專利名稱：數(shù)字限位型自動門控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種自動門的自動控制裝置。
背景技術(shù)：
目前廣泛用于工、商業(yè)及民用建筑的自動門、快速門的控制器，無論是內(nèi)置式還是外置式的多是采用機械式行程開關(guān)、霍爾開關(guān)、接近開關(guān)或者是紅外線開關(guān)對門扇開啟、關(guān)閉進(jìn)行限位控制。現(xiàn)有的自動門控制器均沒有外設(shè)的手動設(shè)定裝置，隨著自動門使用時間的延長，門體由于長期受環(huán)境氣溫的影響而產(chǎn)生變形使門體尺寸發(fā)生改變，以及傳動裝置長期使用構(gòu)件磨損、結(jié)構(gòu)松動使限位位置發(fā)生改變，因此在自動門使用一定時間后需要對控制器的限位位置重新進(jìn)行調(diào)整和設(shè)定，以保證自動門的正常使用。在實際使用中一般一年需要調(diào)整2～3次?？刂破鞯脑O(shè)定限位位置的調(diào)整和改變均是通過調(diào)整和改變限位開關(guān)的安裝位置實現(xiàn)的。為了保證限位調(diào)整的精度要求，相應(yīng)地要求門體制造時要具有很高的尺寸精度，從而使自動門的生產(chǎn)成本大大升高。再者，限位位置的調(diào)整操作技術(shù)要求高，調(diào)整操作需專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行，這就給自動門控制器的生產(chǎn)和使用帶來了極為不利的影響。此外，現(xiàn)有自動門控制器大多是采用繼電器控制方式，接口簡單，不能聯(lián)接自動控制傳感器和智能門禁系統(tǒng)進(jìn)行不同方式的開、關(guān)門控制及關(guān)門保護(hù)，因而越來越不適應(yīng)使用要求。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種采用數(shù)字信號進(jìn)行限位設(shè)定和控制的，限位位置精度高、限位控制準(zhǔn)確，限位位置設(shè)定、調(diào)整操作方便，使用者根據(jù)自動門的開、關(guān)狀況可隨時調(diào)整、改變設(shè)定限位位置，可采用多種控制方式進(jìn)行開、關(guān)門控制的數(shù)字限位型自動門控制器。
本實用新型提供的數(shù)字限位型自動門控制器由轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置和包括有整流濾波穩(wěn)壓電源電路的電機控制電路構(gòu)成，電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置由置于電機風(fēng)扇上方的由正極分別接限流電阻的發(fā)光二極管和上拉電阻的光敏管及輸入端與光敏管正極聯(lián)接的兩個串接施密特觸發(fā)器構(gòu)成的光電耦合器和置于電機風(fēng)扇下方的反光板構(gòu)成。電機控制電路由中央控制電路、模擬電壓放大—模/數(shù)變換電路、電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路、繼電器控制電路、工作狀態(tài)顯示電路、電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置接口電路和與控制電路聯(lián)接的外設(shè)開關(guān)信號接口電路構(gòu)成。
中央控制電路由8位單片機集成電路芯片、與單片機集成電路芯片振蕩器端口聯(lián)接的振蕩電路、復(fù)位脈沖輸出端通過交聯(lián)電阻與單片機集成電路芯片復(fù)位信號輸入端聯(lián)接的具有電壓監(jiān)控功能的程序運行監(jiān)視集成電路芯片(即通常所說的看門狗)和正、負(fù)極分別與程序運行監(jiān)視集成電路芯片定時復(fù)位端、輸出端連接的交聯(lián)二極管、接于電源與程序運行監(jiān)視集成電路芯片復(fù)位脈沖輸出端間的上拉電阻和一端接程序運行監(jiān)視集成電路芯片電源端另一端接地的退交聯(lián)電容構(gòu)成的程序運行監(jiān)視電路、由數(shù)據(jù)輸出端、數(shù)據(jù)輸入端、選擇輸入端、時鐘輸入端分別與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端連接的同步串行電擦除可編程序只讀存儲集成電路芯片、一端接只讀存儲集成電路芯片電源端另一端接地的退交聯(lián)電容構(gòu)成的電擦除可編程序只讀存儲電路和一端分別與單片機集成電路芯片外部訪問允許端、準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端、三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端、多功能數(shù)據(jù)輸入輸出端的外部數(shù)據(jù)存儲讀脈沖輸出端、外部數(shù)據(jù)存儲寫脈沖輸出端、串行數(shù)據(jù)發(fā)送端、定時輸入端聯(lián)接另一端接電源的上拉電阻、一端分別與三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接另一端接地的下拉電阻、一端分別與三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端、多功能數(shù)據(jù)定時輸入端聯(lián)接另一端接地的消噪積分電容和一端分別與單片機集成電路芯片的三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接另一端接地的設(shè)置開關(guān)、設(shè)置選擇(+)開關(guān)、設(shè)置選擇(-)開關(guān)構(gòu)成。
模擬電壓放大—模/數(shù)變換電路由選擇端、時鐘輸入端分別與單片機集成電路芯片的定時輸入端和準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，數(shù)據(jù)輸入端和數(shù)據(jù)輸出端同接于單片機集成電路芯片的一個準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端一模擬信號輸入端接地電壓輸入端與電源聯(lián)接的串行接口八位逐次比較型模/數(shù)變換集成電路芯片、正、負(fù)極分別與模/數(shù)變換集成電路芯片兩個模擬信號輸入端聯(lián)接的鉗位二極管、輸出端通過正極與其聯(lián)接的隔離二極管與模/數(shù)變換模擬信號輸入端聯(lián)接的運算放大器集成電路芯片、正極與運算放大器集成電路芯片正輸入端連接負(fù)極接電源的鉗位二極管、接于運算放大集成電路芯片負(fù)輸入端與隔離二極管負(fù)極間的負(fù)反饋電阻、一端接運算放大集成電路芯片負(fù)輸入端另一端接地的兩個串接的負(fù)反饋電阻、一端接隔離二極管負(fù)極另一端接地的負(fù)載電阻、接于模/數(shù)變換集成電路芯片選擇端與電源間的上拉電阻、一端接模/數(shù)變換集成電路芯片選擇端另一端接地的退交聯(lián)電容、一端接放大器電源輸入端另一端接地的退交聯(lián)電容構(gòu)成。
電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路由選擇端、兩個數(shù)據(jù)輸入端分別通過交聯(lián)電阻與單片機集成電路芯片的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接兩個電壓輸出范圍選擇端與電壓輸出端聯(lián)接的數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片、基極通過限流耦合電阻與數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片的電壓輸出端聯(lián)接發(fā)射極與數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片信號輸出接地端聯(lián)接的緩沖放大三極管、基極與緩沖放大三極管集電極聯(lián)接的同時通過基極偏流電阻與電源聯(lián)接發(fā)射極與電源聯(lián)接的推動放大三極管、柵極通過交聯(lián)電阻與推動放大三極管集電極聯(lián)接的功率輸出場效應(yīng)管、一端與數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片電源端聯(lián)接另一端接地的退交聯(lián)電容、正、負(fù)極分別與推動放大三極管集電極、基極聯(lián)接的隔離二極管、兩端分別接于數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片的電壓輸出端和接地端的下拉電阻、一端與功率輸出場效應(yīng)管源極聯(lián)接另一端接地的采樣電阻、一端與采樣電阻并接另一端接地的積分電容構(gòu)成。
繼電器控制電路由基極通過限流耦合電阻與程序運行監(jiān)視集成電路芯片復(fù)位脈沖輸出端聯(lián)接集電極通過負(fù)載電阻與電源聯(lián)接發(fā)射極接地的程序運行監(jiān)視電路復(fù)位輸出隔離反相三極管、基極通過限流電阻與單片機集成電路芯片的三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接發(fā)射極接地的單片機輸出反相三極管、基極通過限流電阻與電源聯(lián)接發(fā)射極接電源的開關(guān)三極管、輸入端與單片機輸出反相三極管集電極聯(lián)接的同時通過負(fù)載電阻與程序運行監(jiān)視電路復(fù)位輸出隔離反相三極管集電極聯(lián)接反相輸出端通過限流交聯(lián)電阻與開關(guān)三極管基極聯(lián)接的硬件復(fù)位信號輸出反相器、輸入端與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸輸入輸出端聯(lián)接的單片機集成電路芯片關(guān)門信號輸出反相器、輸入端與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接的單片機集成電路芯片開門信號輸出反相器、輸入端與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接的單片機集成電路芯片照明燈控制信號輸出反相器、雙臂二位觸頭接于電源變壓器初級線圈與市電供電線路間電磁線圈一端與電源聯(lián)接其另一端與單片機集成電路芯片照明燈控制信號輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的照明燈控制繼電器、單臂二位觸頭的動觸頭接于驅(qū)動電機正極常閉、常開兩觸頭分別與電源和功率輸出場效應(yīng)管漏極聯(lián)接電磁線圈一端與開關(guān)三極管集電極聯(lián)接其另一端與單片機集成電路芯片關(guān)門信號輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的電機關(guān)門控制繼電器、單臂二位觸頭的動觸頭接于驅(qū)動電機負(fù)極常閉、常開兩觸頭分別與電源和功率輸出場效應(yīng)管漏極聯(lián)接電磁線圈一端與開關(guān)三極管集電極聯(lián)接其另一端與單片機集成電路芯片開門信號輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的電機開門控制繼電器、正極分別與單片機集成電路芯片開門信號輸出反相器反相輸出端、單片機集成電路芯片關(guān)門信號輸出反相器的反相輸出端聯(lián)接負(fù)極同接于開關(guān)三極管集電極的繼電器線圈續(xù)流雙二極管和由正極與開門及關(guān)門繼電器的常開觸點聯(lián)接負(fù)極與電源聯(lián)接的繼電器觸點續(xù)流二極管、一端與繼電器觸點續(xù)流二極管負(fù)極聯(lián)接的線繞電阻和一端與線繞電阻聯(lián)接另一端與開門及關(guān)門繼電器的常開觸點聯(lián)接的電容構(gòu)成的觸頭消弧電路構(gòu)成。
工作狀態(tài)顯示電路由輸入端與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端顯示控制信號輸出端聯(lián)接第一施密特觸發(fā)器、輸入端與第一施密特觸發(fā)器反相輸出端聯(lián)接的第二施密特觸發(fā)器、基極分別通過耦合電阻與兩個施密觸發(fā)器的反相輸出端聯(lián)接的兩個功率輸出開關(guān)三極管、由多支分發(fā)光二極管正極分別接限流電阻后并接與高電平導(dǎo)通功率輸出開關(guān)三極管集電極聯(lián)接，多支發(fā)光二極管正極分別接電阻后并接與低電平導(dǎo)通功率輸出開關(guān)三極管集電極連接兩部分發(fā)光二極管一一并接后分別與單片機的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接構(gòu)成的動態(tài)掃描設(shè)置指示燈、負(fù)極接地正極通過限流電阻與繼電控制電路的開關(guān)三極管集電極聯(lián)接的工作指示發(fā)光二極管構(gòu)成。
電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置接口電路由電源接線端通過上拉電阻與電源聯(lián)接，2個信號地端口和1個電源地端口接地的光電耦合式六線接口模塊、基極通過交聯(lián)電阻與接口模塊運行確認(rèn)信號接線端聯(lián)接集電極通過上拉電阻與電源聯(lián)接發(fā)射極接地的運行確認(rèn)信號輸出隔離三極管、輸入端通過兩個串接的耦合電阻與接口模塊轉(zhuǎn)數(shù)采集信號輸入接線端聯(lián)接反相輸出端與單片機集成電路芯片外部中斷信號輸入端聯(lián)接的轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形施密特觸發(fā)器、輸入端通過耦合電阻與運行確認(rèn)信號輸入隔離三極管集電極聯(lián)接反相輸出端與單片機集成電路芯片的另一外部中斷信號輸入端聯(lián)接的運行確認(rèn)信號整形施密特觸發(fā)器、正極接地負(fù)極接轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形觸發(fā)器輸入端聯(lián)接的信號輸入保護(hù)穩(wěn)壓二極管、一端與接插模塊(電源)接線端聯(lián)接另一端與電源聯(lián)接的兩個并接上拉電阻、一端與電源聯(lián)接另一端與轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形觸發(fā)器的串接交聯(lián)電阻的串接點聯(lián)接的同時通過積分電容接地的上拉電阻、接于運行確認(rèn)信號輸入隔離三極管集電極、基極間的偏流電阻、接于轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形觸發(fā)器輸入端和接地端間的下拉電阻、一端接運行確認(rèn)信號整形觸發(fā)器輸入端另一端接地的下拉電阻、一端接運行確認(rèn)信號整形觸發(fā)器輸入端另一端接地的積分電容構(gòu)成，電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置的信號屏蔽導(dǎo)線插接在接口電路的接插模塊上。
外設(shè)開關(guān)信號接口電路的一種電路結(jié)構(gòu)型式為手動開關(guān)信號接口電路，手動開關(guān)信號接口電路由信號輸入接線端通過耦合電阻與單片機集成電路芯片三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接電源接線端通過線路過熱保護(hù)器與電源聯(lián)接并通過積分電容接地接地接線端接地的光電耦合式六線接插模塊、輸入端接單片機集成電路芯片外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出端(RD)端反相輸出端通過交聯(lián)電阻與接插模塊手動關(guān)門信號輸入端聯(lián)接的輔助關(guān)門信號輸出反相器、輸入端與單片機集成電路芯片外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出端(WR)端聯(lián)接反相輸出端通過交聯(lián)電阻與接插模塊手動開門信號輸入接線端聯(lián)接的輔助開門信號輸出反相器、基極通過限流電阻與單片機集成電路三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接集電極通過交聯(lián)電阻與接插模塊手動照明燈控制信號輸入接線端聯(lián)接發(fā)射極接地的輔助照明燈控制信號輸出開關(guān)三極管、正極與單片機照明燈控制信號輸出反相器反相輸出端聯(lián)接負(fù)極與輔助照明燈控制信號輸出開關(guān)三極管集電極聯(lián)接的隔離二極管、一端接電源另一端與接插模塊手動停止信號輸入接線端聯(lián)接的上拉電阻、一端分別與接插模塊塊手動開門信號輸入、手動關(guān)門信號輸入、手動停止信號輸入、手動照明燈控制信號輸入接線端聯(lián)接另一端接地的積分電容構(gòu)成。將手動開關(guān)插接在接口電路的接插模塊上，用手動開關(guān)可控制自動門的開、關(guān)。
為了適應(yīng)和滿足自動門由特定人員控制開、關(guān)使用場合的使用要求，外設(shè)開關(guān)信號接口電路的第二種電路結(jié)構(gòu)型式為可外接IC卡讀卡器、遙控信號接收器、微波感應(yīng)開關(guān)、紅外線感應(yīng)開關(guān)或智能門禁系統(tǒng)的多功能開關(guān)信號接口電路。多功能開關(guān)信號接口電路由電源接線端通過線路過熱保護(hù)器與電源聯(lián)接遙控信號輸入接線端通過交聯(lián)電阻與單片機集成電路芯片三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接的光電耦合式六線接插模塊、輸入端與單片機集成電路芯片串行數(shù)據(jù)輸出端聯(lián)接反相輸出端通過交聯(lián)電阻與接插模塊串型信號輸出接線端聯(lián)接的反相器、輸入端通過積分電路與接插模塊串行數(shù)據(jù)輸入接線端聯(lián)接反相輸出端與單片機集成電路芯片串行數(shù)據(jù)輸入端聯(lián)接的施密特觸發(fā)器和一端與接插模塊電源接線端聯(lián)接另一端接地的退交聯(lián)電容構(gòu)成，將IC卡讀卡器插接在多功能信號接口電路的接插模塊上，可用IC卡控制自動門的開、關(guān)；將遙控信號接收器插接在多功能信號接口電路的接插模塊上，可用遙控器遙控自動門的開、關(guān)；多功能信號接口與微波感應(yīng)開關(guān)或紅外線感應(yīng)開關(guān)連接，可使自動門實現(xiàn)自動感應(yīng)控制；多功能信號接口與智能門禁系統(tǒng)連接可使自動門納入門禁系統(tǒng)，實現(xiàn)自動門的計算機智能管理。
為了防止關(guān)門時門扇夾傷人，數(shù)字限位型自動門控制器的進(jìn)一步完善是有可插接紅外線或者氣壓開關(guān)傳感器的關(guān)門保護(hù)開關(guān)信號接口電路。關(guān)門保護(hù)信號接口電路由電源接線端通過線路過熱保護(hù)器與電源聯(lián)接接地端接地關(guān)門保護(hù)信號輸入端通過交聯(lián)電阻接信號輸入控制三極管的三線接插模塊、輸入端接單片機集成電路芯片外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出端的反相器、發(fā)射極通過交聯(lián)電阻與三線接插模塊關(guān)門保護(hù)信號輸入接線端聯(lián)接基極通過限流電阻與讀脈沖輸出反相器反相輸出端聯(lián)接集電極通過交聯(lián)電阻與寫脈沖輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的保護(hù)信號輸入控制三極管構(gòu)成，將紅外線傳感器插接在關(guān)門保護(hù)信號接口電路的接插模塊上，紅外線傳感器發(fā)現(xiàn)門下有物體時，控制器會禁止自動門關(guān)門；將氣壓開關(guān)連接到關(guān)門保護(hù)信號接口電路的接插模塊上，當(dāng)門邊氣囊接觸到門下的物體時，氣壓開關(guān)動作，控制器立即控制關(guān)門運行停止，從而保證自動門的安全運行。
本實用新型提供的數(shù)字限位型自動門控制器的信號接口電路在控制器的實際制作和使用中，根據(jù)具體要求可選擇配置其中的一種，也可以兩種以上配置使用。
8位單片機集成電路芯片采用型號為AT89C51、AT89C52、MCS8751或功能及電特性相同的其他型號的市售品；具有電壓監(jiān)控功能的程序運行監(jiān)視集成電路芯片采用型號為IMP813L、IMP805L或功能及電特性相同的其他型號的市售品；同步串行電擦除可編程序只讀存儲集成電路芯片采用型號為93C46、24C02或功能及電特性相同的其他型號的市售品；功率輸出場效應(yīng)管采用型號為SUP60N06、IFR630或功能及電特性相同的其他型號的市售品；施密特觸發(fā)器采用CD4584、40106或功能及電特性相同的其他型號的市售品；反相器采用ULN2003A、CD4069或功能及電特性相同的其他型號的市售品；串行接口逐次比較8位模數(shù)變換器采用ADC08032、ADC08034或功能及電特性相同的其他型號的市售品；通用并行輸入電壓輸出數(shù)模變換電路采用AD557、AD558或功能及電特性相同的其他型號的市售品；運算放大器采用LM358、LM393或功能及電特性相同的其他型號的高精度低漂移運算放大器市售品。
本實用新型提供的自動門控制器的電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置裝于電機風(fēng)扇處采集電機軸的轉(zhuǎn)數(shù)信息，裝置體積小、安裝維修方便；轉(zhuǎn)數(shù)信息采自高速電機軸，限位設(shè)定及控制定位精確。采用數(shù)字信號進(jìn)行限位控制，限位控制可靠。限位設(shè)定方便，使用者根據(jù)門體開、關(guān)狀況可隨時利用手動設(shè)定開關(guān)調(diào)整、改變設(shè)定的限位位置。控制器有多種外接開關(guān)接口電路和過流保護(hù)電路，其全部輸入端口光電隔離，不僅滿足了不同使用的要求，而且使用安全、抗干擾能力強?？捎糜谥圃旄鞣N自動門，如廠房用自動門，廳、堂自動門，宅院自動門使用。


圖1為電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置的結(jié)構(gòu)圖。(剖面圖)圖2為圖1的仰視圖。
圖3為電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置的電路圖。
圖4為數(shù)字限位型自動門控制器電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為數(shù)字限位型自動門控制器電路圖圖6為外接手動開關(guān)線路圖。
圖7關(guān)門保護(hù)紅外線對射光電開關(guān)電路接線圖具體實施方式
附圖是本實用新型的一個實施例，控制器插接有外接手動開關(guān)和門保護(hù)紅外線對射光電開關(guān)對自動門進(jìn)行開、關(guān)門控制和關(guān)門保護(hù)，
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的具體實施方式
。
數(shù)字限位型自動門控制器由電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置和整流濾波穩(wěn)壓電源電路及電機控制電路構(gòu)成，電機控制電路由中央控制電路、模擬電壓放大—模/數(shù)變換電路、電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路、繼電控制電路、工作狀態(tài)顯示電路、電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置接口電路、可外接IC卡讀卡器和遙控接收器的多功能信號接口電路、開關(guān)信號接口電路、關(guān)門保護(hù)信號接口電路構(gòu)成。
電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置如圖1～4所示，由正極分別接限流電阻R803的發(fā)光二極管U803和上拉電阻R802的光敏U802管及輸入端與光敏管正極聯(lián)接的兩個串接施密特觸發(fā)器U801A、U801B構(gòu)成的光電耦合器固定在電路板(3)上，電路板固定在上端為直角彎折端的外殼(1)的彎折端殼腔內(nèi)，光電耦合器的紅外發(fā)光管(4)、光敏管(5)嵌裝固定在外殼彎折端鄰近殼端部的并列嵌裝透孔內(nèi)，光電耦合器屏蔽信號線(2)由外殼豎直殼腔引出。使用時將不銹鋼板制成的反光板固定電機風(fēng)扇下方的電機端蓋上，光電耦合器置于電機風(fēng)扇罩上用緊固件將外殼固定在電機上，光電耦合器屏蔽信號線通過接于線端的插接模塊插接在控制器接口電路的接插模塊上與電機控制電路聯(lián)接。紅外發(fā)光管發(fā)出的紅外光由反光板反射到光敏管，光敏管將扇葉旋轉(zhuǎn)光影顯示的電機軸轉(zhuǎn)數(shù)的光脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號輸入到電機控制電路。
如圖5所示，整流濾波穩(wěn)壓電源電路由初級線圈有中間抽頭的電源變壓器TFI、輸入端與變壓器次級線圈聯(lián)接的全波整流硅橋D20、正極與整流硅橋輸出端聯(lián)接的隔離二極管D1、一端接整流硅橋輸出端另一端接電源地端GND的濾波電容C22、一端接隔離二極管負(fù)極另一端接電源地端的濾波電容C23、C24、輸入端接隔離二極管負(fù)極的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U9、輸入端與三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U9輸出端聯(lián)接的三端正穩(wěn)壓器U10、一端與三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U9調(diào)節(jié)端聯(lián)接另一端分別與電源地端、三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U9輸出端聯(lián)接的分壓電阻R54、R53、一端接三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U9輸出端另一端接電源地端的濾波電容C25、正極接電源負(fù)極接三端正穩(wěn)壓器U10輸出端的穩(wěn)壓二極管D12，全波整流硅橋輸出端為電機供18V直流電，隔離二極管輸出端(負(fù)極)為控制電路供經(jīng)濾波處理的18V直流電，三端正穩(wěn)壓器U10輸出端為控制電路供經(jīng)濾波穩(wěn)壓處理的5V直流電。三端可調(diào)正穩(wěn)壓器U9輸出端為繼電器和推動放大三極管，轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置接口電路提供經(jīng)濾波穩(wěn)壓處理的12V直流電。
電機控制電路的中央控制電路由AT89C51單片機集成電路芯片U1、與單片機集成電路芯片振蕩輸入端、振蕩輸出端X1、X2端聯(lián)接的晶體振蕩器Y1，一端分別與單片機U1振蕩輸入端、輸出端聯(lián)接另一端接地的諧振電容C26、C27構(gòu)成的振蕩電路，復(fù)位脈沖輸出端通過交聯(lián)電阻R64與單片機U1復(fù)位信號輸入端RESET聯(lián)接電源端VCC與電源電路5V輸出端聯(lián)接，數(shù)據(jù)輸入端WDI與U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P17聯(lián)接的IMP813L帶有電壓監(jiān)控功能的程序運行監(jiān)視集成電路芯片U4(即通常所說的看門狗)和正、負(fù)極分別與U4定時器復(fù)位端MR輸出端WDO連接的隔離二極管D7、一端與5V電源聯(lián)接另一端與U4復(fù)位脈沖輸出端RESET聯(lián)接的上拉電阻R65和一端接5V電源另一端接地GND的退交聯(lián)電容C32構(gòu)成的程序運行監(jiān)視電路、由數(shù)據(jù)輸出端DO、數(shù)據(jù)輸入端DI、選擇輸入端CS、時鐘輸入端SK分別與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P10、P11、P12、P13連接電源端VCC接5V電源的93C46同步串行電擦除可編程序只讀存儲集成電路芯片U5、一端接只讀存儲集成電路芯片U5電源端另一端接地的退交聯(lián)電容C29構(gòu)成的電擦除可編程序只讀存儲電路和一端與U1外部訪問允許端EA/Vp聯(lián)接另一端接5V電源的上拉電阻R1、一端接5V電源另一端分別接U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P16、P15、P14、P26、P25、P24的上拉電阻R2、R3、R5、R6、R7、R8、一端接U1的三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P00、P01、P02、P07、多功能數(shù)據(jù)輸入輸出端的外部數(shù)據(jù)存儲讀脈沖輸出端RD、外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出端WR、串行數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD、定時輸入端TO聯(lián)接另一端接5V電源的上拉電阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R55、一端分別與U1三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P03、P04、P05、P06聯(lián)接另一端接地的下拉電阻R9、R10、R11、R12、一端分別與U1三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P00、P01、P02、P03、P04、P05、P06、多功能數(shù)據(jù)定時輸入端TO聯(lián)接另一端接地的消噪積分電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C31和一端分別與U1的三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P00、P01、P02聯(lián)接另一端接地的設(shè)置開關(guān)S1設(shè)置選擇(+)開關(guān)S2、設(shè)置選擇(-)開關(guān)S3構(gòu)成。
電機控制電路的模擬電壓放大—模/數(shù)變換電路由電壓輸入端VREF接5V電源選擇端CS與U1的定時輸入端T0聯(lián)接時鐘輸入端CLK與U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P13連接，數(shù)據(jù)輸入端DI和數(shù)據(jù)輸出端D0同接于U1準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P11，模擬信號輸出端CH1接地的ADC0832串行接口八位逐次比較型模/數(shù)變換集成電路芯片U6、正極與U6模擬信號輸入端CH1聯(lián)接負(fù)極與U6的模擬信號輸入端CH0聯(lián)接的鉗位二極管D5、模擬電壓輸出端通過隔離二極管D4與U6模擬信號輸入端CH0聯(lián)接電源輸入端接5V電源的LM358運算放大器集成電路芯片U8A、正極與U8A正輸入端連接負(fù)極接5V電源的鉗位二極管D3、兩端分別與U8A負(fù)輸入端、隔離二極管D4負(fù)極連接的負(fù)反饋電阻R57、一端接U6負(fù)輸入端另一端接地的兩個串接的負(fù)反饋電阻R59、R60、一端接隔離二極管負(fù)極另一端接地的負(fù)載電阻R56、一端與U6選擇端CS聯(lián)接另一端接5V電源的上拉電阻R55、一端接U6選擇端CS另一端接地的退交聯(lián)電容C31、一端接放大器U8A電源輸入端另一端接地的退交聯(lián)電容C28構(gòu)成。
電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路由數(shù)據(jù)輸入端BTI8、數(shù)據(jù)輸入端BIT7、選擇端CS分別通過交聯(lián)電阻R61、R62、R63與U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P16、P15、P14聯(lián)接電源端VCC接5V電源數(shù)據(jù)輸入端BIT1、BIT2、BIT3、BIT4、BIT5、BIT6聯(lián)接后接5V電源電壓輸入端Vout與電壓輸出范圍選擇端SA、電壓輸出范圍選擇端SB聯(lián)接的AD557通用并行輸入電壓輸出數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片U7、基極通過交聯(lián)電阻R73與U7電壓輸出端Vout聯(lián)接發(fā)射極與U7信號接地端GND聯(lián)接的緩沖放大三極管Q9，基極與三極管Q9集電極聯(lián)接發(fā)射極與12V電源聯(lián)接的推動放大三極管Q10、柵極通過交聯(lián)電阻R71與推動放大三極管Q10集電極聯(lián)接的SUP60N06功率輸出場效應(yīng)管Q11、一端與12V電源聯(lián)接另一端與推動放大三極管Q10基極聯(lián)接的下偏流電阻R72、一端與U7的電壓輸出端聯(lián)接另一端與緩沖放大三極管Q9發(fā)射極聯(lián)接的下偏流電阻R73、正極與推動放大三極管Q10集電極聯(lián)接負(fù)極與推動放大三極管Q10基極連接的隔離二極管D6、一端與功率輸出場效應(yīng)管Q11源極聯(lián)接另一端接地的采樣電阻R70和一端與采樣電阻并接另一端接地的積分電容C31、一端接U7電源端另一端接U7地端的退交聯(lián)電容C33構(gòu)成，功率輸出場效應(yīng)管Q11的源極通過交聯(lián)電阻R58與運算放大器U8A正輸入端聯(lián)接。
繼電控制電路由基極通過限流電阻R66與程序運行監(jiān)視集成電路芯片U4復(fù)位脈沖輸出端RESET聯(lián)接集電極通過負(fù)載電阻R67與5V電源聯(lián)接發(fā)射極接地的程序運行監(jiān)視電路復(fù)位輸出隔離反相三極管Q1、基極通過限流電阻R69與U1三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P07聯(lián)接發(fā)射極接地的單片機輸出反相三極管Q2、輸入端與單片機輸出反相三極管Q2集電極聯(lián)接的同時通過交聯(lián)電阻R68與程序運行監(jiān)視電路復(fù)位輸出隔離反相三極管Q1集電極聯(lián)接的硬件復(fù)位信號輸出反相器U3A、輸入端分別與單片機集成電路芯片U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸P25、P26、P24聯(lián)接的單片機關(guān)門信號輸出反相器U3B、單片機開門信號輸出反相器U3C、單片機照明燈控制信號輸出反相器U3D基極通過限流電阻R80與18V電源聯(lián)接同時通過交聯(lián)電阻R79與硬件復(fù)位信號輸出反相器U3A反相輸出端聯(lián)接發(fā)射極接18V電源的開關(guān)三極管Q3、雙臂二位觸頭的第一組觸點JA3-1的常開觸點串接于電源指示燈DS1與熔斷器F2間，第二組觸點JA3-2的常閉端與電源變壓器初級線圈下抽頭聯(lián)接常開端與電源變壓器初級線圈中間抽頭聯(lián)接電磁線圈一端接12V電源另一端與反相器U3D反相輸出端聯(lián)接的照明燈控制繼電器JA3、二位觸頭JA2-1動臂與驅(qū)動電機正極聯(lián)接常閉觸點與18V電源聯(lián)接常開觸點與電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路的功率輸出場效應(yīng)管漏極聯(lián)接電磁線圈一端與反相器U3B反相輸出端聯(lián)接其另一端與開關(guān)三極管Q3集電極聯(lián)接的關(guān)門控制繼電器JA2、二位觸頭JA1-1動臂與驅(qū)動電機負(fù)極聯(lián)接常閉觸點與18V電源聯(lián)接常開觸點與電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路的功率輸出場效應(yīng)管漏極聯(lián)接電磁線圈一端與開關(guān)三極管Q3集電極聯(lián)接其另一端與反相器U3C反相輸出端聯(lián)接的開門控制繼電器JA1、負(fù)極接開關(guān)三極管Q3集電極正極分別和反相器U3B反相輸出端、反相器U3C反相輸出端聯(lián)接的繼電器線圈續(xù)流雙二極管D8和一端與12V電源聯(lián)極另一端與開關(guān)三極管Q3三極管基極聯(lián)接的偏流電阻R80構(gòu)成。
工作狀態(tài)顯示電路由輸入端與單片機集成電路芯片U1準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P17聯(lián)接的4584施密特觸發(fā)器U2E、輸入端與施密特觸發(fā)器U2E反向輸出端聯(lián)接的4584施密特觸發(fā)器U2F、基極分別通過耦合電阻R39、R40與施密觸發(fā)器U2E、U2F反相輸出端聯(lián)接發(fā)射極接5V電源的高電平導(dǎo)通開關(guān)三極管Q4和低電平導(dǎo)通開關(guān)三極管Q5、由正極分別接限流電阻R21、R22、R23后并接與高電平導(dǎo)通開關(guān)三極管Q4集電極聯(lián)接負(fù)極分別與單片機集成電路芯片U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P21、P22、P23聯(lián)接的發(fā)光二極管D12、D13、D14、正極分別接限流電阻R24、R25、R26、R27后并接與低電平導(dǎo)通開關(guān)三極管Q5集電極聯(lián)接負(fù)極分別與U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P20、P21、P22、P23聯(lián)接的發(fā)光二極管D15、D16、D17、D18和正極通過限流電阻R20與開關(guān)三極關(guān)Q3集電極聯(lián)接負(fù)極接地的發(fā)光二極管D11構(gòu)成。電機控制電路的各電路導(dǎo)通工作時相關(guān)指示燈點燃，截止斷路后相關(guān)指示燈熄滅。
轉(zhuǎn)數(shù)采集信號接口電路由轉(zhuǎn)數(shù)采集信號接口模塊接線端1通過上拉電阻R44、R45與12V電源聯(lián)接轉(zhuǎn)數(shù)采集信號接口模塊接線端3、接線端4、接線端6聯(lián)接后接地的光電耦合式六線接插模塊JK4、集電極通過上拉電阻R42與12V電源聯(lián)接基極通過限流電阻R49與轉(zhuǎn)數(shù)采集信號接口模塊接線端2聯(lián)接發(fā)射極接地的運行確認(rèn)信號輸入隔離三極管Q8、輸入端通過兩支串接的交聯(lián)電阻R50、R51與JK4轉(zhuǎn)數(shù)采集信號輸入端5聯(lián)接反相輸出端與U1外部中斷信號輸入端(INTO)聯(lián)接的轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形施密特觸發(fā)器U2A、輸入端耦合電阻與運行確認(rèn)信號輸入隔離三極管Q8集電極聯(lián)接的同時通過下拉電阻和與其并接的積分電容接地的運行確認(rèn)信號整形施密特觸發(fā)器U2C、正極接地負(fù)極與運行確認(rèn)信號整形觸發(fā)器U2A輸入端聯(lián)接的穩(wěn)壓二極管D21、一端與12V電源聯(lián)接另一端與JK4電源接線端1聯(lián)接的兩個并接的上拉電阻R44、R45(積分電容接地的)、一端與電源聯(lián)接另一端通過積分電容C18接地的上拉電阻R43、兩端分別與運行確認(rèn)信號輸入隔離三極管Q8集電極、基極聯(lián)接的偏流電阻R47、一端接轉(zhuǎn)采集信號數(shù)整形觸發(fā)器U2A另一端接地的下拉電阻R52、一端接JK4電源接線端1另一端接地的退交聯(lián)電容C19和一端與12V電源聯(lián)接另一端接地的積分電容C20構(gòu)成。
多功能信號接口電路由電源接線端5通過線路過熱保護(hù)器PTC與18V電源聯(lián)接，信號輸入端2通過交聯(lián)電阻R28與U1三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端P03聯(lián)接的光電耦合式六線接插模塊JK3；輸入端與U1串行數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD聯(lián)接反相輸出端通過交聯(lián)電阻R34與接插模塊JK3的串行數(shù)據(jù)發(fā)送接線端1聯(lián)接的串行數(shù)據(jù)發(fā)送反相器U3G；輸入端通過交聯(lián)電阻R41與接插模塊JK3串行數(shù)據(jù)接收接線端聯(lián)接，反相輸出端與U1的串行數(shù)據(jù)接收端RXD聯(lián)接的串行數(shù)據(jù)接收施密特觸發(fā)器U2D；一端分別與JK3接線端3、串行數(shù)據(jù)接收施密特觸發(fā)器U2D輸入端聯(lián)接另一端接地的積分電容C15、C14和一端接地另一端與接插模塊JK3電源端5聯(lián)接的退交聯(lián)電容C13構(gòu)成。
關(guān)門保護(hù)開關(guān)信號接口電路由接地接線端1接地電源端3通過線路過熱保護(hù)器PTC接經(jīng)整流濾波的18V電源的光電耦合式三線接插模塊JK1、基極通過限流耦合電阻R32與輔助關(guān)門信號反相器U3E反相輸出端聯(lián)接發(fā)射極通過交聯(lián)電阻R36與三線接插模塊保護(hù)信號輸入接線端2聯(lián)接集電極通過交聯(lián)電阻R33與輔助開門信號反相器U3F反相輸出端聯(lián)接的保護(hù)信號輸入三極管Q6構(gòu)成。
在數(shù)字限位型自動門控制器具體生產(chǎn)和使用中，除本實施例外根據(jù)具體使用要求也可以選擇設(shè)置一種或者多種開關(guān)信號接口電路。
如圖6所示，將關(guān)門按鈕開關(guān)K1、運行停止按鈕開關(guān)K2、開門按鈕開關(guān)K3、照明燈按鈕開關(guān)K4固定在安裝板上，開關(guān)的定觸點并聯(lián)后與開關(guān)信號接口模塊的接線端子3聯(lián)接，接口模塊的端子3與接口電路的公共地聯(lián)接。開關(guān)K1、K2、K3、K4的動觸點分別與開關(guān)信號接口模塊的接線端子1、2、3、6聯(lián)接，接口模塊的上述端子分別與接口電路的輔助關(guān)門信號反相器U3E反相輸出端的交聯(lián)電阻R32和單片機U1的三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端P05交聯(lián)電阻R30、U1三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端P04交聯(lián)電阻R29、U1的三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端P06交聯(lián)電阻R31和輔助開門信號反相器反相輸出端的交聯(lián)電阻R33、R37、單片機U1的P27端口輸出信號反相三極管Q7集電極交聯(lián)電阻R38聯(lián)接。
如圖7所示，關(guān)門保護(hù)紅外線對設(shè)光電開關(guān)電路的紅外線發(fā)生器(7)和紅外線光感傳感器(6)的電源接線端V+與光電耦合式插接模塊JK1A的接線端子3聯(lián)接，紅外線光感傳感器的接地端GND、紅外線發(fā)生器接地端V-與插接模塊接線端子1聯(lián)接，信號輸出端OUT與插接模塊接線端子2聯(lián)接。插接模塊插接在控制器的接口電路上，紅外線發(fā)生器和紅外線光感傳感器的電源端通過線路熱保護(hù)器與控制器的經(jīng)濾波的18V電源聯(lián)接，接地端與控制器接地端聯(lián)接，信號輸出端與控制器保護(hù)開關(guān)信號輸入三極管的交聯(lián)電阻聯(lián)接。
使用時，在自動門安裝完成并連接好控制器后接通電源，控制器的發(fā)光二極管D11亮，控制器進(jìn)入工作狀態(tài)。使用設(shè)置按鈕S1、設(shè)置選擇(+)按鈕S2和設(shè)置選擇(-)按鈕S3進(jìn)行控制器的開、關(guān)門限位位置和開、關(guān)門驅(qū)動力設(shè)定。按下設(shè)置按鈕S1并保持，發(fā)光二極管D12亮，表示進(jìn)入開關(guān)門限位位置設(shè)置狀態(tài)。按下按鈕S2并保持，自動門做開門運行，電機運轉(zhuǎn)時電機風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)使轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置采集到電機轉(zhuǎn)數(shù)信號由接口電路進(jìn)行濾波、整形處理后，送到單片機U1的中斷信號輸入端INT0端口。單片機對INT0端口輸入的計數(shù)脈沖信號做加計數(shù)，當(dāng)門扇到達(dá)正確的開門位置時單片機已累加出一個數(shù)值，松開S2，點動S2和S3按鈕調(diào)整到精確定位位置后按動S1按鈕將最終累加值送存到可編程只讀存儲器U5中的指定存儲單元中并自動進(jìn)入關(guān)門限位位置設(shè)置步驟。此時發(fā)光二極管D14亮，按下S3做關(guān)門運行，單片機依據(jù)INT0端口輸入的計數(shù)脈沖信號從開門限位位置數(shù)值做減計數(shù)，到達(dá)正確的關(guān)門限位位置時按下S1單片機把把最終的減計數(shù)的累加值送存到可編程只讀存儲器U5中的另一指定存儲單元中成為關(guān)門限位位置的設(shè)定值?？刂破鬟M(jìn)入工作狀態(tài)后，開門時單片機把轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置送來的計數(shù)脈沖加計數(shù)，并不斷把累加值與開門限位位置數(shù)值比較，累加值與開門限位位置數(shù)值相等時，則判定門體到達(dá)開門限位位置，控制器立即控制電機停止。關(guān)門時單片機把轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置送來的計數(shù)脈沖減計數(shù)，并不斷把累加值與關(guān)門限位位置數(shù)值比較，累加值與關(guān)門限位位置數(shù)值相等時，則判定門體到達(dá)關(guān)門限位位置，控制器立即控制電機停止。在自動門使用過程中需要調(diào)整、改變上、下限位位置時依上述操作即可設(shè)定新的上、下限位位置。
開、關(guān)門限位位置設(shè)置完成后進(jìn)行開關(guān)門驅(qū)動力的設(shè)置，按下并保持S2讓自動門做開門運行，直至到達(dá)開門限位位置，門體自動停止在開門限位位置。然后再按下并保持S3，自動門做關(guān)門運行，直至門體到達(dá)關(guān)門限位位置，門體自動停止在關(guān)門限位位置。反復(fù)操作2次，電機驅(qū)動電流由采樣—數(shù)/模變換電路采樣、放大，經(jīng)過放大的模擬電壓信號經(jīng)模/數(shù)變換變?yōu)閿?shù)字信號送到單片機U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P11。單片機將往返運行全過程中電機驅(qū)動電流最大值儲存在可編程只讀存儲器U5中指定的存儲單元中成為電機驅(qū)動電流的設(shè)定值。設(shè)定操作完成后即可投入使用。
按下開門按鈕K3，單片機U1的三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端P06成為低電平。單片機檢測相關(guān)的端口確認(rèn)門體不在上限位置后，單片機U1的準(zhǔn)雙相數(shù)據(jù)輸入輸出端P26、P27轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。P27的高電平通過R35使Q7導(dǎo)通控制繼電器JA3得電吸合照明燈亮，電源變壓器的初級線圈的中間抽頭與市電連接變壓器次級電壓升高，系統(tǒng)退出低功耗待機狀態(tài)而進(jìn)入運行工作狀態(tài)。P26的高電平使輸入端連接單片機U1的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端P26的反相器U3C的輸出端變?yōu)榈碗娖?，由于繼電器電源控制三極管Q3處于導(dǎo)通狀態(tài)，繼電器JA1得電吸合而繼電器JA2為失電釋放狀態(tài)，電動機的正電源輸入端與電源+18V端接通，電動機的負(fù)電源輸入端與功率驅(qū)動場效應(yīng)管Q11的漏極聯(lián)接進(jìn)而通過功率驅(qū)動場效應(yīng)管Q11的源極和采樣電阻R70與電源地連接電動機正轉(zhuǎn)、門體做開門運行。在門體到達(dá)上限位置或按下停止按鈕K2時，單片機U1的P26端口由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，反相器U3C的輸出端變?yōu)楦唠娖?，繼電器JA1失電釋放觸頭復(fù)位，電動機的正、負(fù)電源輸入端通過繼電器JA2觸頭同接于電源+18V端電動機停止。按下開關(guān)K1，單片機U1三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端P05成為低電平，單片機檢測相關(guān)的端口確認(rèn)門體不在下限位置后單片機U1的端口P25轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖椒聪嗥鱑3B的輸出端變?yōu)榈碗娖嚼^電器JA2得電吸合，電動機的正電源輸入端與功率輸出場效應(yīng)管Q11、取樣電阻R70連接到系統(tǒng)電源地。電動機的負(fù)電源輸入端電源+18V端聯(lián)接電動機反轉(zhuǎn)，門體做關(guān)門運行直至門扇完全關(guān)閉為止。開門到限位位置時電機斷電停轉(zhuǎn)后電機軸由于慣性發(fā)生沖轉(zhuǎn)門扇停止位置超過設(shè)定位置，U1的電機轉(zhuǎn)數(shù)加計數(shù)超過設(shè)定值，在關(guān)門電機回轉(zhuǎn)時單片機U1自動將超過設(shè)定轉(zhuǎn)數(shù)的部分減除，從而保證了開、關(guān)門限位位置控制的準(zhǔn)確性。
當(dāng)關(guān)門時門中間有物體擋住了紅外線對射光電開關(guān)的光路，紅外線對射光電開關(guān)的輸出端轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑瑥亩筈6的發(fā)射極為低電平，Q6導(dǎo)通，Q6的集電極通過交聯(lián)電阻R37、R31，把單片機U1的三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端口P06拉為低電平。單片機U1的P06端口的低電平信號是開門控制信號，單片機根據(jù)這樣的端口信息立即控制自動門停止關(guān)門運行，轉(zhuǎn)為開門運行。門體開、關(guān)運行受阻電機驅(qū)動電流大于設(shè)定值時單片機自動將運行停止，然后接通回返運行的繼電器電路時門體回返運行，從而避免了因過流將電機損壞現(xiàn)象的發(fā)生。
當(dāng)單片機運行不正常時，帶有電壓監(jiān)控功能的程序運行監(jiān)視系統(tǒng)集成電路U4中的程序運行監(jiān)視系統(tǒng)(看門狗)會輸出復(fù)位脈沖，使單片機U1復(fù)位。為保證在看門狗電路起動時電機控制路可靠地控制電機停止，采用Q1，U3A和Q3組成的硬件復(fù)位控制電機停止電路。在U4的7腳輸出復(fù)位脈沖時，其一路通到U1的9腳RESET端，使U1復(fù)位。另一路通過R66使Q1導(dǎo)通飽和。R67下端成為低電平，通過R68使U3A的輸入端為低電平。經(jīng)過U3A的反相，其輸出端為高電平，通過R79使R80的下端，Q3的基極成為高電平，PNP型的三極管Q3進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)、繼電器JA2，JA1斷電，從而確保了控制器可靠地控制自動門的正常運行。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字限位型自動門控制器，由轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置和包括有整流濾波穩(wěn)壓電源電路的電機控制電路構(gòu)成，其特征是所說電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置由置于電機風(fēng)扇上方的由正極分別接限流電阻的發(fā)光二極管和上拉電阻的光敏管及輸入端與光敏管正極聯(lián)接的兩個串接施密特觸發(fā)器構(gòu)成的光電耦合器和置于電機風(fēng)扇下方的反光板構(gòu)成，所說電機控制電路由中央控制電路、模擬電壓放大—模/數(shù)變換電路、電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路、繼電器控制電路、工作狀態(tài)顯示電路、電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置接口電路和與控制電路聯(lián)接的外設(shè)開關(guān)信號接口電路構(gòu)成，中央控制電路由8位單片機集成電路芯片、與單片機集成電路芯片振蕩器端口聯(lián)接的振蕩電路、復(fù)位脈沖輸出端通過交聯(lián)電阻與單片機集成電路芯片復(fù)位信號輸入端聯(lián)接的具有電壓監(jiān)控功能的程序運行監(jiān)視集成電路芯片、正、負(fù)極分別與程序運行監(jiān)視集成電路芯片定時復(fù)位端、輸出端連接的交聯(lián)二極管、接于電源與程序運行監(jiān)視集成電路芯片復(fù)位脈沖輸出端間的上拉電阻和一端接程序運行監(jiān)視集成電路芯片電源端另一端接地的退交聯(lián)電容構(gòu)成的程序運行監(jiān)視電路、由數(shù)據(jù)輸出端、數(shù)據(jù)輸入端、選擇輸入端、時鐘輸入端分別與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端連接的同步串行電擦除可編程序只讀存儲集成電路芯片、一端接只讀存儲集成電路芯片電源端另一端接地的退交聯(lián)電容構(gòu)成的電擦除可編程序只讀存儲電路和一端分別與單片機集成電路芯片外部訪問允許端、準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端、三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端、多功能數(shù)據(jù)輸入輸出端的外部數(shù)據(jù)存儲讀脈沖輸出端、外部數(shù)據(jù)存儲寫脈沖輸出端、串行數(shù)據(jù)發(fā)送端、定時輸入端聯(lián)接另一端接電源的上拉電阻、一端分別與三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接另一端接地的下拉電阻、一端分別與三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端、多功能數(shù)據(jù)定時輸入端聯(lián)接另一端接地的消噪積分電容和一端分別與單片機集成電路芯片的三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接另一端接地的設(shè)置開關(guān)、設(shè)置選擇(+)開關(guān)、設(shè)置選擇(-)開關(guān)構(gòu)成，模擬電壓放大—模/數(shù)變換電路由選擇端、時鐘輸入端分別與單片機集成電路芯片的定時輸入端和準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端連接，數(shù)據(jù)輸入端和數(shù)據(jù)輸出端同接于單片機集成電路芯片的一個準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端一模擬信號輸入端接地電壓輸入端與電源聯(lián)接的串行接口八位逐次比較型模/數(shù)變換集成電路芯片、正、負(fù)極分別與模/數(shù)變換集成電路芯片兩個模擬信號輸入端聯(lián)接的鉗位二極管、輸出端通過正極與其聯(lián)接的隔離二極管與模/數(shù)變換模擬信號輸入端聯(lián)接的運算放大器集成電路芯片、正極與運算放大器集成電路芯片正輸入端連接負(fù)極接電源的鉗位二極管、接于運算放大集成電路芯片負(fù)輸入端與隔離二極管負(fù)極間的負(fù)反饋電阻、一端接運算放大集成電路芯片負(fù)輸入端另一端接地的兩個串接的負(fù)反饋電阻、一端接隔離二極管負(fù)極另一端接地的負(fù)載電阻、接于模/數(shù)變換集成電路芯片選擇端與電源間的上拉電阻、一端接模/數(shù)變換集成電路芯片選擇端另一端接地的退交聯(lián)電容、一端接放大器電源輸入端另一端接地的退交聯(lián)電容構(gòu)成，電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路由選擇端、兩個數(shù)據(jù)輸入端分別通過交聯(lián)電阻與單片機集成電路芯片的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接兩個電壓輸出范圍選擇端與電壓輸出端聯(lián)接的數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片、基極通過限流耦合電阻與數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片的電壓輸出端聯(lián)接發(fā)射極與數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片信號輸出接地端聯(lián)接的緩沖放大三極管、基極與緩沖放大三極管集電極聯(lián)接的同時通過基極偏流電阻與電源聯(lián)接發(fā)射極與電源聯(lián)接的推動放大三極管、柵極通過交聯(lián)電阻與推動放大三極管集電極聯(lián)接的功率輸出場效應(yīng)管、一端與數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片電源端聯(lián)接另一端接地的退交聯(lián)電容、正、負(fù)極分別與推動放大三極管集電極、基極聯(lián)接的隔離二極管、兩端分別接于數(shù)/模轉(zhuǎn)換集成電路芯片的電壓輸出端和接地端的下拉電阻、一端與功率輸出場效應(yīng)管源極聯(lián)接另一端接地的采樣電阻、一端與采樣電阻并接另一端接地的積分電容構(gòu)成，繼電器控制電路由基極通過限流耦合電阻與程序運行監(jiān)視集成電路芯片復(fù)位脈沖輸出端聯(lián)接集電極通過負(fù)載電阻與電源聯(lián)接發(fā)射極接地的程序運行監(jiān)視電路復(fù)位輸出隔離反相三極管、基極通過限流電阻與單片機集成電路芯片的三態(tài)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接發(fā)射極接地的單片機輸出反相三極管、基極通過限流電阻與電源聯(lián)接發(fā)射極接電源的開關(guān)三極管、輸入端與單片機輸出反相三極管集電極聯(lián)接的同時通過負(fù)載電阻與程序運行監(jiān)視電路復(fù)位輸出隔離反相三極管集電極聯(lián)接反相輸出端通過限流交聯(lián)電阻與開關(guān)三極管基極聯(lián)接的硬件復(fù)位信號輸出反相器、輸入端與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸輸入輸出端聯(lián)接的單片機集成電路芯片關(guān)門信號輸出反相器、輸入端與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接的單片機集成電路芯片開門信號輸出反相器、輸入端與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸輸入輸出端聯(lián)接的單片機集成電路芯片照明燈控制信號輸出反相器、雙臂二位觸頭接于電源變壓器初級線圈與市電供電線路間電磁線圈一端與電源聯(lián)接其另一端與單片機集成電路芯片照明燈控制信號輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的照明燈控制繼電器、單臂二位觸頭的動觸頭接于驅(qū)動電機正極常閉、常開兩觸頭分別與電源和功率輸出場效應(yīng)管漏極聯(lián)接電磁線圈一端與開關(guān)三極管集電極聯(lián)接其另一端與單片機集成電路芯片關(guān)門信號輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的電機關(guān)門控制繼電器、單臂二位觸頭的動觸頭接于驅(qū)動電機負(fù)極常閉、常開兩觸頭分別與電源和功率輸出場效應(yīng)管漏極聯(lián)接電磁線圈一端與開關(guān)三極管集電極聯(lián)接其另一端與單片機集成電路芯片開門信號輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的電機開門控制繼電器、正極分別與單片機集成電路芯片開門信號輸出反相器反相輸出端、單片機集成電路芯片關(guān)門信號輸出反相器的反相輸出端聯(lián)接負(fù)極同接于開關(guān)三極管集電極的繼電器線圈續(xù)流雙二極管和由正極與開門及關(guān)門繼電器的常開觸點聯(lián)接負(fù)極與電源聯(lián)接的繼電器觸點續(xù)流二極管、一端與繼電器觸點續(xù)流二極管負(fù)極聯(lián)接的線繞電阻和一端與線繞電阻聯(lián)接另一端與開門及關(guān)門繼電器的常開觸點聯(lián)接的電容構(gòu)成的觸頭消弧電路構(gòu)成，工作狀態(tài)顯示電路由輸入端與單片機集成電路芯片準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端顯示控制信號輸出端聯(lián)接第一施密特觸發(fā)器、輸入端與第一施密特觸發(fā)器反相輸出端聯(lián)接的第二施密特觸發(fā)器、基極分別通過耦合電阻與兩個施密觸發(fā)器的反相輸出端聯(lián)接的兩個功率輸出開關(guān)三極管、由多支分發(fā)光二極管正極分別接限流電阻后并接與高電平導(dǎo)通功率輸出開關(guān)三極管集電極聯(lián)接，多支發(fā)光二極管正極分別接電阻后并接與低電平導(dǎo)通功率輸出開關(guān)三極管集電極連接兩部分發(fā)光二極管一一并接后分別與單片機的準(zhǔn)雙向數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接構(gòu)成的動態(tài)掃描設(shè)置指示燈、負(fù)極接地正極通過限流電阻與繼電控制電路的開關(guān)三極管集電極聯(lián)接的工作指示發(fā)光二極管構(gòu)成，電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置接口電路由電源接線端通過上拉電阻與電源聯(lián)接，2個信號地端口和1個電源地端口接地的光電耦合式六線接口模塊、基極通過交聯(lián)電阻與接口模塊運行確認(rèn)信號接線端聯(lián)接集電極通過上拉電阻與電源聯(lián)接發(fā)射極接地的運行確認(rèn)信號輸出隔離三極管、輸入端通過兩個串接的耦合電阻與接口模塊轉(zhuǎn)數(shù)采集信號輸入接線端聯(lián)接反相輸出端與單片機集成電路芯片外部中斷信號輸入端聯(lián)接的轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形施密特觸發(fā)器、輸入端通過耦合電阻與運行確認(rèn)信號輸入隔離三極管集電極聯(lián)接反相輸出端與單片機集成電路芯片的另一外部中斷信號輸入端聯(lián)接的運行確認(rèn)信號整形施密特觸發(fā)器、正極接地負(fù)極接轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形觸發(fā)器輸入端聯(lián)接的信號輸入保護(hù)穩(wěn)壓二極管、一端與接插模塊(電源)接線端聯(lián)接另一端與電源聯(lián)接的兩個并接上拉電阻、一端與電源聯(lián)接另一端與轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形觸發(fā)器的串接交聯(lián)電阻的串接點聯(lián)接的同時通過積分電容接地的上拉電阻、接于運行確認(rèn)信號輸入隔離三極管集電極、基極間的偏流電阻、接于轉(zhuǎn)數(shù)采集信號整形觸發(fā)器輸入端和地端間的下拉電阻、一端接運行確認(rèn)信號整形觸發(fā)器輸入端另一端接地的下拉電阻、一端接運行確認(rèn)信號整形觸發(fā)器輸入端另一端接地的積分電容構(gòu)成，電機轉(zhuǎn)數(shù)采集裝置的信號屏蔽導(dǎo)線插接在接口電路的接插模塊上。
2.按權(quán)利要求1所述數(shù)字限位型自動門控制器，其特征是所說外設(shè)開關(guān)信號接口電路為手動開關(guān)信號接口電路，手動開關(guān)信號接口電路由信號輸入接線端通過耦合電阻與單片機集成電路芯片三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接電源接線端通過線路過熱保護(hù)器與電源聯(lián)接并通過積分電容接地接地接線端接地的光電耦合式六線接插模塊、輸入端接單片機集成電路芯片外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出端(RD)端反相輸出端通過交聯(lián)電阻與接插模塊手動關(guān)門信號輸入端聯(lián)接的輔助關(guān)門信號輸出反相器、輸入端與單片機集成電路芯片外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出端(WR)端聯(lián)接反相輸出端通過交聯(lián)電阻與接插模塊手動開門信號輸入接線端聯(lián)接的輔助開門信號輸出反相器、基極通過限流電阻與單片機集成電路三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接集電極通過交聯(lián)電阻與接插模塊手動照明燈控制信號輸入接線端聯(lián)接發(fā)射極接地的輔助照明燈控制信號輸出開關(guān)三極管、正極與單片機照明燈控制信號輸出反相器反相輸出端聯(lián)接負(fù)極與輔助照明燈控制信號輸出開關(guān)三極管集電極聯(lián)接的隔離二極管、一端接電源另一端與接插模塊手動停止信號輸入接線端聯(lián)接的上拉電阻、一端分別與接插模塊手動開門信號輸入接線端、手動關(guān)門信號輸入接線端、手動停止信號輸入接線端、手動照明燈控制信號輸入接線端聯(lián)接另一端接地的積分電容構(gòu)成。
3.按權(quán)利要求1所述數(shù)字限位型自動門控制器，其特征是所說外設(shè)開關(guān)信號接口電路為可外接IC卡讀卡器、遙控信號接收器、微波感應(yīng)開關(guān)、紅外線感應(yīng)開關(guān)或智能門禁系統(tǒng)的多功能開關(guān)信號接口電路，多功能開關(guān)信號接口電路由電源接線端通過線路過熱保護(hù)器與電源聯(lián)接遙控信號輸入接線端通過交聯(lián)電阻與單片機集成電路芯片三態(tài)數(shù)據(jù)輸入輸出端聯(lián)接的光電耦合式六線接插模塊、輸入端與單片機集成電路芯片串行數(shù)據(jù)輸出端聯(lián)接反相輸出端通過交聯(lián)電阻與接插模塊串型信號輸出接線端聯(lián)接的反相器、輸入端通過積分電路與接插模塊串行數(shù)據(jù)輸入接線端聯(lián)接反相輸出端與單片機集成電路芯片串行數(shù)據(jù)輸入端聯(lián)接的施密特觸發(fā)器和一端與接插模塊電源接線端聯(lián)接另一端接地的退交聯(lián)電容構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求1或2所述數(shù)字限位型自動門控制器，其特征是所說電機控制電路有可插接紅外線或者氣壓開關(guān)傳感器的關(guān)門保護(hù)開關(guān)信號接口電路，關(guān)門保護(hù)信號接口電路由電源接線端通過線路過熱保護(hù)器與電源聯(lián)接接地端接地關(guān)門保護(hù)信號輸入端通過交聯(lián)電阻接信號輸入控制三極管的三線接插模塊、輸入端接單片機集成電路芯片外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出端的反相器、發(fā)射極通過交聯(lián)電阻與三線接插模塊關(guān)門保護(hù)信號輸入接線端聯(lián)接基極通過限流電阻與讀脈沖輸出反相器反相輸出端聯(lián)接集電極通過交聯(lián)電阻與寫脈沖輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的保護(hù)信號輸入控制三極管構(gòu)成。
5.按權(quán)利要求3所述數(shù)字限位型自動門控制器，其特征是所說電機控制電路有可插接紅外線或者氣壓開關(guān)傳感器的關(guān)門保護(hù)開關(guān)信號接口電路，關(guān)門保護(hù)信號接口電路由電源接線端通過線路過熱保護(hù)器與電源聯(lián)接接地端接地關(guān)門保護(hù)信號輸入端通過交聯(lián)電阻接信號輸入控制三極管的三線接插模塊、輸入端接單片機集成電路芯片外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出端的反相器、發(fā)射極通過交聯(lián)電阻與三線接插模塊關(guān)門保護(hù)信號輸入接線端聯(lián)接基極通過限流電阻與讀脈沖輸出反相器反相輸出端聯(lián)接集電極通過交聯(lián)電阻與寫脈沖輸出反相器反相輸出端聯(lián)接的保護(hù)信號輸入控制三極管構(gòu)成。
專利摘要數(shù)字限位型自動門控制器由置于電機風(fēng)扇上方的由發(fā)光管、光敏管、施密特觸發(fā)器構(gòu)成的光電耦合器和置于電機風(fēng)扇下方的反光板構(gòu)成的電機轉(zhuǎn)速采集裝置和包括有整流濾波穩(wěn)壓電源電路的電機控制電路構(gòu)成，電機控制電路由中央控制電路、模擬電壓放大—模/數(shù)變換電路、電機驅(qū)動電流采樣—數(shù)/模變換電路、繼電器控制電路、工作狀態(tài)顯示電路、接口電路構(gòu)成，特點是體積小、安裝維修方便，轉(zhuǎn)速信息采自高速電機軸，采用數(shù)字信號進(jìn)行限位設(shè)定和控制，位置準(zhǔn)確、控制可靠，根據(jù)門體開、關(guān)狀況可隨時調(diào)整、改變設(shè)定限位位置。全部輸入端口光電隔離，使用安全、抗干擾能力強。
文檔編號G05D3/00GK2641688SQ0325840
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者魏鴻琪, 王楠 申請人:天津市研翔電子科技有限公司