CN2604714Y - 车库门电机自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种采用微处理器方式对电动卷帘门电机的旋转角位移量进行检测及控制的装置，即微处理器根据电动卷帘门的不同高度的运动行程设定电机旋转的角位移总量，在卷帘门正常运行时对电机旋转的角位移量进行计数检测，并将电机的累计角位移量与设定的电机旋转角位移总量进行比较，当两者相符时，便切断卷帘门的电机电源，这样，便实现了对不同高度卷帘门的行程控制，使卷帘门可停在所期望的上下限位置上，避免了采用行程开关进行卷帘门电机控制所存在的不足。

Description

车库门电机自动控制装置

技术领域

本实用新型电动卷帘门的电机自动控制，具体地说，就是采用微处理器对电动车库门电机的旋转角位移量进行计数，以达到对电机旋转的角位移总量的控制，即实现对不同高度车库门的运动行程控制。

技术背景

电动车库门的使用广泛，其利用电动机作为电动车库门的开或关的动力。一般来说，不同的电动车库门，特别是卷帘门有不同的高度，为实现对不同高度卷帘门的开/关控制，多采用行程开关的方式来进行调节。这些行程开关安装在电机的涡轮涡杆上，为了达到一定的使用寿命，对行程开关的材料要求很高，且具体安装时，还需根据高度进行反复的调整，以达到较佳的卷帘门开/关效果。在这种方式下，便存在着造价偏高，机械故障多，安装不便等弊端。

实用新型内容

本实用新型提出一种采用微处理器方式对电动车库，特别是卷帘门电机的旋转角位移量进行检测及控制的装置，即微处理器根据电动卷帘门的不同高度的运动行程设定电机旋转的角位移总量，在卷帘门正常运行时对电机旋转的角位移量进行计数检测，并将电机的累计角位移量与设定的电机旋转角位移总量进行比较，当两者相符时，便切断卷帘门的电机电源，这样，便实现了对不同高度卷帘门的行程控制，使卷帘门可停在所期望的上下限位置上，避免了采用行程开关进行卷帘门电机控制所存在的不足。

本实用新型还为自动控制装置设置了断电数据自动保持电路，使卷帘门电机正常运行状况下出现异常的断电，其运行时产生的电机旋转角位移量累计数将予以保留，直至供电恢复，自动控制装置中的微处理器根据异常断电前的电机运行数据，恢复卷帘门在原有运行方向及运行位置上的运行，直至达到期望的限定位置。在运行数据的保持电路中抛弃了常规后备电源的方式，避免了因采用后备电源方式所产生的问题及电路构成的复杂性，使本装置的电路构成更为简捷、可靠。

本实用新型所提出的这种车库门电机自动控制器由如下部件构成：

一个角位移检测器1：其作用在于将电机旋转的角位移变换为计数脉冲，并将该计数脉冲输出至微处理器2；

一个微处理器2：其作用在于对角位移检测器1送来的计数脉冲进行计数，并可依所接的控制按键的状态，输出对电机电源控制器4的控制信号，依所接的设定按键的状态，对计数脉冲进行存贮或读取，并将所读取的设定脉冲数值与计数的脉冲数值进行比较，以输出对电机电源控制器4的正确控制信号；

一个数据保持电路3：其作用在于对微处理器2送来的数值进行存贮，允许微处理器2对该数据进行读取，且掉电时数据不丢失；

一个电机电源控制器4：其作用在于根据微处理器2送来的控制信号，对接入电动机的电源进行控制，实现对电动机的工作与否及旋转方向的控制；

一个断电电源供给电路5：其作用在于在供电电源电路6正常时，为微处理器2和数据保持电路3提供稳定的供电电源，当供电电源电路6异常断电时，为微处理器2及数据保持电路提供短时供电，使微处理器2可将断电时的计数脉冲计数值等存贮进数据保持电路3中；

一个供电电源电路6：其作用在于为本装置的各部件提供正常工作电源。

本装置中，角位移检测器1的脉冲输出端接至微处理器2的脉冲输入端，微处理器2的控制输出端接至电机电源控制器4的控制输入端，微处理器2与数据保持电路3连接合数据线及控制线，还接合控制按键及设定按键，断电电源供给电路5的输出端与微处理器2和数据保持电路3的电源输入端相连。

所述的车库门包括卷帘门、翻板门、拉门。

本装置的方框图构成如图1所示。

本装置的工作状态可分为设定状态、工作状态及异常/恢复状态三种。当电动卷帘门及本装置安装、连接完毕后，便可对电机旋转角位移总量进行测定并设定。

参见图1，接通工作电源，按动装置的设定按键，使装置进入设定状态：

微处理器2输出控制信号至电机电源控制器4，使工作电源经电机电源控制器接至电机，电机开始旋转，卷帘门按正确的方向开始运动；

卷帘门在运动的过程中，角位移检测器1便不断地输出与卷帘门运动相关的脉冲串信号，脉冲串的速率对应卷帘门运动的快慢，脉冲的总数对应卷帘门行程的长短；

微处理器2对卷帘门运动过程中的角位移检测器1输出的脉冲串进行计数；

卷帘门运动到行程端点位置时，再次按动设定按钮，微处理器2便输出控制信号，使电机电源控制器4断开电机电源，卷帘门停在行程的端点位置上；

由于卷帘门停止了运动，角位移检测器1不再输出脉冲串信号；

微处理器2将所计数的脉冲串数值作为脉冲设定值存入数据保持电路3，并结束本装置的设定状态，准备进入工作状态。

由于卷帘门的正向行程与逆向行程计数的脉冲数一致，故设定状态可在卷帘门的正向卷帘门的正向行程上进行，也可在逆向行程上进行。

完成装置的设定状态后，即数据保持电路3中存有与卷帘门行程对应的脉冲设定值后，按动控制按键，装置进入工作状态：

微处理器2根据控制按键的输入状况，输出控制信号至电机电源控制器4，使工作电源经电机电源控制器4按至电机，电机以正确的方向旋转，卷帘门开始正向(或逆向)行程的运动；

卷帘门在正向(或逆向)行程的运动过程中，角位移检测器1便不断输出与卷帘门运动相关的脉冲串信号；

微处理器2对角位移检测器1输出的脉冲串信号进行计数，并不断地与已存入数据保持保持电路3中的脉冲设定值相比较，若脉冲计数值小于脉冲设定值，则表示卷帘门的运动行程不足，则微处理器2保持原有控制输出不变；

微处理器2对角位移检测器1输出的脉冲串信号进行的计数达到脉冲设定值时，即表明卷帘门的运动行程到位，微处理器2将脉冲计数清零，并输出控制信号至电机电源控制器4；

电机电源控制器4在收到来自微处理器2的控制信号后，便切断电机电源，使卷帘门停在其运动行程的端点上；

当再次按动控制按键，则微处理器2根据控制按键的输入状况，输出控制信号至电机电源控制器4，使工作电源经电机电源控制器4按至电机，且电机旋转方向与卷帘门的逆向(或正向)行程一致，使卷帘门开始逆向(或正向)行程的运动；

卷帘门在逆向(或正向)行程的过程中，装置的工作状态与正向(或逆向)行程的运动相类似，直至卷帘门到达逆向(或正向)行程的端点，微处理器计数的脉冲数与脉冲设定值一致，便输出控制信号及清除脉冲计数，使电机电源断开，卷帘门停在其运动行程的另一端点上。

在装置的工作状态过程中，若工作电源异常断电，装置便进入异常/恢复状态，利用线路电容的电量记录断电前的脉冲值和运行状态：

当微处理器2计数的脉冲串数值小于脉冲设定值时，工作电源出现异常断电，则角位移检测器1无脉冲信号输出；

微处理器2在维持电机电源供电按通控制信号状态而失去计数脉冲串的情况下，即判定工作电源异常断电，微处理器2则在断电电源供给电路5提供的短时供电期间，将控制信号状态及已计数的脉冲数存入数据保持电路3中；

断电电源供给电路5的短时供电期间结束，微处理器2和数据保持电路3及装置中的其他部件均处在断电状态，但数据保持电路3的数据不因断电而丢失；

当工作电源结束异常断电恢复正常供电时，微处理器2首先从数据保持电路3中读取上次工作电源异常断电出现时存入的控制信号状态及已计数的脉冲数，并恢复异常断电前各部件的工作状况，结束异常/恢复状态，使装置回到工作状态；

若工作电源出现异常断电时，卷帘门已停在行程的端点位置，微处理器2则无法断定异常断电状况出现，则没有任何新数据存入数据保持电路3中；

工作电源结束异常断电恢复正常供电时，微处理器2从数据保持电路3中读不到异常断电前存入的新数据，则等待控制按键的输入，以确定对电机电源控制器4的正确控制信号。

附图说明图1为本装置的构成方框图；图2为本装置实施例的电原理示意图。

具体实施方式

以下通过对本装置的一个具体实施例的叙述，以进一步说明本实用新型的思想。

在本实施例中，在电动机转轴的卷帘旋转轴上安装计数叶片，即电动机工作时，计数叶片随卷帘门的正向(或逆向)行程随卷帘门旋转轴转动；

在旋转叶片旋转圆周路径上，安装红外光电耦合器的光通路，以产生连续的计数脉冲串信号；

旋转叶片及红外光电耦合器便构成了角位移检测器。参见图2，图2中的IC101即为构成角位移检测器的红外光电耦合器。

若电动机转子经变速机械装置转换后，使卷帘旋转轴的旋转系数为Q，即卷帘旋转轴旋转一周所对应的卷帘行程为Q厘米；

在卷帘旋转轴上安装了几个计数叶片，即卷帘旋转轴旋转一圈可以从红外光电中合器输出n个计数脉冲；

根据卷帘门的行程L厘米，可以确定所对立的计数脉冲点数N与旋转系数Q、计数叶片数n的关系式，即有N＝L/Q×n。

将IC101的计数脉冲串信号输出至微处理器2的IC201的计数脉冲输入端，微处理器2的IC201便可根据计数脉冲通过对电机电源控制器4的控制信号输出，实现对卷帘门行程及运动方向的准确控制。

从图2可见，微处理器2的IC201与数据保持电路3的IC301接有数据线及控制线，且二者均与断电电源供给电路的电源输出端相连，IC201可对IC301进行数据的存贮与读取；

供电电源电路6及断电电源供给电路5的电源输出分别经隔离二极管D601和D501隔离后形成VDD的电源供给，而装置中的其他部件则是由供电电源电路6提供的VCC进行电源供给；

当工作电源异常断电时，+12V电源断电，供电电源电路输出的VCC电源消失，接入VCC电源工作的各部件停止工作，而断电电源供给电路由于储能电容C501的储能，仍可在VCC中断后提供IC201及IC301的短时供电，保证IC201可将必要存贮的数据存入IC301。

本实施例中的装置在投入正常运行之前，应对卷帘门运动行程数据进行设定。

在电源供给正常情况下，按动设定按键，微处理器2的IC201便对电机电源控制器4输出正程控制信号；

电机电源控制器4在接到微处理器2的IC201的正程开始控制信号后，使电机的正程电源接通，卷帘门开始正向行程的运行；

卷帘门正向行程运行时，使其产生连续的脉冲串经与微处理器2中IC201的连线输入IC201；

IC201在未收到下一个设定按键的输入信号前，对IC101输出的脉冲串进行计数；

当卷帘门正向行程到达端点时，按动设定按键；

IC201在按到设定按键的再次输入时，便输出正程结束控制信号，且停止脉冲计数，并将脉冲计数值作为卷帘门行程脉冲设定值存入IC301中；

电机电源控制器4在收到IC201的正程结束控制信号后，断开电机电源使卷帘门停止正向行程运动，停在正程的端点上，这样便结束了装置的设定工作状态。

数据保持电路3的IC301中存贮了脉冲设定值后，装置便可随时进入工作状态。

当微处理器2的IC201收到按键输入的卷帘门逆向(正向)运行输入信号时，IC201便输出逆程(正程)开始控制信号至电机电源控制器4；

电机电源控制器4根据IC201的控制信号使电机工作，带动卷帘门开始逆向(正向)行程的运行；

卷帘门逆向(正向)行程过程中，IC101不断输出脉冲串信号至IC201；

IC201对IC101输出的脉冲串信号进行计数，并将计数值与脉冲设定值相比较，一旦二者相等时，便输出逆程(正程)结束控制信号，使卷帘门停在逆向(正向)行程的端点上，同时IC201还表除脉冲计数值，并等待按键信号的进一步输入。

当卷帘门在行程运动的过程中出现异常断电，IC101失电不再输出脉冲串信号，IC201则判定异常断电情况出现，在断电电源供给电路5的储能电容C501的维持VDD供电的短时内，将已计数的脉冲计数值及对电机电源控制器4的控制信号状态存入数据保持电路3的IC301中；

储能电容C501维持的VDD供电结束，装置的所有部件处在断电情况下，但IC301所存贮的数据不会丢失；

工作电源恢复供电时，IC201从IC301中读取异常断电前的脉冲计数值勤及控制信号状态，恢复对电机电源控制器4的原有控制信号并继续对脉冲串进行计数，直至对脉冲串的计数达到脉冲设定值为止，便输出电机正程(逆程)结束控制信号。

Claims (3)

1、一种车库门电机自动控制装置，其特征在于其由如下部件构成：

一个角位移检测器1：一个微处理器2：一个数据保持电路3：一个电机电源控制器4：一个断电电源供给电路5：一个供电电源电路6：本装置中，角位移检测器1的脉冲输出端接至微处理器2的脉冲输入端，微处理器2的控制输出端接至电机电源控制器4的控制输入端，微处理器2与数据保持电路3连接合数据线及控制线，还接合控制按键及设定按键，断电电源供给电路5的输出端与微处理器2和数据保持电路3的电源输入端相连。

2、根据权利要求1所述的一种车库门电机自动控制装置，其特征在于角位移检测器由旋转叶片及红外光电耦合器组成，在电动机转轴的卷帘旋转轴上安装旋转叶片，在旋转叶片的旋转圆周路径上，安装红外光电耦合器的光通路。

3、根据权利要求1所述的一种车库门电机自动控制装置，其特征在于断电电源供给电路有储能电容C501。

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