JP2016041382A - Radio reception driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線受信駆動装置に関する。 The present invention relates to a wireless reception driving device.
スイッチをオンすることで一定速度で動く電動玩具を無線操縦可能にする無線システムがある。このようなシステムにおいて、無線受信駆動装置は、電池を装着するか、電池を装着してから装置本体の電源供給スイッチをオンすることによって受信駆動回路に電源が供給される。その後は、電池収納部から無線受信駆動装置を取り出して電池を取り外すか、装置本体の電源供給スイッチをオフしない限り、通電状態が維持され電流が流れ続けてしまうことになる。 There is a wireless system that enables an electric toy that moves at a constant speed to be wirelessly controlled by turning on a switch. In such a system, the wireless reception driving device is supplied with power by installing a battery or by turning on the power supply switch of the device body after the battery is installed. After that, unless the wireless reception driving device is taken out from the battery housing and the battery is removed or the power supply switch of the device main body is turned off, the energized state is maintained and the current continues to flow.
特許文献1には、この無線受信駆動装置の構成が記載されている。 Patent Document 1 describes the configuration of this wireless reception driving device.
特許文献1に記載された技術では、無線受信駆動装置の電源供給制御に関する技術記載はなく、実際のところ、装置本体に電源供給スイッチを設け、使用者がこのスイッチを操作することで電源供給を制御する。したがって、無線受信駆動装置の電源供給を止めるには、毎回、電池収納部を開け、電池を取り外すか、装置本体のスイッチをオフしなければならないという問題がある。このような動く電動玩具は、安全性を考慮して電池収納部の蓋は、ネジで固定するものが多く、その煩わしさはさらに増すこととなる。そのまま放置したままにすると、次に遊ぶときには電池がなくなっているため、新たな電池を用意して交換しなければならないといった煩わしさも顕在化していた。 In the technique described in Patent Document 1, there is no technical description regarding the power supply control of the wireless reception driving device. Actually, a power supply switch is provided in the apparatus body, and the user operates this switch to supply power. Control. Therefore, in order to stop the power supply of the wireless reception driving device, there is a problem that the battery storage unit must be opened and the battery removed every time or the switch of the device main body must be turned off. In such a moving electric toy, in consideration of safety, the lid of the battery housing part is often fixed with a screw, and the troublesomeness is further increased. If it is left as it is, the battery will run out the next time, so the trouble of having to prepare a new battery and replace it has become obvious.
そこで、本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、簡易な構成で電池消耗を抑制することのできる無線受信駆動装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a wireless reception driving device that can suppress battery consumption with a simple configuration.
本発明にかかる無線受信駆動装置は、外部負荷装置の電池収納部に収納可能であり、且つ内部に電池を装着する。電池の一方の端子は一方の電池端子に接続され、電池の他方の端子は他方の電池端子にスイッチング素子を介して接続される。これら電池端子を介して外部負荷装置に電源供給がされる。無線モジュールは、外部電子機器からアンテナを介して受信した出力指示に応じてスイッチング素子の駆動信号を生成する。この無線モジュールの電源は電池から供給される。 The wireless reception driving device according to the present invention can be housed in the battery housing portion of the external load device, and has a battery mounted therein. One terminal of the battery is connected to one battery terminal, and the other terminal of the battery is connected to the other battery terminal via a switching element. Power is supplied to the external load device through these battery terminals. The wireless module generates a drive signal for the switching element in response to an output instruction received from the external electronic device via the antenna. The power for the wireless module is supplied from a battery.
本発明では、無線受信駆動装置の電池端子を介して内蔵電池は外部負荷装置に接続される。これら電池端子は内部電池の端子に接続される。他方の内蔵電池の端子と他方の電池端子との間にスイッチング素子が介在される。つまり、内部電池と外部負荷装置とを直結させる。その間に介在されるスイッチング素子を無線モジュールによりのオンオフ制御をすることにより外部負荷装置への電源出力を変化させる。この簡易な構成にして、内部電池の起電力を昇圧することなく、且つ順方向のみに外部負荷装置に電源供給をすることを実現し得る。それにより簡易な構成で電池消耗を抑制することを実現する。 In the present invention, the internal battery is connected to the external load device via the battery terminal of the wireless reception driving device. These battery terminals are connected to the terminals of the internal battery. A switching element is interposed between the terminal of the other built-in battery and the other battery terminal. That is, the internal battery and the external load device are directly connected. The power supply output to the external load device is changed by performing on / off control of the switching element interposed between them by the wireless module. With this simple configuration, power can be supplied to the external load device only in the forward direction without increasing the electromotive force of the internal battery. Thus, it is possible to suppress battery consumption with a simple configuration.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態における無線システムの構成を示した概略図である。図示する例では、無線システム1は、電動玩具10と電子機器20とを含んでいる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wireless system according to the present embodiment. In the illustrated example, the wireless system 1 includes an electric toy 10 and an electronic device 20.
電動玩具10は、例えば、スイッチをオンすることで一定速度で動くミニチュアの電車や、ミニチュアカー等の電動玩具である。図示する例では、電動玩具10は、電池収納部101と、電池端子A102と、電池端子B103と、外部スイッチ104と、モータ105と、車輪A106と、車輪B107とを備えている。
The electric toy 10 is, for example, an electric toy such as a miniature train that moves at a constant speed by turning on a switch or a miniature car. In the illustrated example, the electric toy 10 includes a
電子機器20は、例えば、スマートフォンや、携帯電話機や、タブレット端末、ラジオコントロール送信機等の電子機器である。図示する例では、電子機器20は、表示部201と操作部202とを備えている。
The electronic device 20 is, for example, an electronic device such as a smartphone, a mobile phone, a tablet terminal, or a radio control transmitter. In the example illustrated, the electronic device 20 includes a
無線受信駆動装置30は、例えば、電子機器20からのモータ出力指示を内包する無線信号を受信して、前記指示にしたがったモータ駆動信号を生成し、駆動信号を出力する電子機器である。図示する例では、電池301と、無線受信駆動回路302を備えている。
The wireless
電池収納部101は、無線受信駆動装置30を収納する。
The
電池端子A102と電池端子B103は無線受信駆動装置30と外部スイッチ104およびモータ105を電気的に結合する接点である。
The battery terminal A102 and the battery terminal B103 are contacts that electrically couple the wireless
外部スイッチ104は、無線受信駆動装置30とモータ105との間に直列に接続され、スイッチオンにより無線受信駆動装置30とモータ105を電気的に接続状態にする。
また、スイッチオフにより無線受信駆動装置30とモータ105を電気的に切断状態にする。
The
Further, the radio
モータ105は、外部スイッチ104がオンの場合、無線受信駆動装置30の駆動信号出力に応じて、回転停止または、回転速度を増減する。
When the
車輪A106は、自由回転する。 The wheel A106 rotates freely.
車輪B107は、モータ105の回転運動に連動して回転する。
The wheel B107 rotates in conjunction with the rotational movement of the
表示部201は、モータの出力指示量を表示する。図示する例では、スライドバー203の位置でモータ駆動信号出力値0%(駆動信号出力なし)から100%(駆動信号出力値最大)の間の現在のモータ駆動信号出力値を示す。
The
操作部202は、モータの出力指示量を変更させる。図示する例では、スライドバー203をつまみ、移動させることでモータ105の出力指示量を変化させる。
The
電池301は、無線受信駆動装置30の内部に装着する。無線受信駆動装置30を交換可能な構造として、内部に装着してもよい。
The
無線受信駆動回路302は、電池301を装着している期間、無線受信駆動装置30と接続された外部スイッチ104がオンしたか否かを判定し、外部スイッチ104がオン状態である場合には、無線受信駆動回路302内の無線受信部への電源供給が行われ、電子機器20からのモータ出力指示を内包する無線信号を受信する。
The wireless
電子機器20からのモータ出力指示値が0%の場合は、モータ駆動信号出力は行われない。電子機器20からのモータ出力指示値が100%の場合は、最大モータ駆動信号出力を出力する。 When the motor output instruction value from the electronic device 20 is 0%, the motor drive signal is not output. When the motor output instruction value from the electronic device 20 is 100%, the maximum motor drive signal output is output.
一実施形態として、モータ駆動出力信号は、PWM(パルス幅信号変調)信号とすることができる。 In one embodiment, the motor drive output signal can be a PWM (Pulse Width Signal Modulation) signal.
また、外部スイッチ104がオフ状態か、電池収納部101から無線受信駆動装置30が外れた場合には、無線受信駆動回路302内の無線受信部への電源供給を停止する。
Further, when the
図2は、電動玩具10の電気的な信号の流れを基に機能ブロックに分けた概念図である。 FIG. 2 is a conceptual diagram divided into functional blocks based on the flow of electrical signals of the electric toy 10.
電池部301’は、無線受信駆動装置30に含まれ、無線受信駆動回路302への電源を供給する。
The
無線受信駆動回路302は、外部スイッチ検出部303と無線受信部304と駆動信号生成部305とを備えている。
The wireless
外部スイッチ部104’は、無線受信駆動回路302とモータ部105’を電気的に接続または切断する。
The
モータ部105’は、無線受信駆動装置30からのモータ駆動信号出力を回転運動に変換する。
The
無線受信駆動回路302の動作を電気的な信号の流れを基に説明する。電池部301’ならびに無線受信駆動装置30は、それぞれ装着された状態であるものとする。
The operation of the wireless
外部スイッチ検出部303は、電池部301’装着により外部スイッチ動作を開始する。外部スイッチ検出部303は、外部スイッチ部104’のオン状態またはオフ状態を検出する。外部スイッチ検出部303は、外部スイッチ部104’がオン状態だった場合、無線受信部304の電源供給を行う。また、外部スイッチ部104’がオフ状態だった場合、無線受信部304の電源供給を停止する。
The external
無線受信部304は、電源供給されている間、電子機器20からのモータ出力指示値を受信する。
The
駆動信号生成部305は、受信したモータ出力指示値を基に、PWM(パルス幅信号変調)信号を生成し、モータ駆動信号出力を増幅する。
The drive
モータ出力指示値が0%の場合は、デューティー比0%(ローレベルのみ)の信号を生成し、50%の場合は、デューティー比50%(ローレベルとハイレベルの比が半分)の信号を生成し、100%の場合は、デューティー比100%(ハイレベルのみ)の信号を生成する。 When the motor output instruction value is 0%, a signal with a duty ratio of 0% (only low level) is generated. When the motor output instruction value is 50%, a signal with a duty ratio of 50% (the ratio between the low level and high level is half) is generated. In the case of 100%, a signal with a duty ratio of 100% (only high level) is generated.
駆動信号生成部305で生成された駆動信号出力は、モータ部105’へ伝達され、モータを回転させる。
The drive signal output generated by the drive
図3は、無線受信駆動装置30の回路構成図である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of the wireless
無線受信駆動装置30は、電池301と無線受信駆動回路302を備えている。
The wireless
無線受信駆動回路302は、外部スイッチ検出回路401と無線受信回路402と駆動回路403とを備えている。
The wireless
電池端子A102と電池端子B103を通じて、外部スイッチ104とモータ105と電気的に接続される。
The
外部スイッチ検出回路401は、DC−DCコンバータ410と論理和回路411とダイオード412ならびに抵抗413とコンデンサ414を備える。図示する例では、外部スイッチ104がオンした場合、論理和入力411(1)がハイレベルとなり、論理和回路411出力がハイレベルとなり、DC−DCコンバータ410出力もハイレベルとなり、無線受信回路402内、無線モジュール421の電源入力ポート422へ電源供給が開始される。
The external switch detection circuit 401 includes a DC-
無線受信回路402は、無線モジュール421とアンテナ423を備える。図示する例では、無線モジュール421は、Bluetooth(登録商標)やラジオコントロール無線等の電子機器20と無線通信可能な近距離無線規格を搭載したモジュールである。外部スイッチ検出回路401からの電源供給により電子機器20との無線接続を開始し、モータの出力指示を待つ。
The wireless reception circuit 402 includes a
無線モジュール421は、あらかじめ、モータ出力指示値が0%の場合は、デューティー比0%(ローレベルのみ)の信号を生成し、50%の場合は、デューティー比50%(ローレベルとハイレベルの比が半分)の信号を生成し、100%の場合は、デューティー比100%(ハイレベルのみ)の信号を生成して、駆動信号出力ポート424から出力するようにプログラムされている。
When the motor output instruction value is 0%, the
駆動信号出力ポート424からの出力信号は、駆動回路403に入力され、モータ駆動電流を増幅する。
An output signal from the drive
駆動回路403は、トランジスタ431と抵抗432を備える。図示する例では、駆動信号出力がローレベルの場合は、トランジスタ431がオフ状態となり、モータ105には電流は流れず、回転もしない。駆動信号出力がハイレベルの場合は、トランジスタ431がオン状態となり、モータ105に電流が流れ、回転を開始する。再度、ローレベルとなった場合は、モータの持つコイル特性により徐々に回転が落ちていくこととなる。ここで再度、駆動信号出力がハイレベルとなると、再度回転が速くなる。この特性を使って、PWM制御により任意のモータ105を回転数で回転させることができる。
The
ここで、外部スイッチ検出回路401は、駆動信号出力がハイレベルとなるとトランジスタ431がオン状態となるため、論論理和入力411(1)はローレベルに変化するが、同時に論理和入力411(2)がハイレベルとなるため、無線受信回路402への電源入力は維持される。 Here, in the external switch detection circuit 401, since the transistor 431 is turned on when the drive signal output becomes high level, the logical OR input 411 (1) changes to low level, but at the same time, the logical OR input 411 (2 ) Becomes high level, the power input to the wireless reception circuit 402 is maintained.
駆動信号出力がローレベルの期間中に、外部スイッチ104をオンからオフに切り替えると、外部スイッチ検出回路401は、論論理和入力411(1)もローレベルに変化し、論理和回路411出力がローレベルとなり、DC−DCコンバータ410出力もローレベルとなり、無線受信回路402への電源入力は停止する。
When the
図示する例では、駆動信号出力をデューティー比100%で出力し続けていると駆動信号出力がハイレベルの期間中は、論理和入力411(2)が引き続き、ハイレベルとなるため、外部スイッチの状態を検出できない。 In the example shown in the figure, if the drive signal output continues to be output at a duty ratio of 100%, the logical sum input 411 (2) continues to be at the high level while the drive signal output is at the high level. The state cannot be detected.
確実に外部スイッチ104の状態の検出させるために、モータ出力指示値の最大値は100%未満の最大値とするか、無線モジュール421のプログラムの最大デューティー比100%未満の最大値とするようにしてもよい。
In order to reliably detect the state of the
図示する例では、電池部301’の装着によって、まず、外部スイッチ検出回路401へ電源供給が行われるが、抵抗413を適切に選択することによって、ほとんど電力を消費することなく、外部スイッチ状態を検出することができる。通常、無線受信回路402は、ミリワットオーダーの電力を消費するため、外部スイッチ104がオフ状態を自動的に検出して、無線受信回路402の電力供給を自ら停止することで、不用意な電力消耗を防ぐことができる。
In the illustrated example, power is supplied to the external switch detection circuit 401 by mounting the
図4は、外部スイッチ104をオンしてから、駆動信号出力がローレベル期間中に、外部スイッチ104がオフされるまでの各回路の信号レベルを示したタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing signal levels of the respective circuits from when the
図5は、外部スイッチ104をオンしてから、駆動信号出力がハイレベル期間中に、外部スイッチ104がオフされた場合の各回路の信号レベルを示したタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing the signal level of each circuit when the
外部スイッチ104をオンする(時刻t1)と、論理和入力411(1)は、ハイレベルとなると同時に、論理和回路411出力すなわち電源入力ポート422もハイレベルとなり、無線受信回路402に電源が供給される。
When the
電子機器20からのモータ出力指示値を受信する(時刻t2)と、無線モジュール421は、モータ出力指示値が0%の場合は、デューティー比0%(ローレベルのみ)の信号を生成し、50%の場合は、デューティー比50%(ローレベルとハイレベルの比が半分)の信号を生成し、100%の場合は、デューティー比100%(ハイレベルのみ)の信号を生成して、駆動信号出力ポート424から出力する。
When the motor output instruction value is received from the electronic device 20 (time t2), when the motor output instruction value is 0%, the
駆動信号出力がハイレベルとなるとトランジスタ431がオン状態となるため、論論理和入力411(1)はローレベルに変化するが、同時に論理和入力411(2)がハイレベルとなるため、論理和回路411出力すなわち電源入力ポート422はハイレベルが維持される。
Since the transistor 431 is turned on when the drive signal output becomes high level, the logical OR input 411 (1) changes to low level, but at the same time, the logical OR input 411 (2) becomes high level. The output of the
図4において、駆動信号出力がローレベル期間中に、外部スイッチ104がオフされる(時刻t3)と、論理和入力411(1)は、ローレベルに変化し、論理和回路411出力すなわち電源入力ポート422もローレベルとなり、無線受信回路402への電源入力は停止される。
In FIG. 4, when the
図5において、駆動信号出力がハイレベル期間中に、外部スイッチ104がオフされる(時刻t3’)ても、論理和入力411(2)が引き続き、ハイレベルとなるため、駆動信号出力がローレベルとなる(時刻t4)まで、無線受信回路402への電源入力は維持される。
In FIG. 5, even when the
確実に外部スイッチ104の状態の検出させるために、モータ出力指示値の最大値は100%未満の最大値とするか、無線モジュール421のプログラムの最大デューティー比100%未満の最大値とするようにしてもよい。
In order to reliably detect the state of the
次に、図2および図6を参照して、無線受信駆動装置30の電源供給処理手順について説明する。図6は、無線受信駆動装置30の電源供給処理手順を示したフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 6, the power supply processing procedure of the radio
(ステップS101)電池部301’装着により外部スイッチ動作(ステップS102)を開始する。 (Step S101) The external switch operation (Step S102) is started by mounting the battery unit 301 '.
(ステップS102)外部スイッチ検出部303は、外部スイッチ部104’のオン状態またはオフ状態を検出する。外部スイッチ部104’がオン状態だった場合、ステップS103へ進む。また、外部スイッチ部104’がオフ状態だった場合、ステップS104へ進む。
(Step S102) The external
(ステップS103)外部スイッチ検出部303は、無線受信部304の電源供給をオンする。次にステップS105へ進む。
(Step S <b> 103) The external
(ステップS104)外部スイッチ検出部303は、無線受信部304の電源供給をオフする。次にステップS102へ進む。
(Step S104) The external
(ステップS105)無線受信部304は、電源供給されている間、電子機器20からのモータ出力指示値を受信する。モータ出力指示値を受信した場合は、ステップS106へ進む。モータ出力指示値を受信しなかった場合は、ステップS102へ進む。
(Step S105) The
(ステップS106)駆動信号生成部305は、受信したモータ出力指示値を基に、PWM(パルス幅信号変調)信号を生成し、モータ駆動信号出力を増幅し、モータ部105’へ伝達され、モータを回転させる。次にステップS102へ進む。
(Step S106) The drive
上述した通り、本実施形態では無線受信駆動装置30の外部スイッチ検出部303が接続された外部スイッチ104のオン・オフ状態を判定し、オン状態と判定した場合には無線受信部304への電源供給を行い、オフ状態と判定した場合には無線受信部304への電源供給を行わない。これにより電池収納部101に無線受信駆動装置30を装着したままでも、無線受信駆動装置30と接続された外部スイッチ104すなわち例えば電動玩具のスイッチに連動して無線受信駆動装置30の電源供給を制御することができる。
As described above, in this embodiment, the on / off state of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施形態では、外部スイッチ検出部303は、DC−DCコンバータ410と論理和回路411とダイオード412ならびに抵抗413とコンデンサ414で構成したが、同様の機能を実現するASICを利用してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the external
また、上述した実施形態では、駆動回路403は、一方向のみ回転する構成としたが、無線モジュール421の駆動信号出力ポートをさらに複数本用意して、逆方向のモータ出力指示値を受信した場合には、駆動信号出力ポート424とは別のポートから駆動信号を生成させるようにプログラミングし、駆動回路403に新たに用意した逆回転用のトランジスタを駆動させてモータを両方向回転させる構成としてもよい。
In the above-described embodiment, the
1 無線システム
10 電子玩具
20 電子機器
30 無線受信駆動装置
101 電池収納部
102 電池端子A
103 電池端子B
104 外部スイッチ
105 モータ
106 車輪A
107 車輪B
201 表示部
202 操作部
203 スライドバー
301 電池
302 無線受信駆動回路
303 外部スイッチ検出部
304 無線受信部
305 駆動信号生成部
104’ 外部スイッチ検出部
105’ モータ部
301’ 電池部
401 外部スイッチ検出回路
410 DC−DCコンバータ
411 論理和回路
412 ダイオード
413 抵抗
414 コンデンサ
411(1)論理和入力(外部スイッチ)
411(2)論理和入力(駆動信号)
402 無線受信回路
421 無線モジュール
422 電源入力ポート
423 アンテナ
424 駆動信号出力ポート
403 駆動回路
431 トランジスタ
432 抵抗
1 Wireless system
10 Electronic toys
20 Electronic equipment
30 Wireless reception drive device
101 Battery compartment
102 Battery terminal A
103 Battery terminal B
104 External switch
105 motor
106 Wheel A
107 Wheel B
201 Display
202 Operation unit
203 Slide bar
301 battery
302 wireless reception drive circuit
303 External switch detector
304 wireless receiver
305 Drive signal generator
104 'External switch detector
105 'Motor part
301 'Battery part
401 External switch detection circuit
410 DC-DC converter
411 OR circuit
412 diode
413 resistance
414 capacitor
411 (1) OR input (external switch)
411 (2) OR input (drive signal)
402 Radio receiving circuit
421 Wireless module
422 Power input port
423 Antenna
424 Drive signal output port
403 Drive circuit
431 transistor
432 resistance
Claims (5)
前記電池の一方の端子は一方の電池端子に接続され、
前記電池の他方の端子は他方の電池端子にスイッチング素子を介して接続され、
前記外部負荷装置には前記電池端子を介して電源供給をし、
外部電子機器から出力指示を受信するアンテナと、
前記アンテナを介して受信した前記出力指示に応じて前記スイッチング素子の駆動信号を生成する無線モジュールとを具備し、
前記無線モジュールの電源は前記電池から供給されることを特徴とする無線受信駆動装置。 In the wireless reception drive device that can be stored in the battery storage portion of the external load device and that has a battery mounted therein,
One terminal of the battery is connected to one battery terminal,
The other terminal of the battery is connected to the other battery terminal via a switching element,
Supply power to the external load device via the battery terminal,
An antenna for receiving an output instruction from an external electronic device;
A wireless module that generates a drive signal for the switching element in response to the output instruction received via the antenna;
The wireless reception driving apparatus according to claim 1, wherein power of the wireless module is supplied from the battery.
前記DC−DCコンバータは、前記外部スイッチ状態検出部の判定結果に従って、前記外部スイッチがオン状態であるときに前記無線モジュールへ電源供給を行い、前記外部スイッチがオフ状態であるときには前記無線モジュールへの電源供給を行わないことを特徴とする請求項2に記載の無線受信駆動装置。 An external switch state detector that determines whether an external switch of the external load device is turned on;
The DC-DC converter supplies power to the wireless module when the external switch is in an on state according to a determination result of the external switch state detection unit, and to the wireless module when the external switch is in an off state. The wireless reception driving device according to claim 2, wherein the power supply is not performed.
Priority Applications (1)
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JP2015257635A JP6284044B2 (en) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | Wireless reception drive device |
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