CN213947902U - 一种物联网打印机工控板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工控板技术领域，且公开了一种物联网打印机工控板，包括工控板本体，所述工控板本体的上端固定安装有通讯模块，通讯模块的右侧设置有薄膜按键排线插头且薄膜按键排线插头镶嵌安装在工控板本体的上端。本实用新型中，红外对射模块是装在水平的横梁两侧，当有物体遮挡时，红外对射模块会发出信号给核心控制模块，核心控制模块接受到信号会驱使驱动电机向上运动，在此过程中还会驱使蜂鸣器发出报警声，从而达到防撞目的。核心控制模块通过识别上限位和下限位传感器的感应信号，对驱动电机的行驶进行控制。数码管会实时显示行驶的距离，达到实时精准检测高度变化的效果。

Description

一种物联网打印机工控板

技术领域

本实用新型涉及工控板技术领域，尤其涉及一种物联网打印机工控板。

背景技术

随着电子设备的高速发展，人们对精确调测高度的要求日益增高，需要测高的各个装置设备实时有效，也需要实时检测到高度的变化。而在市面上并没有这种技术能够满足我们的需求。为此，我们提出一种物联网打印机工控板。

实用新型内容

本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种物联网打印机工控板。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，一种物联网打印机工控板，包括工控板本体，所述工控板本体的上端固定安装有通讯模块，通讯模块的右侧设置有薄膜按键排线插头且薄膜按键排线插头镶嵌安装在工控板本体的上端；

薄膜按键排线插头的右侧设置有驱动电机且驱动电机固定安装在工控板本体的上端面，所述驱动电机的右侧依次设置有上限位和下限位，所述上限位和下限位均固定安装在工控板本体的上端面，所述工控板本体的上端固定安装有蜂鸣器，所述蜂鸣器的右侧设置有红外对射模块且红外对射模块固定安装在工控板本体的上端面；

所述工控板本体的上端中间位置固定安装有核心控制模块，所述红外对射模块的右侧设置有数码管且数码管固定安装在工控板本体的上端面，所述数码管采用三位八段共阳极数码管。

作为优选，所述通讯模块型号为SP3232EEN，通讯模块串口的电气特性为 RS-232，串口通信最远距离是50英尺＝15m；通讯模块的最高传输速率20kbps。

作为优选，所述工控板本体的外侧通过插头与薄膜按键排线插头插接有薄膜开关面板。

作为优选，所述驱动电机的型号为86CM两相步进电机，驱动电机步距精度5％，温度80℃Max，绝缘电阻100MΩMin500VDC，耐压500VAC1minut，径向跳动最大0.02mm，轴向跳动最大0.08mm，驱动电机使用雷赛DM556驱动器。

作为优选，所述核心控制模块的型号为STM32F103C8T6。

作为优选，所述上限位和下限位的型号均为欧姆龙的限位传感器，型号为TL-Q5MC1-Z。

作为优选，所述红外对射模块的型号为施菱红外对射，型号为PEX-10FR。

有益效果

本实用新型提供了一种物联网打印机工控板。具备以下有益效果：

本方案中，红外对射模块是装在水平的横梁两侧，当有物体遮挡时，红外对射模块会发出信号给核心控制模块，核心控制模块接受到信号会驱使驱动电机向上运动，在此过程中还会驱使蜂鸣器发出报警声，从而达到防撞目的。核心控制模块通过识别上限位和下限位传感器的感应信号，对驱动电机的行驶进行控制。数码管会实时显示行驶的距离，达到实时精准检测高度变化的效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型数码管的具体示意图；

图3为本实用新型驱动电机的具体示意图；

图4为本实用新型红外对射模块的具体示意图；

图5为本实用新型上限位的具体示意图；

图6为本实用新型下限位的具体示意图。

图例说明：

1工控板本体、2通讯模块、3薄膜按键排线插头、4驱动电机、5上限位、 6下限位、7蜂鸣器、8红外对射模块、9核心控制模块、10数码管。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

实施例：一种物联网打印机工控板，如图1-图6所示，包括工控板本体 1，所述工控板本体1的上端固定安装有通讯模块2，所述通讯模块2型号为 SP3232EEN，通讯模块2是全双工通讯，通讯模块2的两个串口连接时，接收数据针脚与发送数据针脚相连且彼此交叉，通讯模块2串口的电气特性为 RS-232，串口通信最远距离是50英尺＝15m；RS232可做到双向传输全双工通讯，通讯模块2的最高传输速率20kbps；RS-232C上传送的数字量采用负逻辑且与地对称；逻辑1：-3～-15V；逻辑0：+3～+15V。

通讯模块2的右侧设置有薄膜按键排线插头3且薄膜按键排线插头3镶嵌安装在工控板本体1的上端，工控板本体1的外侧通过插头与薄膜按键排线插头3插接有薄膜开关面板，薄膜开关面板图形清晰；油墨附着力极强；薄膜开关面板和机械、塑胶的吻合性相当好一般厚度为：0.25MM--2MM，此层均采用性能良好的聚酯薄膜(PET)作为开关电路图形的载体并在其上用特殊的工艺丝印上碳浆，使其具有导电性能。

薄膜按键排线插头3的右侧设置有驱动电机4且驱动电机4固定安装在工控板本体1的上端面，所述驱动电机4的型号为86CM两相步进电机，驱动电机4是一款高精度电动机，步距精度5％，温度80℃Max，绝缘电阻100MΩ Min500VDC，耐压500VAC1minut，径向跳动最大0.02mm(450g负载)，轴向跳动最大0.08mm(450g负载)，驱动电机4使用雷赛DM556驱动器，DM56是雷赛公司新推出的数字式步进电机驱动器，采用最新32位DSP技术，用户可以设置20～5120内的任意细分以及额定电流内的任意电流值，能够满足大多数场合的应用需要。由于采用内置微细分技术，即使在低细分的条件下，也能够达到高细分的效果,低中高速运行都很平稳，噪音超小。驱动器内部集成了参数自动整定功能，能够针对不同电机自动生成最优运行参数，最大限度发挥电机的性能。全新32位DSP技术，低振动低噪声，内置高细分，参数自动整定功能，精密电流控制使电机发热大为降低，静止时电流自动减半，可驱动4， 6，8线两相步进电机，光隔离差分信号输入，脉冲响应频率最高可达20KHz 更高可改，电流设定方便，可在0.1-5.6A之间任意选择，细分设定范围为 20-5120，具有过压、欠压、短路等保护功能。

所述驱动电机4的右侧依次设置有上限位5和下限位6，所述上限位5和下限位6均固定安装在工控板本体1的上端面，所述上限位5和下限位6的型号均为欧姆龙的限位传感器，型号为TL-Q5MC1-Z。限位传感器又称为接近传感器，是代替限位开关等接触式检测方式，以无需接触检测对象进行检测为目的的传感器的总称。能检测对象的移动信息和存在信息转换为电气信号。在换为电气信号的检测方式中，包括利用电磁感应引起的检测对象的金属体中产生的涡电流的方式、捕测体的接近引起的电气信号的容量变化的方式、利石和引导开关的方式。

上限位5和下限位6具备的特点：

1、由于能以非接触方式进行检测，所以不会磨损和损伤检测对象物。

2、由于采用无接点输出方式，因此寿命延长磁力式除外采用半导体输出，对接点的寿命无影响。

3、与光检测方式不同，适合在水和油等环境下使用检测时几乎不受检测对象的污渍和油、水等的影响。此外，还包括特氟龙外壳型及耐药品良好的产品。

4、与接触式开关相比，可实现高速响应。

5、能对应广泛的温度范围。

6、不受检测物体颜色的影响对检测对象的物理性质变化进行检测，所以几乎不受表面颜色等的影响。

7、与接触式不同，会受周围温度的影响、周围物体、同类传感器的影响包括感应型、静电容量型在内，传感器之间相互影响。因此，对于传感器的设置，需要考虑相互干扰。此外，在感应型中，需要考虑周围金属的影响，而在静电容量型中则需考虑周围物体的影响。

所述工控板本体1的上端固定安装有蜂鸣器7，所述蜂鸣器7的右侧设置有红外对射模块8且红外对射模块8固定安装在工控板本体1的上端面，所述红外对射模块8的型号为施菱红外对射，型号为PEX-10FR。

红外对射全名叫“主动红外入侵探测器”，其基本的构造包括发射端、接收端、光束强度指示灯、光学透镜等。其侦测原理是利用红外发光二极管发射的红外射线，再经过光学透镜做聚焦处理，使光线传至很远距离，最后光线由接收端的光敏晶体管接收。当有物体挡住发射端发射的红外射线时，由于接收端无法接收到红外线，所以会发出警报。红外线是一种不可见光，而且会扩散，投射出去之后，在起始路径阶段会形成圆锥体光束，随着发射距离的增加，其理想强度与发射距离呈反平方衰减。当物体越过其探测区域时，遮断红外射束而引发警报。当遮挡时会使得NPN型的FPX-10FR的信号线脚，由低电平转变为高电平，当主控芯片的引脚接收到此信号的变换，就会给出相应的指令，驱动电机向上运动，从而达到测高目的。

红外对射模块8具备的特点：

1.抗强光达50，000LUX,内置自动调节强光过滤系统,避免受强光或汽车灯光的影响。

2.独特的光学设计：光电射束可穿透多层玻璃，具有特殊的抗环境干扰能力。

3.全密封防雨、雾、尘、虫等的一体化结构设计，使其能在恶劣的环境中正常工作。

4.接收信号强度多级LED指示灯，使其校准更精密。

5.红外射束遮断周期可调，使其更加灵活、适应性更强。

6.周界探测范围：由各个型号决定，最大可达距离：1100m。

7.防雷的电路设计。

所述工控板本体1的上端中间位置固定安装有核心控制模块9，所述核心控制模块9的型号为STM32F103C8T6，STM32F103C8T6是一款基于ARMCortex-M3

内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64KB，需要电压 2V～3.6V，工作温度为-40℃～85℃。融高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压于一身，同时保持高集成度和开发简易的特点。基本型时钟频率为72MHz，以16位产品的价格得到比16位产品大幅提升的性能，是16位产品用户的最佳选择。两个系列都内置32K到128K的闪存，不同的是SRAM 的最大容量和外设接口的组合。时钟频率72MHz时，从闪存执行代码，STM32 功耗36mA，是32位市场上功耗最低的产品，相当于0.5mA/MHz。业内最强大的产品阵容，基于工业标准的处理器，大量的软硬件开发工具，让STM32单片机成为各类中小项目和完整平台解决方案的理想选择。

所述红外对射模块8的右侧设置有数码管10且数码管10固定安装在工控板本体1的上端面，所述数码管10采用三位八段共阳极数码管，使用 74HC595芯片相连接数码管，使得原本需要三个数码管分开连接单片机芯片上的管脚，只需要三个管脚就能驱动数码管正常显示。缩简化了八段数码管采用旧有8个管脚控制显示造成的不必要的管脚资源浪费。

本实用新型的工作原理：

使用STM32F103C8T6作为整个系统的核心控制；使用薄膜按键面板作为整个系统的操控者；使用红外对射传感器作为防撞工控板系统的主要工作者，当红外对射工作时；使用限位传感器作为防撞工控板的主要保险；防止电机升降脱轨，为了防止电机升降脱轨，系统需要两个限位传感器，一个用于电机行驶轨道的最上方，即上限位，当电机运动到此限位时，上升限位传感器的信号会由高电平跳变转为低电平，当系统识别到这个信号的转变后，上升按键将失效，电机将不在向上运动，仅下降按键才生效，当上升限位解除后，上升按键才生效；一个用于电机行驶轨道的最下方，即下限位；当电机运动到此限位时，限位传感器的信号线会由高电平转变为低电平，并且把这个信号的变化提交给主控芯片，主控芯片识别到此信号的变化后，下降按键将失效，电机将不在向下运动，仅上升按键才生效，当限位解除后，下降按键才能生效。使用蜂鸣器作为整个系统的报警者，能提醒使用者机器的状态。当碰到障碍物时，主控芯片接收到红外或者限位反馈回来的信号，会发出信号驱使蜂鸣器，发出声音，直到红外对射脱离障碍物，报警停止。使用数码管作为整个系统的实时跟进者，当薄膜按键面板中的上升或者下降被按下时，在电机上升或者下降的同时做出相应的加一减一实时计数，当红外防撞按键被开启后，当有障碍物时，电机会自驱动上升，数码管会也会实时根据上升距离实时自加显示所走的距离。使用RS232作为整个系统的通讯者，当接收到上位机传递过来的发送ID信号后，系统芯片STM32F103C8T6会把存储在 Flash里的数据发送给上位机。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种物联网打印机工控板，包括工控板本体，其特征在于：所述工控板本体的上端固定安装有通讯模块，通讯模块的右侧设置有薄膜按键排线插头且薄膜按键排线插头镶嵌安装在工控板本体的上端；

薄膜按键排线插头的右侧设置有驱动电机且驱动电机固定安装在工控板本体的上端面，所述驱动电机的右侧依次设置有上限位和下限位，所述上限位和下限位均固定安装在工控板本体的上端面，所述工控板本体的上端固定安装有蜂鸣器，所述蜂鸣器的右侧设置有红外对射模块且红外对射模块固定安装在工控板本体的上端面；

所述工控板本体的上端中间位置固定安装有核心控制模块，所述红外对射模块的右侧设置有数码管且数码管固定安装在工控板本体的上端面，所述数码管采用三位八段共阳极数码管。

2.根据权利要求1所述的一种物联网打印机工控板，其特征在于：所述通讯模块型号为SP3232EEN，通讯模块串口的电气特性为RS-232，串口通信最远距离是50英尺＝15m；通讯模块的最高传输速率20kbps。

3.根据权利要求1所述的一种物联网打印机工控板，其特征在于：所述工控板本体的外侧通过插头与薄膜按键排线插头插接有薄膜开关面板。

4.根据权利要求1所述的一种物联网打印机工控板，其特征在于：所述驱动电机的型号为86CM两相步进电机，驱动电机步距精度5％，温度80℃Max，绝缘电阻100MΩMin500VDC，耐压500VAC1minut，径向跳动最大0.02mm，轴向跳动最大0.08mm，驱动电机使用雷赛DM556驱动器。

5.根据权利要求1所述的一种物联网打印机工控板，其特征在于：所述核心控制模块的型号为STM32F103C8T6。

6.根据权利要求1所述的一种物联网打印机工控板，其特征在于：所述上限位和下限位的型号均为欧姆龙的限位传感器，型号为TL-Q5MC1-Z。

7.根据权利要求1所述的一种物联网打印机工控板，其特征在于：所述红外对射模块的型号为施菱红外对射，型号为PEX-10FR。

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