CN204989859U - 一种新型电动滑板车控制系统及电动滑板车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型电动滑板车控制系统及电动滑板车，包括：遥控器和接收控制器，遥控器中的信号源和A/D转换电路的输出端连接处理单元的输入端，处理单元的输出端连接通信接口单元的输入端，通信接口单元的输出端连接射频发射单元，接收控制器中的晶振电路、外部触发开关电路、以及射频接收单元的输出端连接控制单元的输入端，控制单元的输出端连接刹车电路、飞车保护电路、电源监测电路以及电机控制电路的输入端。本实用新型的电动滑板车控制系统及电动滑板车，通过射频传输控制信号对滑板车进行控制，并监控电动机的运行状态，结构简单，成本低。

Description

一种新型电动滑板车控制系统及电动滑板车

技术领域

本实用新型涉及电动滑板车领域，特别是指一种新型电动滑板车控制系统及电动滑板车。

背景技术

传统的滑板车通常由板面、底座、车桥、轴承、车轮连结而成。人一只脚踏在滑板车上，并用另一只脚蹬地，则鞋与地面摩擦产生了反作用力，推动人体向前滑行，由于人向前滑行的动力来自与地面摩擦所产生的反作用力，滑行比较费力。随着电子技术的快速发展，业界逐渐研究发展通过驱动力推动滑板车滑行的电动滑板车。

目前电动滑板车主要是以有线的方式进行控制的，这样电动滑板车的灵活性受到了极大的限制，运动的人在上面很难随心所欲的按照自己的方式滑出各种各样的动作，这样也就失去了滑板车运动原有的乐趣。有线控制方式使得携带也不方便，并且导线经常会被卷入飞轮，造成重大的人生安全事故。

然而，市场上出现的遥控器控制电动滑板车，在功耗、安全、距离、污染等方面还存在很多的缺陷。电动滑板车控制器在电动机启动电流、电动机噪音、控制电路的功耗等方面还存在很多缺陷。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出一种新型电动滑板车控制系统及电动滑板车，通过射频传输控制信号对滑板车进行控制，并监控电动机的运行状态，结构简单，成本低。

第一方面，本实用新型提供一种新型电动滑板车控制系统，包括：遥控器和接收控制器，所述遥控器包括：信号源、处理单元、A/D转换电路、通信接口单元和射频发射单元，所述信号源和所述A/D转换电路的输出端连接所述处理单元的输入端，所述处理单元的输出端连接所述通信接口单元的输入端，所述通信接口单元的输出端连接射频发射单元，所述接收控制器包括：晶振电路、外部触发开关电路、控制单元、射频接收单元、刹车电路、飞车保护电路、电源监测电路以及电机控制电路，所述晶振电路、外部触发开关电路、以及所述射频接收单元的输出端连接所述控制单元的输入端，所述控制单元的输出端连接所述刹车电路、所述飞车保护电路、所述电源监测电路以及所述电机控制电路的输入端。

优选的，所述控制单元为PIC16F73型号的控制单元。

优选的，所述处理单元为AT89C2051型号的单片机U1。

优选的，所述晶振电路包括电容C2、C3以及晶振XTAL1，所述晶振XTAL1连接在电容C2、C3之间，并与所述控制单元的9脚连接。

优选的，所述外部触发开关电路包括电阻R2、电容C4以及端口CN，所述电阻R2、电容C4的一端与所述控制单元的21脚连接，所述电容C4的另一端与端口CN连接。

优选的，所述射频接收单元采用CDT402－AB.1型号的射频接收模块。

优选的，所述信号源为与所述单片机U1的P1.0口连接的电阻R1，用于将模拟信号输入到所述单片机U1的P1.0口。

优选的，所述单片机U1的P1.1口连接电容C5与电阻R3串联构成RC电路，所述单片机U1的P3.6口连接比较器，所述单片机U1的P1.2口连接二极管D5。

优选的，所述射频发射单元的1脚与电源连接，2脚与所述单片机U1的P3.1口相连，3脚与电源地连接，4脚与天线连接。

第二方面，本实用新型提供一种电动滑板车，包括：上述任一所述的新型电动滑板车控制系统。

本实用新型提供的一种新型电动滑板车控制系统及电动滑板车，当扳动遥控器的扳机后，连接扳机的电位器的电阻值发生变化，处理单元根据电位器的电阻值的不同进行A/D转换，然后根据不同的A/D值进行数据打包。将打包值通过串口方式发送出去，串口直接驱动315MHz射频发射单元，将打包数据发射出去，此外，系统具有刹车和防飞车的功能，保证了滑板在运动过程的安全可靠性。使得电动滑板车的控制更加灵活方便，玩起来能够更随心所欲，控制器和电池的寿命变的更长久，其灵活性、安全性、稳定性等方面有了明显的提高，结构简单，成本低，具有抗干扰性强，失真度小等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的新型电动滑板车遥控系统中遥控器的结构示意图；

图2为图1中的A/D转换电路的电路原理图；

图3为图1中的射频发射单元的电路原理图；

图4为本实用新型实施例提供的新型电动滑板车控制系统中的接收控制器的结构示意图；

图5为图4的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。“连接”不限于具体的连接形式，可以是直接连接，也可以是通过其他部件间接连接，可以是不可拆卸的连接，也可以是可拆卸的连接，可以是电气或信号连接，也可以是机械或物理连接。

图1示出了本实用新型实施例提供的新型电动滑板车遥控器的结构示意图，如图1所示，本实施例的新型电动滑板车遥控器，包括：信号源、处理单元、A/D转换电路、通信接口单元、射频发射单元，其中信号源的输出端接处理单元的IO接口，处理单元根据输入电压和A/D转换电路进行综合处理实现A/D转换，转换完成后把所得的A/D数据以及设定的密码进行数据打包，最后通过通信接口单元输出到射频发射单元，本实施例中，信号源的信号经过处理单元处理，变为带有控制信息和密码信息的可以传输的二进制信号，二进制信号通过与处理单元连接的通信接口单元输出至射频发射单元，控制信息和密码信息由射频发射单元发射出去，相应地，电动滑板车还包括对应的遥控接收控制器，用于接收射频发射单元发射的信号。

本实施例中的新型电动滑板车遥控器，其射频频段具有抗干扰性强，失真度小等特点，本实施例采用315MHz的频率作为载体实现控制信号的传输。当扳动遥控器的扳机后，连接扳机的电位器的电阻值发生变化，处理单元根据电位器的电阻值的不同进行A/D转换，然后根据不同的A/D值进行数据打包。将打包值通过串口方式发送出去，串口直接驱动315MHz射频发射单元，将打包数据发射出去。

进一步地，图2示出了图1中新型电动滑板车遥控器的处理单元和A/D转换的电路原理图，如图2所示，处理单元采用AT89C2051型号的单片机U1，本实施例利用AT89C2051单片机实现A/D转换。具体地，电阻R1与单片机U1的P1.0口连接，用于将模拟信号Vin输入到单片机U1的P1.0口，即电阻R1作为信号源1，用于传递运动者的控制信号，其信号值送入单片机U1处理，电容C5与电阻R3串联构成RC电路，其输出端连接至单片机U1的P1.1口，其中，还包括比较器（未示出），与单片机U1的P3.6口连接，若单片机检测到P3.6的变化，则控制P1.2输出相应的高低电平，从而使P1.2控制D5导通与否。当P1.1口的电压小于P1.0口电压时，P3.6为高电平，此时单片机U1控制P1.2口输出高电平，D5截止，电源向电容C5充电，P1.1口电压升高；当P1.1口电压升高到大于P1.0口电压时，P3.6变为低电平，单片机控制P1.2低电平，D5导通，电容C5通过D5放电，P1.1口电压降低，周而复始。

本实施例中，通过P1.2口在高低电平之间切换，控制电容C5两端的电压一直和输入电压保持近似相等。电阻R3、电容C5的值可以按照每个单次测量周期TS内的电压变化（ΔVS）约为1LSB的原则来选取。

可以理解的是，充电函数近似表示为：ΔVS＝Vcc×TS／（RC），本实施例中，单片机U1采用的晶振频率为11．0592MHz，TS＝40，VCC＝5V，若目标分辨率为12位，则RC≈4096×40μs＝163．48ms。因此，R3为20K，C5为0．01μF。

应说明的是，本实施例的R3不仅仅限定为20K，C5不仅仅限定为0．01μF，可根据生产需要自行设定。

在具体应用中，处理单元输入的信号对载频进行调制，调制完成后输出。处理单元与A/D转换电路共同组成了A/D转换器，本实施例还包括未示出的电源监测电路，防止因电池电压过低而误控电动机。

进一步地，图3示出了图1中新型电动滑板车遥控器的射频发射单元和处理单元的电路原理图，如图3所示，本实施例中的射频发射单元采用CDT402－AB.1型号的无线高频不带编码的发射模块，单片机U1通过串口与CDT402－AB.1异步通信。CDT402－AB.1为射频发射模块，其1脚为电源，2脚为信号输入口，与单片机U1的异步串口P3．1相连，3脚为电源地，4脚为天线。射频发射模块将输入到2脚的数据包调制到315MHz的射频段，把数据发送出去，完成无线发射功能。二极管D1、D2与1脚连接，可调节射频发射单元的发射功率，射频发射单元产生315MHz的载频。

相应地，本实用新型提供一种电动滑板车，包括上述的电动滑板车遥控器。

本实用新型的电动滑板车遥控器及电动滑板车采用AT89C2051为主控芯片，使电动滑板车在灵活性、安全性、稳定性等方面有了明显的提高，并且通过给滑板车配备专门的遥控器，通过遥控器改变滑板车在运行中的转向、刹车、喇叭等功能，使转向、刹车功能不在依靠脚与地面的摩擦来改变，尤其在电动滑板高速运行时，遇到障碍可及时刹车、后退、转向、鸣笛，能避免不必要的冲撞，提高运动安全系数的同时，也增强了趣味性。而且，本实用新型配备的遥控装置，可安装于各种电动滑板车。

图4示出了本实用新型实施例提供的新型电动滑板车接收控制器的结构示意图，如图4所示，本实施例的新型电动滑板车接收控制器，包括：晶振电路、外部触发开关电路、控制单元、射频接收单元、刹车电路、飞车保护电路、电源监测电路以及电机控制电路，其中，晶振电路、外部触发开关电路、射频接收单元及的输出端连接控制单元的输入端，控制单元的输出端连接刹车电路、飞车保护电路、电源监测电路以及电机控制电路的输入端。

本实施例中，射频接收单元完成射频信号的接收解调，解调出的信号输入到处理单元中；控制单元完成解调信号接收并解码，然后根据检测到的信号，作出相应的控制；刹车电路当接收到刹车信号时，驱动电机刹车；电源监测电路检测电源电压，将检测电压信号送入控制单元；飞车保护电路在电动机烧毁时自动断开继电器，断开电动机电源，保护运动者。

图5示出了本实用新型实施例提供的新型电动滑板车控制器的电路原理图，如图5所示，本实施例的控制单元采用PIC16F73型号的控制器，晶振电路包括电容C2、C3以及晶振XTAL1，其中晶振XTAL1连接在电容C2、C3之间，并与控制单元的9脚连接，外部触发开关电路包括电阻R2、电容C4以及端口CN1，ADI为电流检测输入口，ADV为电压检测输入口，分别与电源监测电路连接，PWM1、PWM2分别为电机控制电路和自举电路信号源输出口，即处理单元的12脚和13脚，CPWM1、CPWM2为电机控制电路和刹车电路的使能控制端，

分别与电机控制电路和刹车电路连接，RDY为控制器的使能控制端，RUN为飞车保护使能控制端，与飞车保护电路连接，data为串口输入口，SOUR为射频接收单元电源使能端，与射频接收单元连接，射频接收单元将解调出的数据包送入处理单元处理，处理单元对接收到的数据包进行校验，如果有错误就进行错误纠错，纠错完以后再次校验，如再有错误则放弃这个数据包，等待接受下一个数据包，它们协同外围电路完成控制器的控制。

具体地，本实施例采用75NF75MOSFET作为驱动管（未示出），通过程序语句控制PWM信号的周期和高电平持续时间，控制电机电电压，从而达到调速的目的。

优选地，为了保证迅速停车，采用电机能动。利用控制单元3自带的CCP作为自举电路的开关源，加上外围器件构成自举电路驱MOSFET。当出现飞车情况时，防飞车电路可使继电器断电停止工作，使电机电源断开，电机停止运行，从而达到飞车保护的目的。

进一步地，当电机发生堵转时，电流陡增，使得比较器发生反转，触发单片机的外部中断，使停止电机再次运转，从而保护电机。控制器除了上述几种电路外，还包括未示出的电源电路、充电及充电保护电路、电池显示电路。

在具体应用中，通过控制单元接收到遥控器发来的信号控制电机速度调节，如果解包后的数据是速度值，则首先封锁刹车驱动电路，然后取出此速度值与当前正在运行的速度值进行比较：如果相等，则维持原状；如果比当前速度小，则在当前速度基础上，逐级加速，直到与接收到的速度值相等；如果比当前速度大，则在当前速度的前提下，逐级减小，直到与接收到的值相等。速度调节是通过调节PWM的脉宽比实现的。当解包出来的数据是刹车信号时，则封锁速度驱动电路，解锁刹车驱动电路，并驱动电机刹车。

当电机发生堵转时，触发控制单元外部中断。中断程序执行电机停机，不影响外界控制信号，并延时2s；当中断信号消失或不堵转时，则重新响应控制信号，根据信号重置电机状态。

本实用新型中，使用者可以根据个人的习惯及爱好调节速度，系统具有刹车和防飞车的功能，保证了滑板在运动过程的安全可靠性。使得电动滑板车的控制更加灵活方便，玩起来能够更随心所欲，控制器和电池的寿命变的更长久。

显然，本领域的技术人员可以对半实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求以及等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.新型电动滑板车控制系统，其特征在于，包括：遥控器和接收控制器，所述遥控器包括：信号源、处理单元、A/D转换电路、通信接口单元和射频发射单元，所述信号源和所述A/D转换电路的输出端连接所述处理单元的输入端，所述处理单元的输出端连接所述通信接口单元的输入端，所述通信接口单元的输出端连接射频发射单元，所述接收控制器包括：晶振电路、外部触发开关电路、控制单元、射频接收单元、刹车电路、飞车保护电路、电源监测电路以及电机控制电路，所述晶振电路、外部触发开关电路以及所述射频接收单元的输出端连接所述控制单元的输入端，所述控制单元的输出端连接所述刹车电路、所述飞车保护电路、所述电源监测电路以及所述电机控制电路的输入端。

2.如权利要求1所述的新型电动滑板车控制系统，其特征在于，所述控制单元为PIC16F73型号的控制单元。

3.如权利要求1所述的新型电动滑板车控制系统，其特征在于，所述处理单元为AT89C2051型号的单片机U1。

4.如权利要求2所述的新型电动滑板车控制系统，其特征在于，所述晶振电路包括电容C2、C3以及晶振XTAL1，所述晶振XTAL1连接在电容C2、C3之间，并与所述控制单元的9脚连接。

5.如权利要求2所述的新型电动滑板车控制系统，其特征在于，所述外部触发开关电路包括电阻R2、电容C4以及端口CN，所述电阻R2、电容C4的一端与所述控制单元的21脚连接，所述电容C4的另一端与端口CN连接。

6.如权利要求2所述的新型电动滑板车控制系统，其特征在于，所述射频接收单元采用CDT402－AB.1型号的射频接收模块。

7.如权利要求3所述的新型电动滑板车控制系统，其特征在于，所述信号源为与所述单片机U1的P1.0口连接的电阻R1，用于将模拟信号输入到所述单片机U1的P1.0口。

8.如权利要求3所述的新型电动滑板车控制系统，其特征在于，所述单片机U1的P1.1口连接电容C5与电阻R3串联构成RC电路，所述单片机U1的P3.6口连接比较器，所述单片机U1的P1.2口连接二极管D5。

9.如权利要求3所述的新型电动滑板车控制系统，其特征在于，所述射频发射单元的1脚与电源连接，2脚与所述单片机U1的P3.1口相连，3脚与电源地连接，4脚与天线连接。

10.一种电动滑板车，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一所述的新型电动滑板车控制系统。