CN2935623Y - 马达控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种马达控制器，包括：用于完成对绞盘供电电池电压的检测，绞盘的电流检测，绞盘电机温度的检测，与摇控器进行通信的控制，控制接触器的断开与吸合的主控制器MCU；用于驱动接触器的接触器驱动电路；以及用于与遥控器进行通信的遥控器通信模组；所述接触器驱动电路、遥控器通信模组分别与所述MCU相连。本实用新型通过引入MCU和其他功能电路模块，不仅可以实现通过有线或者无线摇控器对绞盘进行正转与反转的控制，还提供了供电低电压报警、接触器高温报警以及异常状态处理机制，大大提升了马达控制器的智能化、自动化水平。

Description

马达控制器

技术领域

本实用新型涉及一种马达控制器。

背景技术

电动绞盘主要用于越野汽车、农用汽车、ATV运动车、游艇、以及其它特别车辆。是车辆、船只的自我保护及牵引装置，可在雪地、沼泽、沙漠、海滩、泥泞山路等恶劣环境中进行车辆自救，并可能在其它条件下，进行清障、拖拉物品、安装设施等作业，是石油、水文、环保、林业、交通、公安、边防、及其它野外运动不可缺少的安全装置。

电动绞盘内部的工作原理是：汽车蓄电池的电力首先带动电动马达。鼓轮转动带动主动轴，主动轴再带动行星齿轮，产生强大的减速比。于是增加的扭力被传回到鼓轮，鼓轮便带动钢缆。马达和齿轮之间有一个离合器，能够通过一个手柄开关。制动单元在鼓轮内部，当钢缆绷紧时，鼓轮就会自动锁住。

对于其中马达的控制，现有的控制器多为通过机械部件结合简单的继电器来实现，智能化程度不高，对于一些异常状况的发生也没有预警机制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，克服上述现有技术存在的不足，提供一种智能化、自动化的马达控制器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种马达控制器，包括：

用于完成对绞盘供电电池电压的检测，绞盘的电流检测，绞盘电机温度的检测，与摇控器进行通信的控制，控制接触器的断开与吸合的主控制器MCU；

用于驱动接触器驱动电路；

用于与遥控器进行通信的遥控器通信模组；

所述接触器驱动电路、遥控器通信模组分别与所述MCU相连。

所述MCU包括芯片U5，其具有2KByte的闪存Flash，256Byte的随机存储器RAM，10Bit模拟数字转换AD，及256Byte的电可擦除只读存储器EEPROM。

所述接触器驱动电路包括：

用于将从所述MCU输出的控制信号进行电压与电流的转换，以控制二级驱动电路的一级驱动电路，其包括芯片U1与电阻R11、R12、R13、R16、R17、R15；以及

用于控制接触器的二级驱动电路，其包括芯片U2、U3、J5，及二极管D9、D10、D11、D12，其中，二极管D9、D10连接在芯片U2上，二极管D11、D12连接在芯片U3上。

所述遥控器通信模组包括：

用于与无线遥控器进行通信的无线通信模组，其包括芯片J9及与之相连的电阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30，电容C6；以及

用于与有线遥控器进行通信的有线通信模组，其包括芯片J7。

还包括：

分别用于指示绞盘的状态的指示灯，其包括发光二极管D1、D2、D3、D4；以及

用于驱动指示灯的指示灯驱动电路，其进一步包括：

芯片U4及与之相连的电容C3，电阻R18；

芯片J3及与之相连的电阻R3、R6，二极管D6；

芯片J2及与之相连的电阻R2、R7，二极管D7；以及

芯片J4及与之相连的电阻R4、R8，二极管D8；芯片J1及与之相连的电阻R1、R5，二极管D5；

所述发光二极管D1、D2、D3、D4分别与所述芯片J1、J2、J3、J4相连。

进一步地，还包括：

用于检测接触器的温度的接触器温度检测电路，其包括芯片J6及与之相连的电阻R19；以及

用于检测电池电压的电池电压检测电路，其包括电阻R20、R21，电容C2，其中电阻R21与电容C2并联，然后与电阻R20相串联。

进一步地，还包括：

与12V电池相连、用于将12V电压转换为5V的5V电源稳压器，其包括芯片U7，二极管D14，电容C9、C10、C11、C5，电感L1，其中电容C9、C10相并联，与二极管D14相连，电容C11、C5相并联，与电感L1相连；以及

与所述5V电源稳压器相连、用于将5V电压转换为3.3V电压的3.3V电源稳压器，其包括芯片U6及与之相连的电容C7、C8。

本实用新型具有以下有益的效果：通过引入MCU和其他功能电路模块，不仅可以实现通过有线或者无线摇控器对绞盘进行正转与反转的控制，还提供了供电低电压报警、接触器高温报警以及异常状态处理机制，大大提升了马达控制器的智能化、自动化水平。

附图说明

图1是本实用新型马达控制器的外部连接示意图。

图2是本实用新型马达控制器的电路原理方框图。

图3是本实用新型马达控制器的电路连接图。

图4是本实用新型马达控制器的控制流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细描述。

请参照图1所示，本实用新型马达控制器通过黄、红、绿三条线缆与绞盘的马达相连，通过快速插头与有线遥控器相连，并能与无线遥控器进行通信，其由12V电池供电。

再请参照图2所示，本实用新型马达控制器包括主控制器MCU、分别与MCU相连的指示灯及驱动电路、接触器驱动电路、以及无线、有线通信模组。

请同时结合图3所示，主控制器MCU是芯片U5，其具有2KByte的闪存Flash，256Byte的随机存储器RAM，10Bit模拟数字转换AD，及256Byte的电可擦除只读存储器EEPROM。MCU主要用于完成绞盘供电电池电压的检测，绞盘的电流检测，和绞盘电机温度的检测，与摇控器进行通信的控制，控制接触器的断开与吸合。

接触器驱动电路包括一级驱动电路和二级驱动电路。一级驱动电路包括芯片U1与电阻R11、R12、R13、R16、R17、R15，其是将从MCU出来的控制信号进行电压与电流的转换，以控制二级驱动电路。二级驱动电路包括芯片U2、U3、J5，及二极管D9、D10、D11、D12，其中，二极管D9、D10连接在芯片U2上，二极管D11、D12连接在芯片U3上。二级驱动电路是控制接触器的驱动电路，用于增强其驱动能力。

指示灯包括发光二极管D1、D2、D3、D4，分别用于指示绞盘的状态，其中IN指示灯的功能是：当绞盘是IN状态(绞盘正转)时，其变成绿色，如果进入报警状态则变成红绿交替闪烁；OUT指示灯的功能是：当绞盘是OUT状态(绞盘反转)时，其变成红色，如果进入报警状态则变成红绿交替闪烁。

指示灯驱动电路包括：芯片U4及与之相连的电容C3，电阻R18；芯片J3及与之相连的电阻R3、R6，二极管D6；芯片J2及与之相连的电阻R2、R7，二极管D7；芯片J4及与之相连的电阻R4、R8，二极管D8；芯片J1及与之相连的电阻R1、R5，二极管D5。此外，发光二极管D1、D2、D3、D4分别与芯片J1、J2、J3、J4相连。指示灯驱动电路用于驱动指示灯。

本实用新型中的无线通信模组是频率为2.4GHz的无线模组，其用来接收无线摇控器发送的控制信号，包括IN信号和OUT信号，同时将绞盘供电电池电压信号及温度信号发送到无线摇控器。2.4GHz无线模组包括芯片J9及与之相连的电阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30，电容C6。

本实用新型中的有线通信模组是一有线通信接口电路，其外部表现形式为快速插头(见图1所示)。本实施例里有线通信接口包括芯片J7，用于与有线摇控器进行通信。

本实用新型马达控制器还包括有接触器温度检测电路，用于检测接触器的温度，当接触器温度高于180℃时进入高温报警。其包括芯片J6及与之相连的电阻R19。

本实用新型马达控制器还包括有电池电压检测电路，与12V电池相连，用于检测电池电压，当供电电压低于9.1V时进入低电压报警。其包括电阻R20、R21，电容C2，其中电阻R21与电容C2并联，然后与电阻R20相串联。

本实用新型马达控制器还具有5V电源稳压器和3.3V电源稳压器，其中5V电源稳压器与12V电池相连，将12V电压转换为5V，其包括芯片U7，二极管D14，电容C9、C10、C11、C5，电感L1，其中电容C9、C10相并联，与二极管D14相连，电容C11、C5相并联，与电感L1相连；3.3V电源稳压器则与5V电源稳压器相连，将5V电压转换为3.3V电压，给2.4GHz无线模组供电，其包括芯片U6，及与之相连的电容C7、C8。

请参照图4所示，本实用新型马达控制器的控制流程如下：

步骤1，马达控制器进行初始化，时钟是8MHz，配置将模拟信号转换为数字信号的AD通道。在以后的模拟信号采集中即可不再重复进行通道配置。

步骤2，设置运行保障机制，其主要作用是保证程序在运行过程中如果有跳飞的时候，看门狗会复位程序，保证软件一直在一种安全的模式下运行，从而保障马达控制器的正常运行及控制。

步骤3，开始接收键盘值，即有线或无线遥控器传输“IN”或“OUT”。首先判断是“IN”还是“OUT”：

如果是“IN”，则马达控制器发送命令给遥控器，控制遥控器IN灯点亮，同时马达控制器的IN指示灯也点亮，给用户以指示当前的状态是“IN”。然后控制接触器使之处于“IN”状态(吸合)。

如果是“OUT”，则马达控制器发送命令给遥控器，控制遥控器OUT灯点亮，同时马达控制器的OUT指示灯也点亮，给用户以指示当前的状态是“OUT”。然后控制接触器使之处于“OUT”状态(断开)。

如果既不是“IN”也不是“OUT”，则判断是不是双键一起被按下，如果是则马达控制器发送命令给遥控器，控制遥控器IN灯和OUT灯点亮，并断开接触器，经过3s后即进入与摇控器地址同步功能，开始配置遥控器功能模块：主要配置初始化摇控器的专用地址、设置通信数据长度、校验CRC16、接收还是发送。然后进入步骤4。

同步的功能是在同时按下IN和OUT键的时候再延时500mS时间后再发送一个地址修改命令，此时在500mS以内要打开无线摇控器电源开关，如果成功接收到则无线摇控器的红色灯将会闪烁以示修改地址成功；如果在500mS以内没有打开无线摇控器则一定不能收到修改信号且修改不成功。当然无线摇控器的红色灯也不会做相应的闪烁。

如果不是双键一起被按下，则将关闭接触器，进入步骤4。

步骤4，检测马达控制器是否处于异常状态。如果是则关闭所有指示灯及接触器；如果不是则进一步检测电池电压是否过低(即供电电压是否低于9.1V)，如果是过低则启动低压报警，指示灯将会变成红绿闪烁；如果不是电压过低，则还需检测接触器温度是否过高(即接触器温度是否高于180℃)，如果是则启动高温报警，指示灯将会变成红绿闪烁；如果不是则回到步骤2。

本实用新型马达控制器通过引入MCU和其他功能电路模块，不仅可以实现通过有线或者无线摇控器对绞盘进行正转与反转的控制，还提供了供电低电压报警、接触器高温报警以及异常状态处理机制，大大提升了马达控制器的智能化、自动化水平。

Claims (7)

1、一种马达控制器，其特征在于：包括：

用于完成对绞盘供电电池电压的检测，绞盘的电流检测，绞盘电机温度的检测，与摇控器进行通信的控制，控制接触器的断开与吸合的主控制器MCU；

用于驱动接触器的接触器驱动电路；以及

用于与遥控器进行通信的遥控器通信模组；

所述接触器驱动电路、遥控器通信模组分别与所述MCU相连。

2、根据权利要求1所述的马达控制器，其特征在于：所述MCU包括芯片U5，其具有2KByte的闪存Flash，256Byte的随机存储器RAM，10Bit模拟数字转换AD，及256Byte的电可擦除只读存储器EEPROM。

3、根据权利要求1所述的马达控制器，其特征在于：所述接触器驱动电路包括：

用于将从所述MCU输出的控制信号进行电压与电流的转换，以控制二级驱动电路的一级驱动电路，其包括芯片U1与电阻R11、R12、R13、R16、R17、R15；以及

用于控制接触器的二级驱动电路，其包括芯片U2、U3、J5，及二极管D9、D10、D11、D12，其中，二极管D9、D10连接在芯片U2上，二极管D11、D12连接在芯片U3上。

4、根据权利要求1所述的马达控制器，其特征在于：所述遥控器通信模组包括：

用于与无线遥控器进行通信的无线通信模组，其包括芯片J9及与之相连的电阻R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30，电容C6；以及

用于与有线遥控器进行通信的有线通信模组，其包括芯片J7。

5、根据权利要求1所述的马达控制器，其特征在于：还包括：

分别用于指示绞盘的状态的指示灯，其包括发光二极管D1、D2、D3、D4；以及

用于驱动指示灯的指示灯驱动电路，其进一步包括：

芯片U4及与之相连的电容C3，电阻R18；

芯片J3及与之相连的电阻R3、R6，二极管D6；

芯片J2及与之相连的电阻R2、R7，二极管D7；以及

芯片J4及与之相连的电阻R4、R8，二极管D8；芯片J1及与之相连的电阻R1、R5，二极管D5；

所述发光二极管D1、D2、D3、D4分别与所述芯片J1、J2、J3、J4相连。

6、根据权利要求1所述的马达控制器，其特征在于：还包括：

用于检测接触器的温度的接触器温度检测电路，其包括芯片J6及与之相连的电阻R19；以及

用于检测电池电压的电池电压检测电路，其包括电阻R20、R21，电容C2，其中电阻R21与电容C2并联，然后与电阻R20相串联。

7、根据权利要求1所述的马达控制器，其特征在于：还包括：

与12V电池相连、用于将12V电压转换为5V的电源稳压器，其包括芯片U7，二极管D14，电容C9、C10、C11、C5，电感L1，其中电容C9、C10相并联，与二极管D14相连，电容C11、C5相并联，与电感L1相连；以及

与所述5V电源稳压器相连、用于将5V电压转换为3.3V电压的电源稳压器，其包括芯片U6及与之相连的电容C7、C8。

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