專利名稱：數(shù)控電子閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
數(shù)控電子閥門技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于PIC單片機(jī)控制的數(shù)控電子閥門，包括一個單片機(jī)控 制器和一個電動球閥。尤其適用于對管道內(nèi)液體流量大小的調(diào)節(jié)控制。
背景技術(shù)：
[0002]目前安裝在管道上使用的大多數(shù)閥門是機(jī)械閥門，通過手動調(diào)節(jié)閥門旋轉(zhuǎn)臂來 控制閥門的開關(guān)狀態(tài)，這種機(jī)械閥門不能滿足要求流量自動化調(diào)整的需求。鑒于此，電 子閥門應(yīng)用而生，可以實(shí)現(xiàn)對流量的開關(guān)控制。此種閥門一般為三線制，可以實(shí)現(xiàn)閥門 的開、關(guān)加電動作，但不能進(jìn)行閥門開關(guān)大小及快慢調(diào)節(jié)，并且不能直接與外部控制器 連接，通過傳輸數(shù)字信號進(jìn)行控制，需要另加電機(jī)驅(qū)動器。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可以通過數(shù)字信號來控制電子閥門工 作狀態(tài)的數(shù)控電子閥門。[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的一種基于PIC單片機(jī)控制的數(shù)控電 子閥門。通過串口給單片機(jī)控制器送入電機(jī)正反轉(zhuǎn)信號和固定頻率的PWM信號，來控 制電動球閥的轉(zhuǎn)動方向和速度，實(shí)現(xiàn)閥門轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動快慢的調(diào)節(jié)。[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種數(shù)控電子閥門，由數(shù)控 電子閥門殼體、數(shù)控電子閥門閥體、單片機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動器、同步電機(jī)、串行數(shù)據(jù) 輸入輸出線和+5V電源組成。單片機(jī)控制器、電機(jī)驅(qū)動器、同步電機(jī)和+5V電源置于數(shù) 控電子閥門殼體中，串行數(shù)據(jù)輸入輸出線一端連接到單片機(jī)控制器，另一端置于殼體外 部，完成同步電機(jī)正反轉(zhuǎn)和PWM數(shù)據(jù)的輸入，及內(nèi)部接觸傳感器反饋信號的輸出。[0006]首先，由外部處理器通過串口輸入單片機(jī)控制器一路代表電機(jī)正反轉(zhuǎn)和PWM的 數(shù)據(jù)。單片機(jī)控制器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，輸出電機(jī)正反轉(zhuǎn)方向控制信號和一個 固定頻率一定脈寬的PWM信號到電機(jī)驅(qū)動器，電機(jī)獲得信號后按一定轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速 度進(jìn)行調(diào)節(jié)。直到達(dá)到轉(zhuǎn)動最大角度或最小角度為止，此時就會通過接觸傳感器反饋一 個開關(guān)信號至單片機(jī)控制器，然后通過串口回饋給外部處理器，實(shí)施相應(yīng)操作。通過串 口傳輸?shù)腜WM數(shù)據(jù)為8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，實(shí)際代表256個轉(zhuǎn)動速度值。數(shù)據(jù)越大，轉(zhuǎn)動 速度越快；數(shù)據(jù)越小，轉(zhuǎn)動速度越慢；數(shù)據(jù)為0，代表不轉(zhuǎn)動；數(shù)據(jù)為255，代表轉(zhuǎn)速最 大值。這樣就可以根據(jù)需要快速地調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向和速度，實(shí)現(xiàn)電子閥門的開關(guān)大 小定位，最終流量調(diào)節(jié)控制。[0007]本實(shí)用新型的有益效果是，可以通過串口傳輸代表轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動速度的數(shù) 據(jù)，快速有效地控制電子閥門開關(guān)和調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)動角度大小，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力 強(qiáng)。[0008]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。[0009]


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為數(shù)控電子閥門殼體，2為數(shù)控電子閥 門閥體，3為單片機(jī)控制器，4為電機(jī)驅(qū)動器，5為同步電機(jī)，6為串行數(shù)據(jù)輸入輸出線，7為+5V電源，8為接觸傳感器，9為凸體。[0010]圖2是本實(shí)驗(yàn)新型的詳細(xì)電路原理圖。[0011]圖3是本實(shí)驗(yàn)新型的總軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
[0012]如
圖1所示本實(shí)用新型所述數(shù)控電子閥門由數(shù)控電子閥門殼體1、數(shù)控電子閥門 閥體2、單片機(jī)控制器3、電機(jī)驅(qū)動器4、同步電機(jī)5、串行數(shù)據(jù)輸入輸出線6和+5V電 源7組成。其中，單片機(jī)控制器3、電機(jī)驅(qū)動器4、同步電機(jī)5和+5V電源7置于數(shù)控 電子閥門殼體1中。串行數(shù)據(jù)輸入輸出線6連接到單片機(jī)控制器3，完成電機(jī)正反轉(zhuǎn)和 PWM數(shù)據(jù)的輸入，及內(nèi)部接觸傳感器反饋信號的輸出；單片機(jī)控制器3與電機(jī)驅(qū)動器4 相連接，把電機(jī)正反轉(zhuǎn)方向控制信號和一個固定頻率一定脈寬的PWM信號送到電機(jī)驅(qū)動 器4;電機(jī)驅(qū)動器4與同步電機(jī)5相連接，驅(qū)動電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；+5V電源7 輸出端分別與單片機(jī)控制器3和電機(jī)驅(qū)動器4電源連接，給其供電。同步電機(jī)5固定于 殼體1下部，并將其上的凹槽壓入閥體2上的凸槽，通過同步電機(jī)5轉(zhuǎn)動帶動閥體內(nèi)凸半 球旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。同步電機(jī)5軸上裝有一個凸體9，同步電機(jī)5旁邊固定有接觸 傳感器8，接觸傳感器8與單片機(jī)控制器3相連接，把閥門轉(zhuǎn)動到最大和最小時凸體9觸 碰到接觸傳感器8時產(chǎn)生的開關(guān)信號反饋到單片機(jī)控制器3，從而控制同步電機(jī)5停止轉(zhuǎn) 動。[0013]圖2所示為本實(shí)用新型的詳細(xì)電路原理圖?？勺鳛榫唧w實(shí)施使用。[0014]圖3所示為本實(shí)驗(yàn)新型的總軟件流程圖。軟件設(shè)計(jì)采用C語言對PIC單片機(jī)進(jìn) 行編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，信號處理及調(diào)節(jié)控制信號輸出，最終實(shí)現(xiàn)對數(shù)控電子閥門的調(diào)節(jié) 控制等功能。其軟件控制過程為單片機(jī)控制器3通過串行數(shù)據(jù)線接受外部數(shù)據(jù)后，進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理識別，輸出控制信號給電機(jī)驅(qū)動器4，進(jìn)而使同步電機(jī)5轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)閥門的開 關(guān)大小。當(dāng)閥門到達(dá)最大或最小狀態(tài)時，通過接觸傳感器8輸出一個反饋信號給單片機(jī) 控制器3，然后再通過串行數(shù)據(jù)線輸出到外部控制器，請求調(diào)整控制策略。否則電子閥門 保持當(dāng)前狀態(tài)。權(quán)利要求1.一種數(shù)控電子閥門，由數(shù)控電子閥門殼體(1)、數(shù)控電子閥門閥體O)、單片機(jī)控 制器(3)、電機(jī)驅(qū)動器G)、同步電機(jī)(5)、串行數(shù)據(jù)輸入輸出線(6)和+5V電源(7)組 成，其特征是，單片機(jī)控制器(3)、電機(jī)驅(qū)動器0)、同步電機(jī)(5)和+5V電源(7)置于 數(shù)控電子閥門殼體(1)中，串行數(shù)據(jù)輸入輸出線(6) —端連接到單片機(jī)控制器(3)，另一 端置于殼體(1)外部，完成同步電機(jī)正反轉(zhuǎn)和PWM數(shù)據(jù)的輸入，及內(nèi)部接觸傳感器反饋 信號的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控電子閥門，其特征是，單片機(jī)控制器C3)與電機(jī)驅(qū)動器 (4)相連接，把電機(jī)正反轉(zhuǎn)方向控制信號和一個固定頻率一定脈寬的PWM信號送到電機(jī) 驅(qū)動器⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控電子閥門，其特征是，電機(jī)驅(qū)動器⑷與同步電機(jī)(5) 相連接，驅(qū)動同步電機(jī)(5)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控電子閥門，其特征是，+5V電源(7)輸出端分別與單片 機(jī)控制器( 和電機(jī)驅(qū)動器電源連接，給其供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控電子閥門，其特征是，所屬的同步電機(jī)(5)固定于殼體 (1)下部，并將其上的凹槽壓入閥體(2)上的凸槽，通過同步電機(jī)(5)轉(zhuǎn)動帶動閥體(2) 內(nèi)凸半球旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控電子閥門，其特征是，所屬的同步電機(jī)( 軸上裝有一 個凸體(9)，同步電機(jī)( 旁固定有接觸傳感器(8)，接觸傳感器(8)與單片機(jī)控制器(3) 相連接，把閥門轉(zhuǎn)動到最大和最小時凸體(9)觸碰到接觸傳感器(8)時產(chǎn)生的開關(guān)信號反 饋到單片機(jī)控制器(3)，從而控制同步電機(jī)( 停止轉(zhuǎn)動。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種適用于對管道內(nèi)液體流量大小的調(diào)節(jié)控制的電子閥門，具體名稱為“數(shù)控電子閥門”。數(shù)控電子閥門主要由單片機(jī)控制器和電動球閥構(gòu)成。其中，單片機(jī)控制器由串行數(shù)據(jù)接口、單片機(jī)處理器和電機(jī)驅(qū)動器組成；電動球閥由同步電機(jī)和閥體組成。外部控制器通過串口可以給單片機(jī)控制器送入電機(jī)正反轉(zhuǎn)信號和固定頻率的PWM信號，來控制閥門的轉(zhuǎn)動方向和速度，實(shí)現(xiàn)閥門轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)動快慢的調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。另外，閥門轉(zhuǎn)動最大角度和最小角度信號也可以通過串口反饋給外部控制器。
文檔編號F16K5/06GK201810849SQ20102019242
公開日2011年4月27日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者武林, 沈衛(wèi)極 申請人:浙江師范大學(xué)