CN210466456U

CN210466456U - 一种基于电容传感器纸张数量检测装置

Info

Publication number: CN210466456U
Application number: CN201921735394.XU
Authority: CN
Inventors: 胡克用; 郑江楷; 刘家乐; 尹泽路; 李静
Original assignee: Qianjiang College of Hangzhou Normal University
Current assignee: Qianjiang College of Hangzhou Normal University
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2029-10-16

Abstract

本实用新型公开了一种基于电容传感器纸张数量检测装置。常规纸张计数装置容易受到其他干扰因素影响如环境温度、湿度及人体接近对电容信号的干扰。本实用新型包括纸张测量装置和检测电路。纸张测量装置包括第一金属极板、第二金属极板、固定板和滑动板。检测电路包括电源模块、控制模块和信号输入模块。信号输入模块包括电容传感器。本实用新型采用双极板对纸张整体厚度返回电容信号的数据处理能快速高效得出纸张数量，改变了传统基于机械结构对纸张逐一计数的复杂方式提高了计数效率。此装置能够应用于多种办公场景适用于多种规格纸张。

Description

一种基于电容传感器纸张数量检测装置

技术领域

本实用新型属于纸张检测计数技术领域，具体涉及一种基于电容传感器纸张数量检测装置。

背景技术

纸张计数具有以下难点：1.纸张计数的正确性是第一标准由于每一张纸厚度极小对传感器精度要求较高；2.纸张计数装置容易受到其他干扰因素影响如环境温度、湿度及人体接近对电容信号的干扰；3.由于不同纸张会存在使用新旧上的不同，较为旧的纸张会有褶皱明显增加了误差产生不容易正确计数使计数精度较低。因此需要设计一种能够准确纸张计数的装置。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于电容传感器纸张数量检测装置。

本实用新型包括纸张测量装置和检测电路。所述的纸张测量装置包括第一金属极板、第二金属极板、固定板和滑动板。滑动板与固定板相对滑动。固定板、滑动板的相对侧面分别固定有第一金属极板、第二金属极板。第一金属极板与第二金属极板正对设置。所述的检测电路包括电源模块、控制模块和信号输入模块。电源模块为信号输入模块和控制模块供电。所述的信号输入模块包括电容传感器。电容传感器的两个第一输入引脚与纸张测量装置中第一金属极板、第二金属极板分别连接。

作为优选，所述电容传感器的型号为FDC2214。

作为优选，所述的纸张测量装置还包括导柱。四根导柱的底端与固定板的四个角分别固定。滑动板的四个角均固定有导套。四个导套与四根导柱分别构成滑动副。

作为优选，所述的检测电路还包括显示模块。所述的显示模块包括LCD显示屏和三极管Q1。LCD显示屏的型号为LCD12864。LCD显示屏的1引脚接地，2及19引脚接电源模块的供电输出端，3引脚接可调电阻R6的电刷，18引脚接可调电阻R6内电阻体的一端。可调电阻R6内电阻体的另一端接地。LCD显示屏的4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、 14、15、17引脚均与控制模块连接。

作为优选，所述的检测电路还包括矩阵按键。所述矩阵按键的八个输出引脚均与控制模块连接。

作为优选，所述的电源模块包括降压芯片、稳压管DZ1和显示数码管。数码管采用共阳型数码管；降压芯片的型号为LM2596S-5.0。降压芯片的1引脚接发光二极管LED1、电容C10的正极、电容C11的一端及外部输入电压。发光二极管LED1的负极接电阻R2 的一端。降压芯片的3、5引脚、电容C10的负极、电阻R2及电容C11的另一端均接地。降压芯片的2引脚接电感L2的一端及稳压管DZ1的负极。稳压管DZ1的正极接地。降压芯片的4引脚接电感L2的另一端、电容C14的一端、电容C12及电容C13的正极。降压芯片的6引脚、电容C12、电容C13的负极及电容C14的另一端均并接地。电感L2远离降压芯片的那端即为电源模块的供电输出端。

作为优选，所述的控制模块包括控制器。控制器采用型号为STM32F103ZET6的单片机。控制器的8引脚接电阻R33的一端。电阻R33的另一端接电容C11及第一晶振X2的一端。电容C11的另一端接地。控制器的9引脚接电阻R34的一端。电阻R34的另一端接电容C12及第一晶振X2的另一端。电容C12的另一端接地。控制器的138引脚接电阻R35 的一端。电阻R35的另一端接单刀双掷开关的动触头连接。单刀双掷开关的第一静触头接电源模块的供电输出端，第二静触头接地。控制器的23引脚接电容C13及第二晶振X3 的一端，24引脚接电容C14的一端及第二晶振X3的另一端。电容C13及电容C14的另一端均接地。控制器的25引脚接电阻R37、电容C15的一端及复位按钮B1的一个接线端。电阻R37的另一端接电源模块的供电输出端。电容C15的另一端及复位按钮B1的另一个接线端均接地。控制器的34引脚接电源开关S1的一端。电源开关S1的另一端接电源模块的供电输出端。控制模块的44引脚为控制模块的IIC时钟端，45引脚为控制模块的IIC 数据端。

作为优选，电容传感器的IIC时钟引脚接电阻R3的一端及控制模块的IIC时钟端，IIC 数据传输引脚接电阻R4的一端及控制模块的IIC数据端。电阻R3及电阻R4的另一端均接电源模块的供电输出端。电容传感器的SD引脚接地。电容传感器的VDD引脚接电容 C5、电容C6的一端及电源模块的供电输出端。电容传感器的GND引脚、电容C5、电容 C6的另一端均接地。电容传感器的两个第一输入引脚与电感L1的两端分别相连，并与电容C7的两端分别相连。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型采用双极板对纸张整体厚度返回电容信号的数据处理能快速高效得出纸张数量，改变了传统基于机械结构对纸张逐一计数的复杂方式提高了计数效率。此装置能够应用于多种办公场景适用于多种规格纸张。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中检测电路的系统框图；

图3是本实用新型中电源模块的电路原理图；

图4是本实用新型中控制模块的电路原理图；

图5是本实用新型中信号输入模块的电路原理图；

图6是本实用新型中显示模块的电路原理图；

图7是本实用新型中矩阵按键的电路连接图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和2所示，一种基于电容传感器纸张数量检测装置，包括纸张测量装置和检测电路1。纸张测量装置包括第一金属极板2、第二金属极板3、导柱4、固定板5和滑动板 6。四根导柱4的底端与固定板5的四个角分别固定。滑动板6的四个角均固定有导套。四个导套与四根导柱4分别构成滑动副。固定板5、滑动板6的相对侧面分别固定有第一金属极板2、第二金属极板3。第一金属极板2与第二金属极板3正对设置。第一金属极板2、第二金属极板3分别通过导线接入电容传感器的检测电路1。厚度检测时，第一金属极板2、第二金属极板3分别置于测试纸张上下两侧。

如图2所示，检测电路1包括电源模块1-1、控制模块1-2、信号输入模块1-3、显示模块1-4和矩阵按键U5。电源模块通过稳压模块为信号输入模块、控制模块及显示模块供电。信号输入模块1-3采集第一金属极板2、第二金属极板3上的电位数据并转化为数字信号传输给控制模块1-2。显示模块1-4通过LCD显示屏显示检测出的纸张数量。

如图3所示，电源模块1-1包括降压芯片U4、稳压管DZ1和显示数码管。数码管采用共阳型数码管；降压芯片U4的型号为LM2596S-5.0。降压芯片U4的1引脚接发光二极管LED1、电容C10的正极、电容C11的一端及外部输入电压VDD。外部输入电压VDD 的电压值为8.5V。发光二极管LED1的负极接电阻R2的一端。降压芯片U4的3、5引脚、电容C10的负极、电阻R2及电容C11的另一端均接地。降压芯片U4的2引脚接电感L2 的一端及稳压管DZ1的负极。稳压管DZ1的正极接地。降压芯片U4的4引脚接电感L2 的另一端、电容C14的一端、电容C12及电容C13的正极。降压芯片U4的6引脚、电容 C12、电容C13的负极及电容C14的另一端均并接地。电感L2远离降压芯片U4的那端即为电源模块1-1的供电输出端VCC。

如图4所示，控制模块1-2包括控制器U1。控制器U1采用型号为STM32F103ZET6 的单片机。控制器U1的8引脚接电阻R33的一端。电阻R33的另一端接电容C11及第一晶振X2的一端。电容C11的另一端接地。控制器U1的9引脚接电阻R34的一端。电阻 R34的另一端接电容C12及第一晶振X2的另一端。电容C12的另一端接地。控制器U1 的138引脚接电阻R35的一端。电阻R35的另一端接单刀双掷开关BOOT0的动触头连接。单刀双掷开关BOOT0的第一静触头接电源模块1-1的供电输出端VCC，第二静触头接地。控制器U1的23引脚接电容C13及第二晶振X3的一端，24引脚接电容C14的一端及第二晶振X3的另一端。电容C13及电容C14的另一端均接地。控制器U1的25引脚接电阻 R37、电容C15的一端及复位按钮B1的一个接线端。电阻R37的另一端接电源模块1-1 的供电输出端VCC。电容C15的另一端及复位按钮B1的另一个接线端均接地。控制器 U1的34引脚接电源开关S1的一端。电源开关S1的另一端接电源模块1-1的供电输出端 VCC。控制模块1-2的44引脚为控制模块1-2的IIC时钟端SCL，45引脚为控制模块1-2 的IIC数据端SDA。

如图5所示，信号输入模块1-3包括电容传感器U2。电容传感器U2的型号为FDC2214。电容传感器U2的IIC时钟引脚(1引脚)接电阻R3的一端及控制模块1-2的IIC时钟端 SCL，IIC数据传输引脚(2引脚)接电阻R4的一端及控制模块1-2的IIC数据端SDA。电阻R3及电阻R4的另一端均接电源模块1-1的供电输出端VCC。电容传感器U2的SD 引脚(6引脚)接地。电容传感器U2的VDD引脚(7引脚)接电容C5、电容C6的一端及电源模块1-1的供电输出端VCC。电容传感器U2的GND、PAD引脚、电容C5、电容 C6的另一端均接地。电容传感器U2的两个第一输入引脚(9、10引脚)与电感L1的两端分别相连，并与电容C7的两端分别相连。电容传感器U2的两个第一输入引脚(9、10引脚)与纸张测量装置中第一金属极板2、第二金属极板3分别连接。电容传感器U2的其余引脚悬空。

如图6所示，显示模块1-4包括LCD显示屏U3和三极管Q1。LCD显示屏U3的型号为LCD12864。LCD显示屏U3的1引脚接地，2及19引脚接电源模块1-1的供电输出端 VCC，3引脚接可调电阻R6的电刷，18引脚接可调电阻R6内电阻体的一端。可调电阻R6内电阻体的另一端接地。LCD显示屏的4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、 17引脚与控制器U1的第一I/O口至第十三I/O口(135、136、137、10、11、12、13、14、 15、16、17、140、134引脚)分别相连。LCD显示屏U3的其余引脚悬空。

如图7所示，矩阵按键U5的八个输出引脚与控制器U1的第十四I/O口至第二十一I/O 口(114、115、116、117、118、119、122、123引脚)分别相连。控制器U1的其余引脚悬空。矩阵按键U5采用4*4的矩阵按键，用于设置和切换模式。

该基于电容传感器纸张数量检测装置的工作原理如下：

首先，对该基于电容传感器纸张数量检测装置进行标定；标定过程为：在第一金属极板与第二金属极板之间放入不同数量的纸张，并分别检测电容值；检测到的电容值作为不同数量纸张的特征数据。

之后，在第一金属极板与第二金属极板之间放入位置数目的纸张，根据检测到的电容值来与前述不同数量纸张对应的特征数据对比；取最接近的特征数据对应的纸张数作为检测数的纸张数量。

Claims

1.一种基于电容传感器纸张数量检测装置，包括纸张测量装置和检测电路；其特征在于：所述的纸张测量装置包括第一金属极板、第二金属极板、固定板和滑动板；滑动板与固定板相对滑动；固定板、滑动板的相对侧面分别固定有第一金属极板、第二金属极板；第一金属极板与第二金属极板正对设置；所述的检测电路包括电源模块、控制模块和信号输入模块；电源模块为信号输入模块和控制模块供电；所述的信号输入模块包括电容传感器；电容传感器的两个第一输入引脚与纸张测量装置中第一金属极板、第二金属极板分别连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电容传感器纸张数量检测装置，其特征在于：所述电容传感器的型号为FDC2214。

3.根据权利要求1所述的一种基于电容传感器纸张数量检测装置，其特征在于：所述的纸张测量装置还包括导柱；四根导柱的底端与固定板的四个角分别固定；滑动板的四个角均固定有导套；四个导套与四根导柱分别构成滑动副。

4.根据权利要求1所述的一种基于电容传感器纸张数量检测装置，其特征在于：所述的检测电路还包括显示模块；所述的显示模块包括LCD显示屏和三极管Q1；LCD显示屏的型号为LCD12864；LCD显示屏的1引脚接地，2及19引脚接电源模块的供电输出端，3引脚接可调电阻R6的电刷，18引脚接可调电阻R6内电阻体的一端；可调电阻R6内电阻体的另一端接地；LCD显示屏的4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、17引脚均与控制模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于电容传感器纸张数量检测装置，其特征在于：所述的检测电路还包括矩阵按键；所述矩阵按键的八个输出引脚均与控制模块连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于电容传感器纸张数量检测装置，其特征在于：所述的电源模块包括降压芯片、稳压管DZ1和显示数码管；数码管采用共阳型数码管；降压芯片的型号为LM2596S-5.0；降压芯片的1引脚接发光二极管LED1、电容C10的正极、电容C11的一端及外部输入电压；发光二极管LED1的负极接电阻R2的一端；降压芯片的3、5引脚、电容C10的负极、电阻R2及电容C11的另一端均接地；降压芯片的2引脚接电感L2的一端及稳压管DZ1的负极；稳压管DZ1的正极接地；降压芯片的4引脚接电感L2的另一端、电容C14的一端、电容C12及电容C13的正极；降压芯片的6引脚、电容C12、电容C13的负极及电容C14的另一端均并接地；电感L2远离降压芯片的那端即为电源模块的供电输出端。

7.根据权利要求1所述的一种基于电容传感器纸张数量检测装置，其特征在于：所述的控制模块包括控制器；控制器采用型号为STM32F103ZET6的单片机；控制器的8引脚接电阻R33的一端；电阻R33的另一端接电容C11及第一晶振X2的一端；电容C11的另一端接地；控制器的9引脚接电阻R34的一端；电阻R34的另一端接电容C12及第一晶振X2的另一端；电容C12的另一端接地；控制器的138引脚接电阻R35的一端；电阻R35的另一端接单刀双掷开关的动触头连接；单刀双掷开关的第一静触头接电源模块的供电输出端，第二静触头接地；控制器的23引脚接电容C13及第二晶振X3的一端，24引脚接电容C14的一端及第二晶振X3的另一端；电容C13及电容C14的另一端均接地；控制器的25引脚接电阻R37、电容C15的一端及复位按钮B1的一个接线端；电阻R37的另一端接电源模块的供电输出端；电容C15的另一端及复位按钮B1的另一个接线端均接地；控制器的34引脚接电源开关S1的一端；电源开关S1的另一端接电源模块的供电输出端；控制模块的44引脚为控制模块的IIC时钟端，45引脚为控制模块的IIC数据端。

8.根据权利要求1所述的一种基于电容传感器纸张数量检测装置，其特征在于：电容传感器的IIC时钟引脚接电阻R3的一端及控制模块的IIC时钟端，IIC数据传输引脚接电阻R4的一端及控制模块的IIC数据端；电阻R3及电阻R4的另一端均接电源模块的供电输出端；电容传感器的SD引脚接地；电容传感器的VDD引脚接电容C5、电容C6的一端及电源模块的供电输出端；电容传感器的GND引脚、电容C5、电容C6的另一端均接地；电容传感器的两个第一输入引脚与电感L1的两端分别相连，并与电容C7的两端分别相连。