專利名稱：帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種卷簾門控制技術(shù)，特別涉及一種帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路。
背景技術(shù)：
目前，公知的市面上使用的控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)遙控電動開關(guān)門功能，但是還存在諸多缺點缺陷未被解決。這些缺陷主要包括
1、所有的電動卷簾門，當(dāng)門關(guān)到底后由于門的可卷的軟特性，門都能從底部抬起來，竊賊可以進(jìn)入，安全性能差；即使一些面積比較大的門，人手抬不動仍可以用棍子撬起，人可以輕松的爬進(jìn)去，防盜安全性能很差。這是門控行業(yè)業(yè)內(nèi)已知的電動卷簾門的致命缺點，但至今無法解決。2、電動門在停電后，無法電動開啟，若想開門只能通過留在卷門機(jī)上部的手閘緩慢拉開門體，但每次拉動距離短，若需要完全將門打開(或者關(guān)閉)要很長時間，開關(guān)門比較困難，電動門的方便快捷性能便不復(fù)存在。另外，手閘在外部，任何人都可以開關(guān)門，安全性無法保證。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路。技術(shù)方案一種帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路，包括單片機(jī)(MCU)主控模塊，卷門機(jī)動作控制模塊，及遙控接收器模塊組成，還包括下限位檢測模塊， 自動上鎖模塊，后備電源控制模塊，其中所述單片機(jī)(MCU)主控模塊包括控制芯片Ul和驅(qū)動芯片U2，下限檢測模塊是在地面上設(shè)置限位探頭(磁感應(yīng)原件)，在卷簾門下緣設(shè)置磁體； 該限位探頭的信號端連接二極管D3的負(fù)極，二極管D3的正極通過電阻R8與控制芯片Ul 的信號輸入端連接，同時二極管D3的正極通過電阻R7與連接高電平；自動上鎖模塊包括電控鎖和電磁感應(yīng)單元，該電控鎖是固定在地面上的電磁鎖，卷簾門的下緣固定有與電磁鎖配合的鐵塊，或者電控鎖是固定在門框兩側(cè)靠近地面位置的電插鎖，同時在卷簾門門板兩側(cè)上對應(yīng)位置有與電插鎖配合的插槽，電磁感應(yīng)單元是在卷簾門下緣安裝磁鐵，同時在磁鐵正下方地面上設(shè)置限位探頭，該限位探頭的信號端與控制芯片Ul輸入端連接，電控鎖的控制端與PNP達(dá)林頓管Ql連接后與控制芯片Ul輸出端連接；后備電源控制模塊的逆變輸出端接交流卷門機(jī)，該后備電源控制模塊包括SW-UPS電源芯片、充電/逆變單元和蓄電池，Sff-UPS電源芯片的輸入端與220V市電連接，其輸出端與充電/逆變單元的輸入端連接， 該充電/逆變單元的充電輸出端與蓄電池電源端連接，且蓄電池輸出端與電控鎖電源端連接，SW-UPS電源芯片的控制端通過繼電器JD4與控制芯片輸出端連接；控制芯片Ul的信號輸入端上還連接有市電檢測電路，控制芯片檢測到無市電信號后輸出驅(qū)動繼電器JD4的控制信號，使SW-UPS電源芯片啟動逆變單元進(jìn)行供電；蓄電池正負(fù)極依次串聯(lián)分壓電阻Rl和R2，兩電阻公共端通過信號線與控制芯片Ul的電壓信號采集端連接；卷門機(jī)動作控制模塊的卷簾門的卷門機(jī)為交流電機(jī)，該交流電機(jī)的電源端與后備電源控制模塊的逆變輸出端連接，(市電存在時后備電源的旁路直接通過逆變輸出端輸出市電，無市電時是后備電源逆變后其逆變輸出端可輸出交流市電)，該交流電機(jī)開門控制端UP通過繼電器JDl后與控制芯片Ul的第一個輸出控制端連接，交流電機(jī)停止控制端STOP通過繼電器JD2后與控制芯片 Ul的第二個輸出控制端連接，交流電機(jī)關(guān)門控制端DOWN通過繼電器JD13后與控制芯片Ul 的第三個輸出控制端連接。還包括紅外感應(yīng)模塊，該紅外感應(yīng)模塊是在門框兩側(cè)靠近地面位置處分別安裝有紅外對射或反射感應(yīng)器，該兩側(cè)紅外對射或反射感應(yīng)器的信號線與控制芯片輸入端連接。紅外對射或反射感應(yīng)器的信號端連接二極管D4的負(fù)極，二極管D4的正極通過電阻R9與控制芯片Ul的信號輸入端連接，同時二極管D4的正極連接高電平。該系統(tǒng)不僅可以適用控制電動卷簾門，同樣適用于控制電動卷簾窗。所述限位探頭可以為霍爾開關(guān)，或者接近開關(guān)，或者紅外開關(guān)，或者干簧管等?？刂菩酒琔l輸出端連接有報警模塊，控制芯片Ul檢測到限位探頭的Brp點信號但無開門信號時向報警模塊輸入報警信號。市電檢測電量包括電容C4、電阻R18、整流橋BRIDGE和光電耦合器U3，市電經(jīng)C4， R18阻容降壓后通過整流橋正整流進(jìn)入光電耦合器U3輸入腳，光電耦合器正輸出端與控制芯片Ul檢測端連接，該檢測端上通過電阻R17連接有高電平，光電耦合器負(fù)輸出端與低電平連接，當(dāng)該檢測端被下拉為低電平，表示有市電存在。所述控制芯片Ul為W79F825，驅(qū)動芯片U2為ULN2003，控制芯片Ul通過驅(qū)動芯片 U2分別控制繼電器JDl、繼電器JD2、繼電器JD3、繼電器JD5和達(dá)林頓管Ql。一種針對所述電路的開、鎖門控制及報警控制方法，限位探頭采用霍爾探頭，對霍爾探頭設(shè)置有磁性增強的工作閾值Bop點和磁性減弱的工作閾值Brp點，關(guān)門時控制芯片 Ul檢測霍爾探頭信號，判斷磁性大于Bop點時啟動電控鎖進(jìn)行鎖門動作；開門時控制芯片 Ul接收到開門信號后控制達(dá)林頓管Ql斷開，使電控鎖釋放；開門時控制芯片Ul沒有接收到開門信號，判斷磁性小于Brp點時輸出報警信號。一種針對所述電路中后備電源控制模塊的控制方法，設(shè)置蓄電池滿電量值VO和蓄電池UPS電源逆變啟動臨界電壓值VL，蓄電池電量檢測的模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后與滿電量值VO和臨界電壓值VL進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到的電壓值與滿電壓值VO —樣時， 延遲一段時間浮充后，釋放繼電器JD4，UPS電源關(guān)閉，充電斷開，防止蓄電池過沖；當(dāng)檢測到的蓄電瓶的電壓值低于臨界電壓值VL時，控制芯片Ul使繼電器JD4吸合，UPS電源開啟進(jìn)行充電。本發(fā)明的有益效果1、本發(fā)明針對卷簾門可以被人為抬起或者撬起的缺陷，在控制系統(tǒng)中加入電磁鎖、關(guān)門到底限位檢測探頭及報警接口。當(dāng)門關(guān)到底部后，關(guān)限位探頭發(fā)出信號被控制系統(tǒng)檢到，然后控制電磁鎖吸合，電磁鎖吸合后產(chǎn)生180-300公斤或者更大的力量將體門牢牢鎖定在底部，使門體無法被撬開，這樣市面上使用的卷門機(jī)的控制系統(tǒng)的一個致命缺陷得到解決，若關(guān)門上鎖后門還被非法開啟，則可以通過控制系統(tǒng)的報警接口及時報警，安全性更加有保障。2、針對停電后無法開門或者開門缺陷，系統(tǒng)增加后備電源功能。當(dāng)系統(tǒng)正常供電斷開時，自動切換為后備電源。后備電源采用UPS作為后備電源，既可以保證控制系統(tǒng)的正常工作，又可以通過UPS給卷門機(jī)供電，門仍然可以電動開關(guān)，免除了斷電后門無法上鎖及手動開關(guān)門不方便的難題。3、本發(fā)明既解決了現(xiàn)用的卷簾門控制系統(tǒng)在關(guān)門后可以人外抬起來或者被撬開的致命缺陷，提高其防盜性能，而且又引入后備電源，確保市電停電時系統(tǒng)正常運行，使停電時也可電動開門，在安全性和方便性上達(dá)到了完美結(jié)合。4、該系統(tǒng)不僅可以適用控制電動卷簾門，同樣適用于控制電動卷簾窗。


圖1是本發(fā)明的一種安裝實施圖； 圖2是本發(fā)明的另一種安裝實施圖
圖3是開、鎖門控制和報警控制框圖； 圖4是后備電源控制模塊的控制框圖； 圖5為系統(tǒng)控制器的電路原理圖。圖中1.卷簾門的門機(jī)(即卷門機(jī))，2.控制器(Ul)，3.磁鐵，4.限位探頭，5.鐵板，6.電磁鎖，7.卷簾門門板，8和9為紅外對射感應(yīng)器(或紅外反射感應(yīng)器或紅外探頭)， 10.地平面，11.控制線導(dǎo)管，12.卷門機(jī)，13.電控鎖，14.報警接口，15.遙控發(fā)射器，16.遙控接收器。18.插槽，19.電插鎖。
具體實施例方式實施例一參見圖1和圖5，電磁鎖固定在地面，卷簾門下緣固定有鐵板5。卷門機(jī)安裝在卷軸的一側(cè)并封閉，控制芯片安裝在電機(jī)附近或者隱藏在墻體附近箱體中。電控鎖的控制線通過PNP達(dá)林頓管Ql連接后與控制芯片Ul輸出端連接。同時，在地面上設(shè)置下限位探頭，本實施例中的下限位探頭采用霍爾開關(guān)，在卷簾門下緣設(shè)置磁鐵，兩者形成感應(yīng)系統(tǒng)?；魻柼筋^的信號端連接二極管D3的負(fù)極，二極管D3的正極通過電阻R8與控制芯片 Ul的信號輸入端連接，同時二極管D3的正極通過電阻R7與連接高電平。卷門機(jī)動作控制模塊的卷簾門的卷門機(jī)為交流電機(jī)，該交流電機(jī)的電源端與后備電源控制模塊的逆變輸出端連接，該交流電機(jī)開門控制端UP通過繼電器JDl后與控制芯片 Ul的第一個輸出控制端連接，交流電機(jī)停止控制端STOP通過繼電器JD2后與控制芯片Ul 的第二個輸出控制端連接，交流電機(jī)關(guān)門控制端DOWN通過繼電器JD13后與控制芯片Ul的第三個輸出控制端連接?？刂菩酒琔l的信號輸入端上連接有遙控接收器，并配有遙控發(fā)射器。當(dāng)遙控發(fā)射器發(fā)射一個經(jīng)編碼的無線電指令，被遙控接收器接收，接收到無線電指令被送往控制芯片進(jìn)行解碼處理?？刂菩酒馕龀銎渚幋a的含義后，控制卷簾門的卷門機(jī)動作，或是開門或是關(guān)門或是在門體開關(guān)過程中停止。當(dāng)門關(guān)到下限位時，下限位探頭發(fā)出關(guān)門到下限位信號， 控制芯片檢測到下限位信號后，電控鎖開始工作，將門牢牢鎖在底部，直到下次接收到開門指令前，電控鎖一直處于上鎖狀態(tài)。當(dāng)接收到開門指令時，控制芯片先執(zhí)行開鎖動作，再執(zhí)行開門動作。若未接收到開門指令而門被打開，則門體離開下限位，該信號會被控制芯片檢測到并判斷為非法開門，此時控制芯片會通過報警接口進(jìn)行報警。后備電源控制模塊包括SW-UPS電源芯片、充電/逆變單元和蓄電池，SW-UPS電源芯片的輸入端與220V市電連接，其輸出端與充電/逆變單元連接，該充電/逆變單元的充電輸出端與蓄電池電源端連接，蓄電池與電控鎖電源端連接，Sff-UPS電源芯片的控制端通過繼電器與控制芯片輸出端連接，若市電停電，控制芯片檢測到無市電信號后會在瞬間切換到UPS不間斷電源供電，輸出驅(qū)動繼電器的控制信號使SW-UPS電源芯片啟動逆變單元進(jìn)行供電，保證系統(tǒng)正常工作。具體的方式是控制芯片通過接口檢測市電是否存在，若市電存在則控制芯片發(fā)出指令使控制UPS開關(guān)的繼電器切換為常開狀態(tài)，使UPS逆變供電回路斷開，這樣系統(tǒng)使用市電UPS而不用后備電源，保證UPS不會因空載而減少壽命；若市電斷電，則控制芯片發(fā)出指令使控制UPS開關(guān)的繼電器切換為常閉狀態(tài)，UPS逆變供電回路接通，系統(tǒng)接通后備電源，工作恢復(fù)正常。另外，控制芯片也會通過A/D接口檢測采集UPS的蓄電組儲存的電量，若電池組電量少，電壓低，即使市電有電，也會打開UPS，讓UPS給蓄電池充電，保證后背電源電量充足，當(dāng)蓄電池充滿后，會自行斷開UPS開關(guān)，關(guān)閉UPS電源，防止蓄電池過沖。UPS不間斷電源的開啟和關(guān)閉及充電都是按需動作，自動切換，無需人為參與，更加智能化。由于遙控信號的發(fā)射和接收編碼采用美國的Keeloq跳碼技術(shù)，Keeloq編碼量大不易重碼；密碼位64位數(shù)據(jù)不易被掃描和破譯，安全性極高。但Keeloq跳碼需要要在第一次使用前，對編譯碼器進(jìn)行一次"學(xué)習(xí)"，使編譯碼器的密碼同步，才可以使用。所以在使用前要先將遙控器與控制芯片進(jìn)行對碼“學(xué)習(xí)”。若圖1中卷簾門處于打開狀態(tài)，遙控器發(fā)射器與控制芯片對碼學(xué)習(xí)完畢后，遙控器發(fā)射器發(fā)射一個關(guān)門信號，遙控接收器接收信號并進(jìn)行解碼處理，控制芯片2讀取遙控接收器的信號進(jìn)行二次解碼處理，處理完畢后控制芯片發(fā)出控制信號，控制卷簾門的卷門機(jī)1執(zhí)行關(guān)門動作，這樣卷簾門門板7向下運動。在關(guān)門過程中，若門體7正下方有人或者有其障礙物體，紅外感應(yīng)探頭8和9之間被遮擋，控制芯片也會立即控卷簾門的卷門機(jī)1停止關(guān)門動作，這樣不僅保護(hù)了門下人的安全及物品的安全，也防止了門體撞到障礙物損壞。若門體7正下方無人或者有其他物體，門將繼續(xù)向下關(guān)門，當(dāng)門關(guān)到快底部時，在門板上固定的磁鐵3接近下限位探頭4，(限位探頭可以是霍爾開關(guān)，干簧管等)，此時下限位探頭發(fā)出到下限位信號，控制芯片檢測到關(guān)門到下限位的信號后，發(fā)出信號控制使電磁鎖6通電工作，電磁鎖工作時產(chǎn)生180-300公斤或者更大的磁力與固定在門板上的鐵板5吸合在一起，并且電磁鎖一直保持吸合狀態(tài)，這樣門就被牢牢所在底部，無法抬起或者撬開。當(dāng)控制芯片接收到遙控發(fā)射的開門指信號時，將會先執(zhí)行開鎖動作，然后再讓執(zhí)行開門動作。若在電控鎖以上鎖后但未接到開門信號前，門體被非法打開，會導(dǎo)致下限位探頭4與門上固定的磁鐵3分離，這個信號會被控制芯片檢測到為非法開門信號，此時控制芯片會通過報警接口報警，以保證用戶的財產(chǎn)安全。本實施例的控制器原理圖參見圖5 控制器部分的主要單片機(jī)(MCU)主控模塊，自動上鎖模塊，下限位檢測模塊，后備電源控制模塊，卷門機(jī)動作控制模塊，及遙控接收器模塊組成。圖中，主控芯片Ul為W79E825，芯片U2是ULIN2003 (由七個硅NPN達(dá)林頓管組成高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列)，U4是UPS不間斷電源，Kl是遙控器對碼學(xué)習(xí)按鍵，K2是手動開關(guān)門按鍵，LEDl卷門機(jī)工作指示燈，LED2是UPS蓄電池低電壓指示燈，LED3是遙控器對碼指示燈，LED4是蓄電池充電指示燈。主控芯片各個管腳在本設(shè)計中的用途如下
權(quán)利要求
1.一種帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路，包括單片機(jī)主控模塊， 卷門機(jī)動作控制模塊，及遙控接收器模塊組成，其特征是還包括下限位檢測模塊，自動上鎖模塊，后備電源控制模塊，其中所述單片機(jī)主控模塊包括控制芯片Ul和驅(qū)動芯片U2，下限檢測模塊是在地面上設(shè)置限位探頭，在卷簾門下緣設(shè)置磁體；該限位探頭的信號端連接二極管D3的負(fù)極，二極管D3的正極通過電阻R8與控制芯片Ul的信號輸入端連接，同時二極管D3的正極通過電阻R7與連接高電平；自動上鎖模塊包括電控鎖和電磁感應(yīng)單元，該電控鎖是固定在地面上的電磁鎖，卷簾門的下緣固定有與電磁鎖配合的鐵塊，或者電控鎖是固定在門框兩側(cè)靠近地面位置的電插鎖，同時在卷簾門門板兩側(cè)上對應(yīng)位置有與電插鎖配合的插槽，電磁感應(yīng)單元是在卷簾門下緣安裝磁鐵，同時在磁鐵正下方地面上設(shè)置限位探頭，該限位探頭的信號端與控制芯片Ul輸入端連接，電控鎖的控制端與PNP達(dá)林頓管Ql連接后與控制芯片Ul輸出端連接；后備電源控制模塊的逆變輸出端連接交流卷門機(jī)，該后備電源控制模塊包括SW-UPS電源芯片、充電/逆變單元和蓄電池，SW-UPS電源芯片的輸入端與220V市電連接，其輸出端與充電/逆變單元的輸入端連接，該充電/逆變單元的充電輸出端與蓄電池電源端連接，且蓄電池與電控鎖電源端連接，Sff-UPS電源芯片的控制端通過繼電器JD4與控制芯片輸出端連接；控制芯片Ul的信號輸入端上還連接有市電檢測電路， 控制芯片檢測到無市電信號后輸出驅(qū)動繼電器JD4的控制信號，使SW-UPS電源芯片啟動逆變單元進(jìn)行供電；蓄電池正負(fù)極依次串聯(lián)分壓電阻Rl和R2，兩電阻公共端通過信號線與控制芯片Ul的電壓信號采集端連接；卷門機(jī)動作控制模塊的卷簾門的卷門機(jī)為交流電機(jī)，該交流電機(jī)的電源端與后備電源控制模塊的逆變輸出端連接，該交流電機(jī)開門控制端UP通過繼電器JDl后與控制芯片Ul的第一個輸出控制端連接，交流電機(jī)停止控制端STOP通過繼電器JD2后與控制芯片Ul的第二個輸出控制端連接，交流電機(jī)關(guān)門控制端DOWN通過繼電器JD13后與控制芯片Ul的第三個輸出控制端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路，其特征是還包括紅外感應(yīng)模塊，該紅外感應(yīng)模塊是在門框兩側(cè)靠近地面位置處分別安裝有紅外對射或反射感應(yīng)器，該兩側(cè)紅外對射或反射感應(yīng)器的信號線與控制芯片輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路，其特征是所述限位探頭可以為霍爾開關(guān)，或者接近開關(guān)，或者紅外開關(guān)，或者干簧管等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路，其特征是控制芯片Ul輸出端連接有報警模塊，控制芯片Ul檢測到限位探頭的Brp點信號但無開門信號時向報警模塊輸入報警信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路，其特征是市電檢測電量包括電容C4、電阻R18、整流橋BRIDGE和光電耦合器U3，市電經(jīng)C4，R18 阻容降壓后通過整流橋正整流進(jìn)入光電耦合器U3輸入腳，光電耦合器正輸出端與控制芯片Ul檢測端連接，該檢測端上通過電阻R17連接有高電平，光電耦合器負(fù)輸出端與低電平連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路，其特征是所述控制芯片Ul為W79F825，驅(qū)動芯片U2為ULN2003，控制芯片Ul通過驅(qū)動芯片U2 分別控制繼電器JD1、繼電器JD2、繼電器JD3、繼電器JD5和達(dá)林頓管Q1。
7.一種針對權(quán)利要求1所述電路的開、鎖門控制及報警控制方法，其特征是限位探頭采用霍爾探頭，對霍爾探頭設(shè)置有磁性增強的工作閾值Bop點和磁性減弱的工作閾值Brp 點，關(guān)門時控制芯片Ul檢測霍爾探頭信號，判斷磁性大于Bop點時啟動電控鎖進(jìn)行鎖門動作；開門時控制芯片Ul接收到開門信號后控制達(dá)林頓管Ql斷開，使電控鎖釋放；開門時控制芯片Ul沒有接收到開門信號，判斷磁性小于Brp點時輸出報警信號。
8. 一種針對權(quán)利要求1所述電路中后備電源控制模塊的控制方法，其特征是設(shè)置蓄電池滿電量值VO和蓄電池UPS電源逆變啟動臨界電壓值VL，蓄電池電量檢測的模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后與滿電量值VO和臨界電壓值VL進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到的電壓值與滿電壓值VO —樣時，延遲一段時間浮充后，釋放繼電器JD4，UPS電源關(guān)閉，充電斷開；當(dāng)檢測到的蓄電瓶的電壓值低于臨界電壓值VL時，控制芯片Ul使繼電器JD4吸合，UPS電源開啟進(jìn)行充電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶自動上鎖功能的遙控電動卷簾門交流電機(jī)控制電路，包括單片機(jī)主控模塊，卷門機(jī)動作控制模塊，下限位檢測模塊，自動上鎖模塊，后備電源控制模塊，及遙控接收器模塊組成，在地面與卷簾門下緣之間設(shè)置有電控鎖和限位探頭，該限位探頭與控制器輸入端連接，電控鎖與控制器輸出端連接，控制器上連接有遙控接收器，并配有遙控發(fā)射器，卷簾門的卷門機(jī)為交流電機(jī)，該交流電機(jī)通與UPS逆變輸出端連接，該交流電機(jī)的控制端與控制器輸出端連接。本發(fā)明可關(guān)門后自動上鎖，能防止關(guān)門后門被人為抬起或者撬開，其安全性能很高；還具備后備電源，在市電停電時仍可以電動開關(guān)門，使用更加方便。
文檔編號E05B47/00GK102400600SQ20111038999
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者王俊榜, 王守國, 黃宏軍 申請人:鄭州新大陸智能科技有限公司