CN211554715U - 一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，包括安装振动按钮及反馈电路，所述反馈电路包括主控制器模块、CAN总线通信模块、模拟量输入模块、数字量输入/输出控制模块、信号反馈振动控制模块。本实用新型通过主控制器和外围电路的设计和搭建，经过数据的处理，实现开关量的输入、输出控制、模拟量的输入控制等。采用CAN总线进行机械行车控制系统和本主控制器间的通讯，通过自主设计的程序，可以使主控制器根据机械行车状态和机械各模拟量、数字量指示的各项关键指标参数、信号状态，在机械操作手柄上进行振动反馈，提高机械工作时的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电气控制设备领域，具体涉及一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统。
背景技术
随着工业化及智能化发展，机械设备生产厂家对机械的自动控制及安全性指标要求更高，以致对其选用的元件产品的性能指标、使用寿命、应用模式及创新程度等方面提出了新的要求。机械设备在工作状态下，操作人员将通过设备的各项关键指标参数、信号状态等信息来判断机械运行是否正常。如果反馈的工作状态出现异常或有信息警示，那么操作人员将会及时采取相应措施，排除故障，保证机械正常工作，保障安全性。机械设备在对关键信号采用的反馈模式及警示方式是否能够准确、灵敏、值观、及时的提示到操作人员，对判断机械是否正常工作或处于安全状态起到至关重要的作用。
目前，在较多行业中，传统及常规的机械工作状态信息提示和警示一般为视觉、听觉、触觉方式提示，如采用显示屏显示信号数据、采用音频或扬声器进行警示，采用振动方式提示。其中振动反馈区别于视觉、听觉反馈，能够减小天气、光线、噪音等环境恶劣的情况下手柄所受到的外部环境干扰。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统。本实用新型通过主控制器和外围电路的设计和搭建，经过数据的处理，实现开关量的输入、输出控制、模拟量的输入控制等。采用CAN总线进行机械行车控制系统和本主控制器间的通讯，通过自主设计的程序，可以使主控制器根据机械行车控制系统和机械各类模拟量或数字量指示的各项关键指标参数、信号状态，在机械操作手柄或方向盘上进行振动反馈提示，提高机械工作时的安全性能。同时，此电路具有基本的稳压电路、过流保护电路、驱动电路、滤波电路等来保证电路的稳定性、精准性。
为实现所述技术目的，本实用新型的技术方案是：一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，包括安装振动按钮及反馈电路，所述反馈电路包括主控制器模块、模拟量输入模块、数字量输入/输出控制模块、信号反馈振动控制模块；所述模拟量输入模块连接霍尔型传感器和主控制器模块；所述数字量输入/输出控制模块连接主控制器模块和操作按钮, 通过操作按钮实现信号的控制；所述信号反馈振动控制模块，连接主控制器模块和所述振动按钮，用于驱动振动按钮振动。
进一步，所述振动按钮安装于机械操作手柄或方向盘的一种上，所述反馈电路还包括CAN总线通信模块；CAN总线通信模块连接主控制器模块和机械计算机控制系统，用于两者之间的通信。
进一步，所述主控制器模块包括型号为C8051F506的主控制器及其最小系统。
进一步，所述CAN总线通信模块包括型号为TJA1040T的CAN总线接收器和型号为NUP2105LZ17的TVS二极管保护电路。
进一步，所述模拟量输入模块采用第一电压钳位电路，将所述主控制器的检测电压钳位在0～5V之间。
进一步，所述数字量输入/输出控制模块采用第二电压钳位电路，将所述主控制器检测的高电平为5V。
进一步，所述信号反馈振动控制模块采用型号为BTS5215L的两路低内阻电源开关，根据CAN总线和各模拟量、数字量指标由主控制器通过两路低内阻电源开关控制所述振动按钮工作。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型通过主控制器和外围电路的设计和搭建，经过数据的处理，实现开关量的输入、输出控制、模拟量的输入控制等。采用CAN总线进行机械行车控制系统和本主控制器间的通讯，通过自主设计的程序，可以使主控制器根据机械行车控制系统和机械各模拟量或数字量指示的各项关键指标参数、信号状态，在机械操作手柄或方向盘上进行振动反馈，提高机械工作时的安全性能。同时，此电路具有基本的稳压电路、过流保护电路、驱动电路、滤波电路等来保证电路的稳定性、精准性。
附图说明
图1是本实用新型反馈电路的模块原理图；
图2是本实用新型主控制器模块的电路原理图；
图3是本实用新型CAN总线通信模块的电路原理图；
图4是本实用新型模拟量输入模块的电路原理图；
图5是本实用新型数字量输入/输出控制模块的电路原理图；
图6是本实用新型信号反馈振动控制模块的电路原理图；
具体实施方式
下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，如图1所示，一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，包括安装振动按钮及反馈电路，所述反馈电路包括主控制器模块、模拟量输入模块、数字量输入/输出控制模块、信号反馈振动控制模块；所述模拟量输入模块连接霍尔型传感器和主控制器模块；所述数字量输入/输出控制模块连接主控制器模块和操作按钮, 通过操作按钮实现信号的控制；所述信号反馈振动控制模块，连接主控制器模块和所述振动按钮，用于驱动振动按钮振动。
进一步，所述振动按钮安装于机械操作手柄或方向盘的一种上，反馈电路置于机械操作手柄或方向盘内，所述反馈电路还包括CAN总线通信模块；CAN总线通信模块连接主控制器模块和机械控制系统，用于两者之间的通信。所述CAN总线通信模块连接主控制器模块和机械控制系统，用于两者之间的通信；CAN总线协议已成为汽车计算机控制系统及嵌入式工业控制局域网的标准总线，支持分布控制和实时控制的串行通讯网络，其通讯速率高、可靠性好。
本实用新型通过主控制器和外围电路的设计和搭建，经过数据的处理，实现开关量的输入、输出控制、模拟量的输入控制等。采用CAN总线进行机械行车控制系统和本主控制器间的通讯，通过自主设计的程序，可以使主控制器根据机械行车控制系统和机械各模拟量或数字量指示的各项关键指标参数、信号状态，在机械操作手柄或方向盘上进行振动反馈。
进一步，所述主控制器模块包括型号为C8051F506的主控制器及其最小系统。如图2所示，主控制器P0.2和P0.3管脚连接外部晶振电路，采用内部时钟信号。P3.0管脚用于程序的下载及调试；RST管脚用于程序的清空或复位。本实用新型选用的微控制器件功能强大，扩展性较强；整体PCB电路板小巧，性能稳定，程序下载及调试简单方便。
进一步，所述CAN总线通信模块包括型号为TJA1040T的CAN总线接收器和型号为NUP2105LZ17的TVS二极管保护电路。如图3所示，TXD管脚、RXD管脚分别连接主控制器的P0.6和P0.7管脚，通过TXD管脚发送数据；RXD管脚接收数据。CANH和CANL用于数据的传输，其具有优秀的EMC性能，完全符合ISO 11898 标准。TVS二极管NUP2105LZ17，主要保护CAN收发器，具有防静电和防浪涌保护作用，对网络线路提供安全、可靠的保护。
进一步，所述模拟量输入模块采用第一电压钳位电路，将所述主控制器的检测电压钳位在0～5V之间。如图2和图4所示，P0.4、P0.5、P1.0、P1.1、P1.2、P1.3作为模拟量输入管脚，连接霍尔型传感器，对传感器信号进行处理，例如用于对手柄的X轴或Y轴的操控行程进行控制。同时具有手柄中位安全保护功能，如图4所示，当P_AI_01断线时，主控制器检测到的电压为2.5V，可以认为手柄在中位，没有动作。
进一步，如图5所示，所述数字量输入/输出控制模块采用第二电压钳位电路，将所述主控制器检测的高电平为5V。如图2所示，主控制器的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、P2.0-2.5管脚作为数字开关量输入信号，通过操作按钮实现信号的控制。
进一步，所述信号反馈振动控制模块采用型号为BTS5215L的两路低内阻电源开关，根据CAN总线和各模拟量、数字量指标由主控制器通过两路低内阻电源开关控制所述振动按钮工作。如图2所示，P2.6管脚为数字开关量输出信号，主要用于振动按钮的输出控制，即实现某一信号的反馈提示。如图6所示， DO_DRV1 从主控制器输出，接到两路低内阻电源开关IN1输入端，以P_DO_01作为输出端，控制振动按钮工作。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，其特征在于，包括安装振动按钮及反馈电路，所述反馈电路包括主控制器模块、模拟量输入模块、数字量输入/输出控制模块、信号反馈振动控制模块；所述模拟量输入模块连接霍尔型传感器和主控制器模块；所述数字量输入/输出控制模块连接主控制器模块和操作按钮, 通过操作按钮实现信号的控制；所述信号反馈振动控制模块，连接主控制器模块和所述振动按钮，用于驱动振动按钮振动。
2.根据权利要求1所述的具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，其特征在于，所述振动按钮安装于机械操作手柄或方向盘的一种上，所述反馈电路还包括CAN总线通信模块；CAN总线通信模块连接主控制器模块和行车控制系统，用于两者之间的通信。
3.根据权利要求1所述的具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，其特征在于，所述主控制器模块包括型号为C8051F506的主控制器及其最小系统。
4.根据权利要求2所述的具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，其特征在于，所述CAN总线通信模块包括型号为TJA1040T的CAN总线接收器和型号为NUP2105LZ17的TVS二极管保护电路。
5.根据权利要求2所述的具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，其特征在于，所述模拟量输入模块采用第一电压钳位电路，将所述主控制器的检测电压钳位在0～5V之间。
6.根据权利要求2所述的具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，其特征在于，所述数字量输入/输出控制模块采用第二电压钳位电路，将所述主控制器检测的高电平为5V。
7.根据权利要求2所述的具有信号采集处理及振动反馈的控制系统，其特征在于，所述信号反馈振动控制模块采用型号为BTS5215L的两路低内阻电源开关，根据CAN总线和各模拟量、数字量指标由主控制器通过两路低内阻电源开关控制所述振动按钮工作。
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Family Applications (1)
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| CN202020663036.9U Active CN211554715U (zh) | 2020-04-27 | 2020-04-27 | 一种具有信号采集处理及振动反馈的控制系统 |
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2020
- 2020-04-27 CN CN202020663036.9U patent/CN211554715U/zh active Active
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