CN207321143U - 用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，包括电机驱动电路和检测电路；电机驱动电路和检测电路电性连接；电机驱动电路包括MCU、光耦、MOS驱动电路、二极管、采样电阻和电机，MCU包括列向控制GPIO和行向控制GPIO，所有行向设置的电机正极相连接，所有列向设置的电机负极相连接，行向设置的电机正极、列向设置的电机负极与MOS驱动电路连接，MOS驱动电路的MOS管的接地端串联一个采样电阻与二极管，其中采样电阻与二极管并联，开关检测电路包括检测MCU、二极管、采样电阻、检测开关，检测MCU包括一个ADC接口。本实用新型提供了简化电路并降低成本的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，将m行*n列的直流电机驱动需要的GPIO数量减少到m+n+1个。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机驱动领域，更具体的说，它涉及一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路。
背景技术
传统直流电机控制技术，采用MCU的GPIO单独控制直流电机，若应用于自动售货机中，当货道电机数量较少时，此电路原理简单，较为实用；当货道电机数量较多时，需要的MCU的GPIO数量和外围驱动、检测电路成倍增长，电路复杂度与生产成本迅速提升。假设一台售货机有m列n行的货道电机，则对应的驱动、检测、保护电路消耗的GPIO与单元电路数量为3*m*n。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种简化电路设计并大幅降低生产成本的一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路。
本实用新型的技术方案如下：
一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，包括电机驱动电路和检测电路；所述电机驱动电路和检测电路电性连接；所述电机驱动电路包括MCU、光耦、MOS驱动电路、二极管、采样电阻和电机，所述MCU包括列向控制GPIO和行向控制GPIO，所述MCU为单片微型计算机，所述GPIO为总线扩展器，所述MOS为绝缘栅型场效应管，所述电机数量等于列向控制GPIO控制的数量与行向控制GPIO控制数量的乘积，所述所有行向设置的电机正极相连接，所述所有列向设置的电机负极相连接，所述行向设置的电机正极、列向设置的电机负极与MOS驱动电路连接，所述MOS驱动电路的MOS管的接地端串联一个采样电阻与二极管，其中采样电阻与二极管并联，所述MCU的ADC引脚与采样电阻和二极管连接；所述检测电路包括检测MCU和二极管、采样电阻，所述检测MCU使用一个ADC接口。
进一步的，所述检测电机的数量等于检测列向控制的电机数量和检测行向控制的电机数量的乘积。
进一步的，所述电阻采用小阻值高精度采样电阻，所述电阻的阻值为1欧姆至10欧姆，所述电阻的精度为百分之一欧姆至千分之一欧姆。
进一步的，所述MCU预设了电流阀值，当电机工作时检测到的电流超出预设的电流阀值，则切断此路工作电机，停止电机的运作。
进一步的，所述MOS驱动电路包括NMOS和PMOS，所述NMOS为拥有N型金属-氧化物-半导体这种结构的晶体管，所述PMOS是指n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的MOS管。
进一步的，所述列向控制GPIO控制对应的NMOS的开启，所述行向控制GPIO控制对应的PMOS的开启。
有益效果
本实用新型相比现有技术优点在于：本实用新型简化了电路设计并大幅降低生产成本。本实用新型使用少量的元器件与电路板空间，实现大量直流电机的驱动，适合用于包含大量弹簧货道的自动售货机。相比单独控制电机，需要的GPIO和单元电路数量由3*m*n降低到了m+n+1，大大简化了电路设计并降低了硬件成本，且电机数量越多该方案优势越明显。
附图说明
图1为本实用新型一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动电路的电机驱动与检测电路示意图；
图2为一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动电路的电机开关检测部分电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，包括电机驱动电路和检测电路，所述电机驱动电路和检测电路电性连接。所述电机驱动电路包括MCU、光耦、MOS驱动电路、二极管、采样电阻和电机，所述MCU包括列向控制GPIO和行向控制GPIO，所述MCU为单片微型计算机，所述GPIO为总线扩展器，所述MOS为绝缘栅型场效应管。假设一台售货机共有m*n个弹簧货道，m为列，n为行。所述电机数量等于列向控制GPIO控制的数量与行向控制GPIO控制数量的乘积，也就是需要m*n个直流电机需要控制驱动。所述所有行向设置的电机正极相连接，所述所有列向设置的电机负极相连接，所述行向设置的电机正极、列向设置的电机负极与MOS驱动电路连接。所述MOS驱动电路的MOS管的接地端串联一个采样电阻与二极管，其中采样电阻与二极管并联，所述MOS驱动电路包括NMOS和PMOS，所述NMOS为拥有N型金属-氧化物-半导体这种结构的晶体管，所述PMOS是指n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的MOS管。所述列向控制GPIO控制对应的NMOS的开启，所述行向控制GPIO控制对应的PMOS的开启。所述电阻采用小阻值高精度采样电阻，所述电阻的阻值为1欧姆至10欧姆，这个根据电机工作电流情况进行选择。所述电阻的精度为百分之一欧姆至千分之一欧姆，一般以百分之一的精度就可以了。所述MCU的ADC引脚与采样电阻和二极管连接。所述MCU预设了电流阀值，当电机工作时检测到的电流超出预设的电流阀值，则判断为电机故障或电机堵转，自动切断此路工作电机，停止电机的运作以达到保护的目的。
所述检测电路包括检测MCU、二极管、采样电阻、检测开关，如图1和图2所示，所述检测开关设置在货道电机上，电机每转动一圈触发两次开关，第一下为压下开关，第二下为弹起开关。每当开关触发的瞬间，MCU的ADC会检测到一个脉冲，表现为ADC检测的电压瞬间降低，且在降低后数十毫秒内恢复到原电压。根据检测到的脉冲来判断电机是否转了一圈。所述二极管为保护作用，将ADC输入的电压控制在二极管压降以内，典型值为0.7V，防止ADC输入电压过高导致损坏。所述采样电阻上流过的电流It即为当前工作的电机上流过的电流。所述采样电阻上流过的电流It与采样电阻的阻值Rt的乘积即为ADC上输入的电压值Ut，根据电压值Ut可计算出当前工作的电机上流过的电流It。
综上所述，一台多货道的售货机可使用m+n+1个GPIO精准控制m*n个货道电机。货道越多、电机数量越多，优势越明显。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型保护范围内。
Claims (6)
1.一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，其特征在于，包括电机驱动电路和检测电路；所述电机驱动电路和检测电路电性连接；所述电机驱动电路包括MCU、光耦、MOS驱动电路、二极管、采样电阻和电机，所述MCU包括列向控制GPIO和行向控制GPIO，所述MCU为单片微型计算机，所述GPIO为总线扩展器，所述MOS为绝缘栅型场效应管，所述电机数量等于列向控制GPIO控制的数量与行向控制GPIO控制数量的乘积，所述所有行向设置的电机正极相连接，所述所有列向设置的电机负极相连接，所述行向设置的电机正极、列向设置的电机负极与MOS驱动电路连接，所述MOS驱动电路的MOS管的接地端串联一个采样电阻与二极管，其中电阻与二极管为并联，所述MCU的ADC引脚与电阻和二极管连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，其特征在于：所述检测电机的数量等于检测列向控制的电机数量和检测行向控制的电机数量的乘积。
3.根据权利要求1所述的一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，其特征在于：所述电阻采用小阻值高精度采样电阻，所述电阻的阻值为1欧姆至10欧姆，所述电阻的精度为百分之一欧姆至千分之一欧姆。
4.根据权利要求1所述的一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，其特征在于：所述MCU预设了电流阀值，当电机工作时检测到的电流超出预设的电流阀值，则切断此路工作电机，停止电机的运作。
5.根据权利要求1所述的一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，其特征在于：所述MOS驱动电路包括NMOS和PMOS，所述NMOS为拥有N型金属-氧化物-半导体这种结构的晶体管，所述PMOS是指n型衬底、p沟道，靠空穴的流动运送电流的MOS管。
6.根据权利要求5所述的一种用于自动售货机的单向矩阵直流电机驱动与检测电路，其特征在于：所述列向控制GPIO控制对应的NMOS的开启，所述行向控制GPIO控制对应的PMOS的开启。
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| CN109493509A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-03-19 | 惠州臻享云科技有限公司 | 一种自动售货机的控制系统和其控制方法 |
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