TWI552508B

TWI552508B - A method and a device for causing a motor to emit a specific audio

Info

Publication number: TWI552508B
Application number: TW104137896A
Authority: TW
Inventors: Ji-Gang Wu; zheng-hui Hong
Priority date: 2015-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2016-10-01
Also published as: TW201720048A

Description

使馬達發出特定音頻之方法及裝置

本發明係與馬達的發聲技術有關，特別是指一種使馬達發出特定音頻之方法及裝置。

習知的馬達，在操作上都是以運轉驅動為目的及功效，並未有在不連接揚聲器的情況下，直接利用馬達本身的機構結構來發出聲音的技術。

而現有的電子裝置，例如自行車上的電子變速器，其欲提示使用者狀態時，大多以發光件(LED)或顯示幕(LCD)來顯示，或以揚聲器發出提示音來提示使用者。使用發光件或顯示幕的方式，使用者可能需要低頭檢視，也可能受到陽光或夜晚的影響而看不清楚；使用揚聲器，則需要再安排揚聲器的設置位置以及驅動揚聲器之電子裝置。

因此，若能直接以馬達本身的機構結構來發出聲音，並可供提示使用者的話，則可以省略發光件或顯示幕，也不需要再另設揚聲器，如此一來，就可以節省安裝空間以及元件成本。

本發明之主要目的乃在於提供一種使馬達發出特定音頻之方法，其可直接以馬達本身的機構結構來發出聲音，進而可用來提示使用者。

本發明之再一目的則在於提供一種使馬達發出特定音頻之裝置，其可直接以馬達本身的機構結構來發出聲音，進而可省略發光件或顯示幕，也不需要再另設揚聲器，可以節省安裝空間以及元件成本。

緣是，為了達成上述目的，本發明提供一種使馬達發出特定音頻之方法，包含有下列步驟：取得一馬達之啟動阻力時間，該啟動阻力時間係為開始通電的時間點直到該馬達之轉子起始轉動的時間點之間的時間間距，以及；在該馬達未運轉的狀況下，對該馬達輸入連續且逐一的複數驅動電能，各該驅動電能係持續一預定持續時間，該預定持續時間係短於該啟動阻力時間，且各該驅動電能之間係相隔一間隔時間；其中，各該驅動電能均附帶一預定頻率之載波。

藉由上述方法，可直接以馬達本身的機構結構來發出聲音，進而可用來提示使用者。此外，還可進而省略發光件或顯示幕，也不需要再另設揚聲器，可以節省安裝空間以及元件成本。

此外，為了達成上述目的，本發明也提供一種使馬達發出特定音頻之裝置，包含有：一控制單元；以及一馬達驅動單元，電性連接於該控制單元，以及電性連接於一馬達，該控制單元係用以控制該馬達驅動單元來對該馬達進行驅動；該馬達係對應一啟動阻力時間，該啟動阻力時間係為開始通電的時間點直到該馬達之轉子起始轉動的時間點之間的時間間距；其中，在驅動時，該控制單元係控制該馬達驅動單元對該馬達輸出連續且逐一的複數驅動電能，各該驅動電能係持續一預定持續時間，該預定持續時間係短於該啟動阻力時間，且各該驅動電能之間係相隔一間隔時間；其中，各該驅動電能均附帶一預定頻率之載波。

藉由上述架構，同樣可達到直接以馬達本身的機構結構來發出聲音，進而可用來提示使用者的效果。此外，亦可進而省略發光件或顯示幕，也不需要再另設揚聲器，可以節省安裝空間以及元件成本。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：

如第1圖至第2圖所示，本發明第一較佳實施例係說明一種使馬達發出特定音頻之方法，主要具有下列步驟：

A)取得一馬達91之啟動阻力時間Ts，該啟動阻力時間Ts係為開始通電的時間點直到該馬達91之轉子起始轉動的時間點之間的時間間距。在實施上，該啟動阻力時間Ts係可直接藉由對該馬達91的實際操作實驗來獲得，一般係介於0.1ms(毫秒)~5ms(毫秒)之間，此區間僅用以舉例之用，並非用來限制本案之申請專利範圍。

B)在該馬達91未運轉的狀況下，對該馬達91輸入連續且逐一的複數驅動電能Dp，各該驅動電能Dp係持續一預定持續時間Td，該預定持續時間Td係短於該啟動阻力時間Ts，且各該驅動電能Dp之間係相隔一間隔時間Ti；其中，各該驅動電能Dp均附帶一預定頻率之載波Wc。該等驅動電能Dp所附帶的載波Wc之頻率係介於200Hz(赫茲)~10KHz(千赫)之間，而為人耳所可聽見之音頻。

藉此，各該驅動電能Dp在輸入至該馬達91時，該馬達91內部的線圈(圖中未示)會因電流的輸入而產生一磁場，該磁場可使該線圈、該馬達91之定子(圖中未示)以及該馬達91之轉子(圖中未示)之間產生共振，進而形成特定音頻的聲音，其中由於線圈、定子及轉子均為極為習知而可理解之構件，容不再以圖式表示之。而由於各該驅動電能Dp的預定持續時間Td短於該啟動阻力時間Ts，因此會在馬達91將要實質轉動之間就結束，不會造成該馬達91的轉動。至此可知，本案之技術可在馬達91未運轉的情況下，使馬達91藉由其線圈、定子與轉子之間的共振來發出特定音頻的聲音。至於該間隔時間Ti，則關係到每個驅動電能Dp輸入至該馬達91所產生的聲音讓人聽起來是否連續，間隔時間Ti愈短則讓人聽起來愈為連續，在實施上，該間隔時間Ti可設定為小於該啟動阻力時間Ts，此處之小於該啟動阻力時間Ts亦僅用以舉例之用，並非用以限制本案申請專利範圍，大於該啟動阻力時間Ts的設定亦可依使用者的需求而定。

於本第一實施例中，各該驅動電能Dp的預定持續時間Td係相同，且各該間隔時間Ti亦相同。這樣的設置，可以在控制上較為簡單。若欲使各該驅動電能Dp的預定持續時間Td不同，則需要個別設定，這可視需求來設定，但較為繁複。同樣的，各該間隔時間Ti亦可視需求而不同，但也會有設定上較為繁複的問題。

此外，於本第一實施例中，該等驅動電能Dp中係可以有部分的驅動電能Dp所附帶的載波Wc之頻率相同，而其餘部分的驅動電能Dp所附帶的載波Wc之頻率不同。藉此，可以依序發出不同頻率的聲音，進而形成可供使用者辨識的旋律，例如特定歌曲旋律或特定提示音。藉此，使用者可藉由設定來使該馬達91發出不同的旋律或音頻聲響，藉以做為數種不同的聲音訊號來供使用者進行辨識，進而達到提示使用者各種不同意義訊息的效果。

由上可知，本發明之技術可以直接以馬達本身的機構結構來發出聲音，進而可用來提示使用者。此外，藉由本發明之技術，可省略發光件或顯示幕，也不需要再另設揚聲器，可以節省安裝空間以及元件成本。

請再參閱第3圖，本發明第二較佳實施例所提供之一種使馬達發出特定音頻之裝置10，主要由一控制單元11以及一馬達驅動單元21所組成，其中：

該馬達驅動單元21，電性連接於該控制單元11，以及電性連接於一馬達91，該控制單元11係用以控制該馬達驅動單元21來對該馬達91進行驅動；該馬達91係對應一啟動阻力時間Ts，該啟動阻力時間Ts係為開始通電的時間點直到該馬達91之轉子起始轉動的時間點之間的時間間距。

其中，在驅動時，該控制單元11係控制該馬達驅動單元21對該馬達91輸出連續且逐一的複數驅動電能Dp，各該驅動電能Dp係持續一預定持續時間Td，該預定持續時間Td係短於該啟動阻力時間Ts，且各該驅動電能Dp之間係相隔一間隔時間Ti；其中，各該驅動電能Dp均附帶預定頻率之載波Wc。

於本第二實施例中，該等驅動電能Dp的預定持續時間Td是否相同，該等間隔時間Ti是否相同，各該驅動電能Dp所附帶的載波Wc頻率是否相同，以及該載波Wc之頻率、該間隔時間Ti及該啟動阻力時間Ts的數值定義均已揭露於前述第一實施例中，因此容不贅述。

藉由本第二實施例的上述架構，使用者即可藉由第一實施例所揭露之方法來操作，進而控制該馬達91發出特定音頻的聲音。

本第二實施例所能達成之功效係概同於前揭第一實施例，容不贅述。

須補充說明的是，本發明在第一實施例所揭露之方法以及第二實施例所揭露之裝置，均可應用於不同的裝置上。例如，當應用於電助力自行車時，可控制馬達發出7種提示音，而分別對應開機模式、關機模式、助力模式、連接電腦模式、維修模式、錯誤模式以及低電壓警告等意義；當應用於自行車之電子變速器時，可控制馬達發出8種提示音，而分別對應開機模式、關機模式、智慧變檔第1模式、智慧變檔第2模式、傳統變檔模式、連接電腦模式、微調模式以及錯誤模式等意義；當應用於電動自行車之電動升降座管時，則可控制馬達發出種提示音，而分別對應休眠省電模式、喚醒模式、換電池模式、馬達閉閥、馬達開閥、無線訊號失效以及故障模式等意義。

10‧‧‧使馬達發出特定音頻之裝置
11‧‧‧控制單元
21‧‧‧馬達驅動單元
91‧‧‧馬達
Dp‧‧‧驅動電能
Td‧‧‧預定持續時間
Ti‧‧‧間隔時間
Ts‧‧‧啟動阻力時間
Wc‧‧‧載波

第1圖係本發明第一較佳實施例之驅動電能之波形示意圖。第2圖係本發明第一較佳實施例之示件示意圖。第3圖係本發明第二較佳實施例之電路方塊圖。

Dp‧‧‧驅動電能

Td‧‧‧預定持續時間

Ti‧‧‧間隔時間

Ts‧‧‧啟動阻力時間

Wc‧‧‧載波

Claims

一種使馬達發出特定音頻之方法，包含有下列步驟：取得一馬達之啟動阻力時間，該啟動阻力時間係為開始通電的時間點直到該馬達之轉子起始轉動的時間點之間的時間間距；以及在該馬達未運轉的狀況下，對該馬達輸入連續且逐一的複數驅動電能，各該驅動電能係持續一預定持續時間，該預定持續時間係短於該啟動阻力時間，且各該驅動電能之間係相隔一間隔時間；其中，各該驅動電能均附帶一預定頻率之載波。
依據申請專利範圍第1項之使馬達發出特定音頻之方法，其中：各該驅動電能的預定持續時間係相同；各該間隔時間係相同。
依據申請專利範圍第1項之使馬達發出特定音頻之方法，其中：有部分的該等驅動電能所附帶的載波之頻率相同，亦有部分的該等驅動電能所附帶的載波之頻率不同。
依據申請專利範圍第1項之使馬達發出特定音頻之方法，其中：該該間隔時間係小於該啟動阻力時間。
依據申請專利範圍第1項之使馬達發出特定音頻之方法，其中：該啟動阻力時間係介於0.1ms(毫秒)~5ms(毫秒)之間。
依據申請專利範圍第1項之使馬達發出特定音頻之方法，其中：該等驅動電能所附帶的載波之頻率係介於200Hz(赫茲)~10KHz(千赫)之間。
一種使馬達發出特定音頻之裝置，包含有：一控制單元；以及一馬達驅動單元，電性連接於該控制單元，以及電性連接於一馬達，該控制單元係用以控制該馬達驅動單元來對該馬達進行驅動；該馬達係對應一啟動阻力時間，該啟動阻力時間係為開始通電的時間點直到該馬達之轉子起始轉動的時間點之間的時間間距；其中，在驅動時，該控制單元係控制該馬達驅動單元對該馬達輸出連續且逐一的複數驅動電能，各該驅動電能係持續一預定持續時間，該預定持續時間係短於該啟動阻力時間，且各該驅動電能之間係相隔一間隔時間；其中，各該驅動電能均附帶一預定頻率之載波。
依據申請專利範圍第7項之使馬達發出特定音頻之裝置，其中：各該驅動電能的預定持續時間係相同；各該間隔時間係相同。
依據申請專利範圍第7項之使馬達發出特定音頻之裝置，其中：有部分的該等驅動電能所附帶的載波之頻率相同，亦有部分的該等驅動電能所附帶的載波之頻率不同。
依據申請專利範圍第7項之使馬達發出特定音頻之裝置，其中：該間隔時間係小於該啟動阻力時間。
依據申請專利範圍第7項之使馬達發出特定音頻之裝置，其中：該啟動阻力時間係介於0.1ms(毫秒)~5ms(毫秒)之間。
依據申請專利範圍第7項之使馬達發出特定音頻之裝置，其中：該等驅動電能所附帶的載波之頻率係介於200Hz(赫茲)~10KHz(千赫)之間。