源换成PWM输出信号，通过改变PWM的占空比调节电机转速，并用示波器观察PWM波形，重复上面实验步骤。
五、实验预习要求
1.复习CAN通讯，串口通讯，电压控制电机转速，PWM占空比控制电机转速的原理。
2.熟悉实验内容，绘出实验电路图。
六、实验报告要求
整理实验步骤，比较电压控制电机转速，PWM占空比控制电机转速的区别。
观察、比较采用不同通讯方式电脑显示的结果与实测值的区别。
本实用新型中，底壳内所装基板上安装以单片机模块、CAN通讯模块为核心的多个功能模块，其中的PWM输出模块用于输出电机控制信号，转速信号采集模块用于采集电机转速信号，继电器控制用于控制外界继电器，可实现电机的转向等功能，各模块的协同工作不仅可以用于自动化生产线中电机控制的试验，还可以用于电动汽车或内燃机电机混合动力汽车的中电机控制的试验，使操作人员熟悉了各模块的特性和多模块之间的工作配合特性，是一种使用方便、针对性强、实训效果好的教学教具。
Claims (5)
1.一种电机控制及CAN通讯专用试验箱，包括底壳和上盖，所述上盖铰装在底壳的一侧，其特征在于：在底壳内安装一块基板，在基板的上方第一排左侧安装5V电源，第一排右侧由上至下分别安装USB通讯模块和CAN通讯模块；基板上方第二排由左至右依次安装DA输出模块和PWM输出模块；基板下方第三排由左至右依次安装继电器控制模块和0～12V电压输出模块；基板下方第四排由左至右依次安装AD采集模块和转速信号采集模块；在基板上还安装单片机模块，各模块分别连接其周边基板上安装的至少一个接线端子。
2.根据权利要求1所述的一种电机控制及CAN通讯专用试验箱，其特征在于：所述电源的输入为12V，输出为5V。
3.根据权利要求1所述的一种电机控制及CAN通讯专用试验箱，其特征在于：所述USB通讯模块以PL2303为核心，其输入端连接单片机模块的输入输出接口，其输出端连接USB接口；
所述CAN通讯模块以ADM3054为核心，其输入端连接单片机模块的输入输出接口。
4.根据权利要求1所述的一种电机控制及CAN通讯专用试验箱，其特征在于：所述DA输出模块以AD5338为核心，其输入端连接单片机模块的输入输出接口；
所述继电器控制模块以ULN2003为核心，其输入端连接单片机模块，其输出端用于连接继电器线圈；
所述0～12V电压输出模块以LM2596-ADJ为核心，其一端连接12V输入，另一端连接单片机模块的DA输出，另一端输出0～12V电压。
5.根据权利要求1所述的一种电机控制及CAN通讯专用试验箱，其特征在于：所述AD采集模块以LMV842QMA为核心，所述转速信号采集模以NCV1124为核心，二者的输出端连接 单片机模块输入输出接口。
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| CN108243074A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-07-03 | 芜湖职业技术学院 | 可实现多台can实训设备测试的装置 |
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2014
- 2014-12-26 CN CN201420842942.XU patent/CN204360141U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN108243074B (zh) * | 2017-12-11 | 2021-02-05 | 芜湖职业技术学院 | 可实现多台can实训设备测试的装置 |
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