CN213754358U - 一种利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及直流电机检测技术领域，具体公开了一种利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第一门电路、第二门电路、第三门电路、与或非芯片及CPU处理器，所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器及第三霍尔传感器分别与第一门电路、第二门电路及第三门电路电连接，所述第一门电路、第二门电路及第三门电路均与所述与或非芯片及CPU处理器电连接，所述与或非芯片与所述CPU处理器电连接。本实用新型通过对霍尔传感器进行编码信号检测，从而获取直流电机的转速、方向和位置，能够方便快速的实现直流电机的转速、方向和位置检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流电机检测技术领域，特别涉及一种利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路。
背景技术
一般直流电机的转速和位置检测，都是在电机的转子上安装一个独立专用的编码器，来完成电机转速和位置测量。这种编码器一般提供两种输出方式：一、A、B两组90°相位差的方波信号和一组脉冲零点信号。二、一组位置脉冲信号和一组脉冲零点信号。电机控制机构需要通过根据需要选择其中的一种输出方式来设计电路并对电机进行控制。
现有直流电机的转速和位置检测，都是在电机的转子上安装一个独立专用的编码器，这种编码器一般精度都非常高但价格昂贵，不能检测直接提供正反转方向信号。直流电机虽然能正反向运转，但都是按指定的方向旋转的情况下测量转速和位置，不需要方向性检测。而直流电机在负载带动下被动转动时的位置检测时，电机的转动方向检测就显得非常重要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，通过对霍尔传感器进行编码信号检测，从而获取直流电机的转速、方向和位置，能够方便快速的实现直流电机的转速、方向和位置检测。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第一门电路、第二门电路、第三门电路、与或非芯片及CPU处理器，所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器及第三霍尔传感器分别与第一门电路、第二门电路及第三门电路电连接，所述第一门电路、第二门电路及第三门电路均与所述与或非芯片及CPU处理器电连接，所述与或非芯片与所述CPU处理器电连接。
优选地，所述数字电路还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2及电容C3，所述第一霍尔传感器的第一引脚、第二霍尔传感器的第一引脚、第三霍尔传感器的第一引脚、电阻R1的一端、电阻R2的一端及电阻R3的一端均与所述与或非芯片的第二引脚连接，所述第一霍尔传感器的第二引脚、电阻R1的另一端及电容C1的一端均与所述第一门电路的输入端连接，所述第二霍尔传感器的第二引脚、电阻R2的另一端及电容C2的一端均与所述第二门电路的输入端连接，所述第三霍尔传感器的第二引脚、电阻R3的另一端及电容C3的一端均与所述第三门电路的输入端连接。
优选地，所述与或非芯片的第一引脚及第一门电路的输出端均与所述CPU处理器的P2引脚连接，所述与或非芯片的第三引脚及第二门电路的输出端均与所述CPU处理器的P1引脚连接，所述与或非芯片的第九引脚及第三门电路的输出端均与所述CPU处理器的P0引脚连接。
优选地，所述第一霍尔传感器的第三引脚、第二霍尔传感器的第三引脚、第三霍尔传感器的第三引脚、电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端及所述与或非芯片的第十三引脚均接地。
优选地，所述与或非芯片为74LH86芯片。
优选地，所述与或非芯片的第十一引脚与所述CPU处理器的INT引脚连接。
采用上述技术方案，本实用新型提供的一种利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，具有以下有益效果：该数字电路中的第一霍尔传感器、第二霍尔传感器及第三霍尔传感器分别与第一门电路、第二门电路及第三门电路电连接，第一门电路、第二门电路及第三门电路均与所述与或非芯片及CPU处理器电连接，与或非芯片与CPU处理器电连接，通过设置与或非芯片及CPU处理器对第一霍尔传感器、第二霍尔传感器及第三霍尔传感器进行编码信号检测，从而获取直流电机的转速、方向和位置，能够方便快速的实现直流电机的转速、方向和位置检测。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理图；
图中，HA-第一霍尔传感器、HB-第二霍尔传感器、HC-第三霍尔传感器、A1-第一门电路、A2-第二门电路、A3-第三门电路、B1-与或非芯片、U1-CPU处理器。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
如图1所示，在本实用新型的电路原理图中，该利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路包括第一霍尔传感器HA、第二霍尔传感器HB、第三霍尔传感器HC、第一门电路A1、第二门电路A2、第三门电路A3、与或非芯片B1及CPU处理器U1，该第一霍尔传感器HA、第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别与第一门电路A1、第二门电路A2及第三门电路A3电连接，该第一门电路A1、第二门电路A2及第三门电路A3均与该与或非芯片B1及CPU处理器U1电连接，该与或非芯片B1与该CPU处理器U1电连接。可以理解的，该数字电路对直流电机本身自带的三个互为180°的霍尔传感器进行编码信号检测，获取直流电机的转速、方向和位置，去掉价格昂贵的外部编码器，降低成本。
具体地，该数字电路还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2及电容C3，该第一霍尔传感器HA的第一引脚、第二霍尔传感器HB的第一引脚、第三霍尔传感器HC的第一引脚、电阻R1的一端、电阻R2的一端及电阻R3的一端均与该与或非芯片B1的第二引脚连接，该第一霍尔传感器HA的第二引脚、电阻R1的另一端及电容C1的一端均与该第一门电路A1的输入端连接，该第二霍尔传感器HB的第二引脚、电阻R2的另一端及电容C2的一端均与该第二门电路A2的输入端连接，该第三霍尔传感器HC的第二引脚、电阻R3的另一端及电容C3的一端均与该第三门电路A3的输入端连接；该与或非芯片B1的第一引脚及第一门电路A1的输出端均与该CPU处理器U1的P2引脚连接，该与或非芯片B1的第三引脚及第二门电路A2的输出端均与该CPU处理器U1的P1引脚连接，该与或非芯片B1的第九引脚及第三门电路A3的输出端均与该CPU处理器U1的P0引脚连接；该第一霍尔传感器HA的第三引脚、第二霍尔传感器HB的第三引脚、第三霍尔传感器HC的第三引脚、电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端及该与或非芯片B1的第十三引脚均接地。可以理解的，该与或非芯片B1为74LH86芯片，该与或非芯片B1的第十一引脚与该CPU处理器U1的INT引脚连接。按120度的位置固定在直流电机的定子上，当直流电机的转子转动时，转子上的磁钢分别经过三个霍尔传感器，第一门电路A1、第二门电路A2、第三门电路A3用于对信号进行整形，通过识别P0引脚、P1引脚、P2引脚的状态来确定对计算器加1还是减1来完成电机转子角度位置计算和方向判别。比如转子上有40片磁钢，则转子转一圈有40*3＝120个脉冲，即120个脉冲表示一圈，每个脉冲表示转子转动3°。该第一门电路A1、第二门电路A2及第三门电路A3均可以是与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门等；该CPU处理器U1可以采用80C51单片机等。
可以理解的，本实用新型设计合理，构造独特，与现有技术相比，本数字电路只需三个霍尔传感器HA,HB,HC、三个门电路A1,A2,A3、一个与或非芯片1和CPU处理器U1的双向中断及数字逻辑功能就能方便快速的实现直流电机的转速、方向和位置检测。本电路由于采用了现有计算机处理器的双向中断计数和软件辨向，直接用直流电机控制器向用户提供转速和方向，取代外加的转速编码器和附加辨向电路。要使直流电机工作，控制器是必须要使用的。如果利用控制器中CPU强大的功能和资源，稍微加该电路于控制器中，丢掉外部编码器，成本自然降低，且接线方便，维护也方便。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，其特征在于：包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第一门电路、第二门电路、第三门电路、与或非芯片及CPU处理器，所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器及第三霍尔传感器分别与第一门电路、第二门电路及第三门电路电连接，所述第一门电路、第二门电路及第三门电路均与所述与或非芯片及CPU处理器电连接，所述与或非芯片与所述CPU处理器电连接。
2.根据权利要求1所述的利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，其特征在于：还包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2及电容C3，所述第一霍尔传感器的第一引脚、第二霍尔传感器的第一引脚、第三霍尔传感器的第一引脚、电阻R1的一端、电阻R2的一端及电阻R3的一端均与所述与或非芯片的第二引脚连接，所述第一霍尔传感器的第二引脚、电阻R1的另一端及电容C1的一端均与所述第一门电路的输入端连接，所述第二霍尔传感器的第二引脚、电阻R2的另一端及电容C2的一端均与所述第二门电路的输入端连接，所述第三霍尔传感器的第二引脚、电阻R3的另一端及电容C3的一端均与所述第三门电路的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，其特征在于：所述与或非芯片的第一引脚及第一门电路的输出端均与所述CPU处理器的P2引脚连接，所述与或非芯片的第三引脚及第二门电路的输出端均与所述CPU处理器的P1引脚连接，所述与或非芯片的第九引脚及第三门电路的输出端均与所述CPU处理器的P0引脚连接。
4.根据权利要求2所述的利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，其特征在于：所述第一霍尔传感器的第三引脚、第二霍尔传感器的第三引脚、第三霍尔传感器的第三引脚、电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端及所述与或非芯片的第十三引脚均接地。
5.根据权利要求1所述的利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，其特征在于：所述与或非芯片为74LH86芯片。
6.根据权利要求1所述的利用霍尔信号获取直流电机转速和转向的数字电路，其特征在于：所述与或非芯片的第十一引脚与所述CPU处理器的INT引脚连接。
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