一種實(shí)現(xiàn)伺服電控模擬量輸入的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到工業(yè)縫紉機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)伺服電控模擬量輸入的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在工業(yè)伺服縫紉機(jī)電控通常使用兩種硬件方案，一種為冷地式，也叫隔離式，即電控內(nèi)部的DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)通過(guò)高速光耦隔離后再與IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)驅(qū)動(dòng)、IGBT以及輸入高壓電解電容的負(fù)極連接。另一種為熱地式，也叫非隔離式，即電控內(nèi)部的DSP與IGBT驅(qū)動(dòng)、IGBT以及輸入高壓電解電容的負(fù)極直接共地連接。熱地方案的電控由于省去了很多的高速光耦等隔離元件，所以成本比冷地式工業(yè)伺服縫紉機(jī)電控低。但是對(duì)于要求模擬量輸入電控的一些場(chǎng)合，熱地式電控需要額外增加線性光耦或隔離運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)隔離輸入的功能。
[0003]額外增加線性光耦或隔離運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)隔離輸入的功能雖然可行，并且也在大多場(chǎng)合使用，但是線性光耦或隔離運(yùn)算放大器成本也相當(dāng)?shù)母?，使得需要帶模擬量輸入的熱地式方案成本又額外增加。尤其是當(dāng)需要使用多路模擬量輸入時(shí)，就要使用多路的線性光耦或隔離運(yùn)算放大器，因此現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)更為明顯。
[0004]因此，亟需提供一種避免使用多路線性光耦和運(yùn)算放大器的新型電路系統(tǒng)方案，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于研宄的方向。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)伺服電控模擬量輸入的電路，主要用于熱地式電控的模擬量輸入，該電路無(wú)需使用額外的線性光耦或隔離運(yùn)算放大器，僅需普通、廉價(jià)的光耦即可實(shí)現(xiàn)模擬量的線性變化輸入，并且實(shí)現(xiàn)低成本目的。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取如下具體技術(shù)方案:
[0007]一種實(shí)現(xiàn)伺服電控模擬量輸入的電路，其中，應(yīng)用于工業(yè)伺服縫紉機(jī)的熱地式電控中以實(shí)現(xiàn)模擬量輸入，所述電路包括:
[0008]光電親合器、模擬量輸入端和主控制器；
[0009]所述光電耦合器包括第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳，且所述第一引腳與第一電源連接，所述第二引腳通過(guò)第一電阻與所述模擬量輸入端連接，所述第三引腳接地，所述第四引腳通過(guò)第三電阻與所述主控制器連接。
[0010]較佳的，上述的電路，其中，所述模擬量輸入端為機(jī)頭傳感器。
[0011]較佳的，上述的電路，其中，所述機(jī)頭傳感器設(shè)置于所述工業(yè)伺服縫紉機(jī)的機(jī)頭上。
[0012]較佳的，上述的電路，其中，所述光電耦合器的第四引腳與所述第三電阻之間具有公共節(jié)點(diǎn)BI，所述公共節(jié)點(diǎn)BI通過(guò)一第二電阻連接第二電源。
[0013]較佳的，上述的電路，其中，所述第二電源的供電電壓為+5V。
[0014]較佳的，上述的電路，其中，所述光電耦合器的工作狀態(tài)處于非飽和區(qū)域。
[0015]上述技術(shù)方案具有如下有點(diǎn)或者有益效果:
[0016]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)伺服電控模擬量輸入的電路，主要用于熱地式電控的模擬量輸入，通過(guò)使用普通、廉價(jià)的光耦代替較為昂貴的線性光耦，并通過(guò)各種參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)模擬量輸入端的模擬量輸入，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本較低。
【附圖說(shuō)明】
[0017]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未可以按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。
[0018]圖1是本實(shí)用新型中實(shí)現(xiàn)伺服電控模擬量輸入的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不作為本實(shí)用新型的限定。
[0020]為避免使用多路線性光耦和運(yùn)算放大器的新型電路系統(tǒng)方案以解決模擬量輸入問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)現(xiàn)伺服電控模擬量輸入的電路，應(yīng)用于工業(yè)伺服縫紉機(jī)的熱地式電控中以實(shí)現(xiàn)模擬量輸入，通過(guò)使用普通、廉價(jià)的光耦代替較為昂貴的線性光耦，并通過(guò)各種參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)機(jī)頭傳感器的模擬量輸入。
[0021]具體的，如圖1所示的電路示意圖，該電路主要包括有光電耦合器、模擬量輸入端和主控制器。
[0022]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，該光電耦合器(即光耦)U1在性能和價(jià)格上均落后于傳統(tǒng)的線性光耦，其以光進(jìn)行傳輸電信號(hào)，對(duì)輸入和輸出信號(hào)具有良好的隔離作用。光電耦合器一般由發(fā)光二極管和光敏三極管構(gòu)成，如圖1所不。
[0023]在本是實(shí)用新型的實(shí)施例中，光電耦合器具有四個(gè)引腳(如圖1所示的1、2、3、4引腳)對(duì)應(yīng)包括第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳。
[0024]光電親合器Ul的第一引腳(發(fā)光二極管的陽(yáng)極)與第一電源(此實(shí)施方式以VDD為+30V為例)連接，光電耦合器Ul的第二引腳(發(fā)光二極管的陰極)通過(guò)第一電阻Rl與模擬量輸入端連接，光電耦合器Ul的第三引腳(光敏三極管的發(fā)射極)接地(GND)，光電耦合器Ul的第四引腳(光敏三極管的集電極)通過(guò)第三電阻R3與主控制器MCU連接。
[0025]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，優(yōu)選的，上述的模擬量輸入端為機(jī)頭傳感器，該機(jī)頭傳感器設(shè)置于工業(yè)伺服縫紉機(jī)的機(jī)頭上。
[0026]光電耦合器的第四引腳與第三電阻R3之間具有公共節(jié)點(diǎn)BI，該公共節(jié)點(diǎn)BI通過(guò)一第二電阻R2連接一與主控制器共地的第二電源，主要起到上拉電阻的作用，優(yōu)選的，該第二電源的供電電壓為+5V。
[0027]本實(shí)用新型的總體設(shè)計(jì)方案為根據(jù)機(jī)頭傳感器的實(shí)際模擬量輸入范圍，合理設(shè)置與光耦連接的相關(guān)電阻的參數(shù)，使得在模擬量的整個(gè)變化范圍內(nèi)，光耦均處于非飽和區(qū)域。
[0028]例如，參數(shù)設(shè)置:選取的機(jī)頭傳感器的模擬量輸入電流變化范圍為O?1mA，選取光電耦合器的傳輸比例為200%?400%，則當(dāng)模擬量輸入電流達(dá)到ImA時(shí)，光電耦合器的最大輸出電流可達(dá)最大4mA，為了保證光電耦合器的工作狀態(tài)處于非飽和區(qū)域，則第二電阻R2的值應(yīng)小于5V/4mA，即小于1.25千歐姆。同時(shí)第一電阻Rl的選擇應(yīng)小于VDD/lmA，以保證輸入電流的線性輸入。
[0029]當(dāng)傳感器輸入電流在O到ImA之間線性變化時(shí)，光電耦合器Ul通過(guò)第三電阻R3輸入到主控制器中的電平實(shí)際上是非線性變化的。因此用戶在使用時(shí)通過(guò)上述參數(shù)設(shè)置的方式來(lái)校準(zhǔn)輸入信號(hào)，使其線性輸入之后，電控的主控制器可通過(guò)使用普通常見(jiàn)的線性擬合軟件算法進(jìn)行線性擬合，以最終識(shí)別出機(jī)頭傳感器的模擬量的線性變化輸入。
[0030]可見(jiàn)，在本實(shí)用新型的實(shí)施方式中通過(guò)合理選擇設(shè)置電路參數(shù)，并經(jīng)過(guò)電控的主控制器處理，最后即可實(shí)現(xiàn)的模擬量輸入功能，完成了以低成本的方式實(shí)現(xiàn)模擬量輸入。
[0031]綜上所述，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種伺服電控模擬量輸入電路，主要由光電耦合器、模擬量輸入端和主控制器組成，該電路主要用于熱地式電控的模擬量輸入，通過(guò)使用普通、廉價(jià)的光耦代替較為昂貴的線性光耦，并通過(guò)各種參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)模擬量輸入端的模擬量輸入，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本較低。
[0032]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)以及上述實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)所述變化例，在此不做贅述。這樣的變化例并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，在此不予贅述。
[0033]以上對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種實(shí)現(xiàn)伺服電控模擬量輸入的電路，其特征在于，應(yīng)用于工業(yè)伺服縫紉機(jī)的熱地式電控中以實(shí)現(xiàn)模擬量輸入，所述電路包括: 光電耦合器、模擬量輸入端和主控制器； 所述光電耦合器包括第一引腳、第二引腳、第三引腳和第四引腳，且所述第一引腳與第一電源連接，所述第二引腳通過(guò)第一電阻與所述模擬量輸入端連接，所述第三引腳接地，所述第四引腳通過(guò)第三電阻與所述主控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述模擬量輸入端為機(jī)頭傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于，所述機(jī)頭傳感器設(shè)置于所述工業(yè)伺服縫紉機(jī)的機(jī)頭上。
4.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述光電耦合器的第四引腳與所述第三電阻之間具有公共節(jié)點(diǎn)BI，所述公共節(jié)點(diǎn)BI通過(guò)一第二電阻連接第二電源。
5.如權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于，所述第二電源的供電電壓為+5V。
6.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述光電耦合器的工作狀態(tài)處于非飽和區(qū)域。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及到工業(yè)縫紉機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種伺服電控模擬量輸入電路，主要由光電耦合器、模擬量輸入端和主控制器組成，該電路主要用于熱地式電控的模擬量輸入，通過(guò)使用普通、廉價(jià)的光耦代替較為昂貴的線性光耦，并通過(guò)各種參數(shù)設(shè)置實(shí)現(xiàn)模擬量輸入端的模擬量輸入，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本較低。
【IPC分類(lèi)】G05B19-18
【公開(kāi)號(hào)】CN204496258
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520096113
【發(fā)明人】胡海兵, 朱蘭斌
【申請(qǐng)人】上海鮑麥克斯電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年2月10日