CN209200959U - 一种直流电机控制装置 - Google Patents

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哈桑·阿瑟夫
陈海明
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Ningbo University
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Abstract

本实用新型涉及一种直流电机控制装置，包括直流电机，用于控制直流电机工作状态的驱动板，及与驱动板电连接的用于改变驱动板输出电压的模拟电位器，驱动板的两输出端与直流电机连接；其特征在于：还包括通信模块、微处理器、继电器、数字电位器和单刀双掷开关，其中通信模块与外部控制装置通信连接，通信模块与微处理器电连接，数字电位器与微处理器电连接；继电器与微处理器、数字电位器以及驱动板上的第一接入端相连，驱动板上的第二接入端与单刀双掷开关的中间引脚相连；单刀双掷开关的两边引脚分别与数字电位器的VW端和模拟电位器的VW端相连。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：既能支持手动控制，也能支持部控制装置远程操控。

Description

一种直流电机控制装置
技术领域
本发明涉及一种一种直流电机控制装置。
背景技术
直流电机由于具有良好的启动和调速性能，常应用于对启动和调速有较高要求的工业和日常生活领域，是日常生活和工作中很常见的一种动力装置，比如应用于电动自行车、厨房中的搅拌机、和面机和料理机等装置中的动力装置。人们在选择直流电机的时候，除了关心电机的功率这个指示电机动力强度的指标外，还会考虑操控电机的转速和运行时间。传统的操控直流电机转速的方式主要是用模拟电位器手动改变直流电机驱动板的输出电压，从而达到控制电机转速的目的。随着微机控制技术的发展，目前也有了一些基于脉宽调制(PWM)控制方式的直流电机驱动模块，这些模块提供PWM信号输入接口，通过与微机板上的PWM输出接口相连，并通过微机上的嵌入式程序来控制驱动模块的输出电压，从而达到控制直流电机转速的目的。目前，用电位器手动控制方式可以支持的最高输出电压能够达到200V及以上，但是用PWM控制方式可以支持的最高输出电压为90V左右。所以，目前市场上称为智能电机的大多都是以PWM控制方式的小型直流电机，且一般不兼有手动和微机控制的功能，更不能支持远程通过手机操控的功能。
随着物联网技术的发展，工业、农业、日常生活的智能化水平的不断提高，对同时具有模拟电位器手动控制和智能手机远程控制功能的智能直流电机装置的需求也越来越大，尤其是在现有的采用模拟电位器手动控制方式的直流电机设备的基础上，进行升级改造，接入各种物联网云平台(如中国移动OneNet、阿里Link等)，成为具有手动本地与手机远程双操控方式的智能直流电机装置，是目前很多行业和领域想要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能手动控制也能支持外部控制装置远程操控的直流电机控制装置。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种直流电机控制装置，包括直流电机，用于控制直流电机工作状态的驱动板，及与驱动板电连接的用于改变驱动板输出电压的模拟电位器，驱动板的两输出端与直流电机连接；其特征在于：还包括通信模块、微处理器、继电器、数字电位器和单刀双掷开关，其中通信模块与外部控制装置通信连接，通信模块与微处理器电连接，数字电位器的Vcc端与微处理器的5V电源接口相连，数字电位器的输入片选信号接口CS、输入滑阻信号接口INC和输入指示滑动方向信号接口U/D端分别与微处理器的D1、D2和D3引脚电连接；继电器的Vcc端按与微处理器的Vcc端电连接，继电器的GND端与微处理器的GND共享接地，继电器的IN端为继电器模组的信号触发端与微处理器的D4引脚电连接，继电器的COM端与数字电位器的VH端相连，继电器的NC端与驱动板上的第一接入端相连，驱动板上的第二接入端与单刀双掷开关的中间引脚相连；单刀双掷开关的两边引脚分别与数字电位器的VW端和模拟电位器的VW端相连，模拟电位器的VH端也与驱动板上的第一接入端相连。
较好的，所述通信模块和微处理器共用集成有wifi通信芯片的微处理器。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：无需对采用模拟电位器手动控制直流电机的驱动板进行任何改动，就可以接入各种物联网云平台，提供手机等智能终端远程操控直流电机的功能，包括转速档位的实时在线操控、转速挡位的定时离线操控，以及转速档位的连续批量操控，且装置的智能控制部分的实现成本也比较低，同时也还保持原来手动控制电机设备运转的方式，能够实现两种控制方式之间的无缝切换，满足不同用户、不用应用、不同行业的应用需求。
附图说明
图1为本实用新型实施例中直流电机控制装置的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
本实用新型提供的直流电机控制装置，包括直流电机，用于控制直流电机工作状态的驱动板，及与驱动板电连接的用于改变驱动板输出电压的模拟电位器，驱动板的两输出端与直流电机连接；另外，还包括集成有wifi通信芯片的微处理器、继电器、数字电位器和单刀双掷开关，其中通信模块与外部控制装置通信连接，通信模块与微处理器电连接，数字电位器的Vcc端与微处理器的5V电源接口相连，数字电位器的输入片选信号接口CS、输入滑阻信号接口INC和输入指示滑动方向信号接口U/D端分别与微处理器的D1、D2和D3引脚电连接；继电器的Vcc端按与微处理器的Vcc端电连接，继电器的GND端与微处理器的GND共享接地，继电器的IN端为继电器模组的信号触发端与微处理器的D4引脚电连接，继电器的COM端与数字电位器的VH端相连，继电器的NC端与驱动板上的第一接入端相连，驱动板上的第二接入端与单刀双掷开关的中间引脚相连；单刀双掷开关的两边引脚分别与数字电位器的VW端和模拟电位器的VW端相连，模拟电位器的VH端也与驱动板上的第一接入端相连。
集成WiFi无线通信芯片的微处理器具有计算和通信功能，可以采用如ESP8266EX微处理器芯片，内置有内存储器，微处理器芯片时钟高达100MHz以上，支持嵌入式操作系统，如RIOT、RTOS、uCoS、Contiki等和WiFi协议栈，提供了标准数字外设接口、天线开关、射频balun、功率放大器、低噪放大器、过滤器和电源管理模块等。本实用新型采用了微处理器芯片提供的标准数字外设接口中的4个接口，D1～D4和5V电压输出，同时提供的WiFi协议栈，支持AP(接入点)模式和STA(终端)模式；
本实施例中，数字电位器亦称数控可编程电阻器，是一种具有传统机械电位器功能的新型CMOS数字、模拟混合信号处理的集成电路，本实用新型可以采用型号为XicorX9C102/103/104/503数字电位器，根据与原来直流电机驱动板相配套的模拟电位器的阻值范围和每档的阻值来选用相应的数字电位器。数字电位器的Vcc端与微处理器的5V电源接口相连，数字电位器的CS接口、INC接口和U/D接口分别与微处理器的D1、D2和D3相连，其中数字电位器的CS接口是输入片选信号的接口，INC是输入滑阻信号的接口，U/D是输入指示滑动方向(向上或向下)信号的接口；Xicor X9C103数字电位器，当CS端输入低电平，U/D端输入高电平，INC端每输入一个从高电平到低电平的下降沿信号，就会使数字电位器的阻值减小一档(100欧姆)；当CS端输入低电平，U/D端输入低电平，INC端每输入一个从高电平到低电平的下降沿信号，就会使数字电位器的阻值增加一档(100欧姆)；当INC端输入高电平，CS端输入一个从低电平到高电平的上升沿信号，就会将当前的阻值保存起来；继电器当作数字开关，器件里面的触点处于常开或常闭状态，Vcc端按继电器电压供电接电源正极，可直接取用微处理器的Vcc端的电压，GND端与微处理器的GND共享接地，IN端为继电器模组的信号触发端，可以是高电平触发有效或低电平触发有效，与微处理器的D4端相连，即用微处理器的D4端的1或0输出来控制继电器的触点状态，从而导通或关闭COM与NC之间的电路连接。继电器的COM端与数字电位器的VH端相连，继电器的NC端与直流电机驱动板上的其中一个电位器接入端相连。直流电机驱动板上的另一个电位器接入端与单刀双掷开关SPDT的中间引脚相连。单刀双掷开关SPDT它的两边引脚分别与数字电位器的VW端和模拟电位器的VW端相连。模拟电位器的VH端也与驱动板上的第一接入端相连。当SPDT闸刀上拨的时候，模拟电位器生效，这样就可以用手动的方式控制电机的转速；相反，当SPDT闸刀下拨的时候，数字电位器生效，可以用远程控制装置如手机等智能终端来控制直流电机的转速和运行时间。

Claims (2)

1.一种直流电机控制装置，包括直流电机，用于控制直流电机工作状态的驱动板，及与驱动板电连接的用于改变驱动板输出电压的模拟电位器，驱动板的两输出端与直流电机连接；其特征在于：还包括通信模块、微处理器、继电器、数字电位器和单刀双掷开关，其中通信模块与外部控制装置通信连接，通信模块与微处理器电连接，数字电位器的Vcc端与微处理器的5V电源接口相连，数字电位器的输入片选信号接口CS、输入滑阻信号接口INC和输入指示滑动方向信号接口U/D端分别与微处理器的D1、D2和D3引脚电连接；继电器的Vcc端与微处理器的Vcc端电连接，继电器的GND端与微处理器的GND共享接地，继电器的IN端为继电器模组的信号触发端与微处理器的D4引脚电连接，继电器的COM端与数字电位器的VH端相连，继电器的NC端与驱动板上的第一接入端相连，驱动板上的第二接入端与单刀双掷开关的中间引脚相连；单刀双掷开关的两边引脚分别与数字电位器的VW端和模拟电位器的VW端相连，模拟电位器的VH端也与驱动板上的第一接入端相连。
2.根据权利要求1所述的直流电机控制装置，其特征在于：所述通信模块和微处理器共用集成有wifi通信芯片的微处理器。
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Denomination of utility model: A DC motor control device

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Assignee: Ningbo Xinxiang Precision Machinery Co.,Ltd.

Assignor: Ningbo University

Contract record no.: X2023980031992

Denomination of utility model: A DC motor control device

Granted publication date: 20190802

License type: Common License

Record date: 20230209

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Assignee: NINGBO KEPLER INTELLIGENT TECHNOLOGY CO.,LTD.

Assignor: Ningbo University

Contract record no.: X2023980032076

Denomination of utility model: A DC motor control device

Granted publication date: 20190802

License type: Common License

Record date: 20230215

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Zhejiang Orange Plastic Technology Co.,Ltd.

Assignor: Ningbo University

Contract record no.: X2023330000365

Denomination of utility model: A DC motor control device

Granted publication date: 20190802

License type: Common License

Record date: 20230630