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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

文檔序號:2146472閱讀:770來源:國知局
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
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