一種小車式金屬探測(cè)定位器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于金屬探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)涉及一種小車式金屬探測(cè)定位器。
【背景技術(shù)】
[0002]因?yàn)樯钪新眯?、食品、藥品和冶金等方面?duì)安全問(wèn)題的要求越來(lái)越高，然而時(shí)常有金屬物質(zhì)的安全威脅來(lái)自這些方面，所以設(shè)計(jì)一種對(duì)人們的衣食住行進(jìn)行保護(hù)和檢測(cè)的金屬探測(cè)器變得越來(lái)越重要。
[0003]傳統(tǒng)金屬探測(cè)定位器由LC正弦波振蕩電路組成其探頭，當(dāng)有金屬物體在探頭附近移動(dòng)或經(jīng)過(guò)時(shí)，金屬體內(nèi)產(chǎn)生渦流，引起振蕩電路正弦波幅值、頻率的變化，通過(guò)檢測(cè)該信號(hào)變化來(lái)檢測(cè)金屬物體是否存在。傳統(tǒng)的金屬探測(cè)器一般采用模擬電路設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方式使得系統(tǒng)存在一些問(wèn)題。比如:系統(tǒng)容易產(chǎn)生振蕩失真或停止振動(dòng)的現(xiàn)象，并且抗干擾性能弱，從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作;有的探測(cè)器測(cè)量靈敏度很低，不能達(dá)到使用要求;而靈敏度高的探測(cè)儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，調(diào)試、安裝困難，不方便使用。
[0004]所以設(shè)計(jì)價(jià)格低、靈敏度、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強(qiáng)的金屬探測(cè)儀具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小車式金屬探測(cè)定位器。
[0006]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種小車式金屬探測(cè)定位器，包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換模塊、金屬探測(cè)器模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、有刷電機(jī)、有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警模塊；其中，金屬探測(cè)器模塊通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊與微控制器相連，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與微控制器相連，有刷電機(jī)通過(guò)有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與微控制器相連，聲光報(bào)警模塊與微控制器相連，有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)與微控制器相連；
[0008]所述微控制器型號(hào)為MSP430H49微控制器。
[0009]所述金屬檢測(cè)模塊選用型號(hào)為Bi5-M18-AP6X-H1141/L70的圖爾克接近開(kāi)關(guān)，當(dāng)金屬物體靠近圖爾克開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面并且處于檢測(cè)范圍內(nèi)的距離時(shí)，圖爾克接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
[0010]所述電平轉(zhuǎn)換模塊的作用:由于金屬檢測(cè)部分檢測(cè)到金屬后輸出的電壓信號(hào)是12V，而微控制器的工作電壓時(shí)3.3V，所以要利用電平轉(zhuǎn)換模塊將12V的電壓轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)給微控制器。當(dāng)檢測(cè)到金屬時(shí)，輸出信號(hào)即A點(diǎn)的電壓為12V時(shí)，電路導(dǎo)通，所以檢測(cè)點(diǎn)B共地是低電平；當(dāng)金屬探測(cè)器沒(méi)有信號(hào)輸出時(shí)，即沒(méi)有檢測(cè)到金屬物體的存在時(shí)A點(diǎn)的電壓為0，則不導(dǎo)通，檢測(cè)點(diǎn)B處的電壓為5V，高電平。從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電路的功能。
[0011]所述步進(jìn)電機(jī)包括四個(gè)相同的型號(hào)為42BYGHW300的步進(jìn)電機(jī)。
[0012]所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。
[0013]所述有刷電機(jī)作為金屬檢測(cè)模塊的載體，可帶動(dòng)金屬檢測(cè)模塊移動(dòng)，有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為L(zhǎng)298N有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，MSP430H49微控制器通過(guò)L298N有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，有刷電機(jī)帶動(dòng)金屬檢測(cè)模塊在小車上橫向移動(dòng)。
[0014]所述有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)設(shè)置在小車上，用于限制金屬檢測(cè)模塊在小車上的移動(dòng)范圍，防止金屬檢測(cè)模塊脫軌。
[0015]所述聲光報(bào)警模塊包括蜂鳴器和LED燈，當(dāng)系統(tǒng)中的金屬檢測(cè)模塊檢測(cè)定位到金屬的位置后微控制器接收到圖爾克接近開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)，同時(shí)微控制器控制聲光報(bào)警模塊中的蜂鳴器響，LED燈亮。
[0016]本實(shí)用新型還包括電源模塊(圖中未標(biāo)出)，電源模塊為各功能模塊提供電壓。
[0017]本實(shí)用新型通過(guò)微控制器控制步進(jìn)電機(jī)精確轉(zhuǎn)速，使小車能夠完成運(yùn)動(dòng)任務(wù)，然后微控制器控制有刷電機(jī)運(yùn)動(dòng)，有刷電機(jī)帶動(dòng)金屬檢測(cè)模塊在小車上橫向移動(dòng)進(jìn)行掃描，最后由金屬探測(cè)器模塊檢測(cè)金屬，再把檢測(cè)信號(hào)反饋給微控制器，實(shí)現(xiàn)金屬檢測(cè)快速精確定位的功能。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0019]圖2是本實(shí)用新型的MSP430H49微控制器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，
[0020]圖3是本實(shí)用新型的金屬檢測(cè)模塊的電路原理圖，
[0021 ]圖4是本實(shí)用新型的L298N的電路連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0023]如附圖1所示，本實(shí)用新型所涉及的一種小車式金屬探測(cè)定位器，包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換模塊、金屬探測(cè)器模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、有刷電機(jī)、有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警模塊;其中，金屬探測(cè)器模塊通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊與微控制器相連，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與微控制器相連，有刷電機(jī)通過(guò)有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與微控制器相連，聲光報(bào)警模塊與微控制器相連，有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)與微控制器相連。
[0024]如圖2所示，所述微控制器型號(hào)為MSP430H49微控制器。
[0025]所述金屬檢測(cè)模塊選用型號(hào)為Bi5-M18-AP6X-H1141/L70的圖爾克接近開(kāi)關(guān)，這種接近開(kāi)關(guān)不需要施加任何壓力和機(jī)械接觸就可以工作，當(dāng)金屬物體靠近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)面并且處于檢測(cè)范圍內(nèi)的距離時(shí)，圖爾克接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
[0026]所述電平轉(zhuǎn)換模塊的作用:由于金屬檢測(cè)部分檢測(cè)到金屬后輸出的電壓信號(hào)是12V，而微控制器的工作電壓時(shí)3.3V，所以要利用電平轉(zhuǎn)換模塊將12V的電壓轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)給微控制器。如圖3所示，當(dāng)檢測(cè)到金屬時(shí)，輸出信號(hào)即A點(diǎn)的電壓為12V時(shí)，電路導(dǎo)通，所以檢測(cè)點(diǎn)B共地是低電平；當(dāng)金屬探測(cè)器沒(méi)有信號(hào)輸出時(shí)，即沒(méi)有檢測(cè)到金屬物體的存在時(shí)A點(diǎn)的電壓為0，則不導(dǎo)通，檢測(cè)點(diǎn)B處的電壓為5V，高電平。從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)電路的功能。
[0027]所述步進(jìn)電機(jī)包括四個(gè)相同的型號(hào)為42BYGHW300的步進(jìn)電機(jī)，四個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別通過(guò)四個(gè)型號(hào)為A4988的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與MSP430H49微控制器相連接，MSP430H49微控制器通過(guò)A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制42BYGHW300步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，四個(gè)42BYGHW300步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)小車車體運(yùn)動(dòng)。
[0028]所述有刷電機(jī)作為金屬檢測(cè)模塊的載體，可帶動(dòng)金屬檢測(cè)模塊移動(dòng)，有刷電機(jī)通過(guò)型號(hào)為L(zhǎng)298N的有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與MSP430H49微控制器相連接，MSP430H49微控制器通過(guò)L298N有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，有刷電機(jī)帶動(dòng)金屬檢測(cè)模塊在小車上橫向移動(dòng)。所述有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)設(shè)置在小車上，用于限制金屬檢測(cè)模塊在小車上的移動(dòng)范圍，防止金屬檢測(cè)模塊脫軌。L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15引腳封裝。它具有的主要特點(diǎn)是:輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A;工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V;額定功率25W。L298N的電路連接圖如圖4所示。
[0029]所述聲光報(bào)警模塊包括蜂鳴器和LED燈，當(dāng)系統(tǒng)中的金屬檢測(cè)模塊檢測(cè)定位到金屬的位置后微控制器接收到圖爾克接近開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)，同時(shí)微控制器控制聲光報(bào)警模塊中的蜂鳴器響，LED燈亮。
[0030]本實(shí)用新型還包括電源模塊(圖中未標(biāo)出)，電源模塊為各功能模塊提供電壓。
[0031 ]小車運(yùn)動(dòng)，金屬檢測(cè)模塊開(kāi)始檢測(cè)金屬，如果沒(méi)有檢測(cè)到金屬，輸出信號(hào)為OV，由電平轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成低電平信號(hào)給微控制器，則步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn)一個(gè)步距角的距離，完成動(dòng)作之后有刷電機(jī)帶動(dòng)金屬檢測(cè)模塊關(guān)在小車橫向移動(dòng)進(jìn)行掃描，如果掃描未檢測(cè)到金屬物體的存在，那么重復(fù)動(dòng)作，直至檢測(cè)到金屬物體，并精確定位之后，停止運(yùn)動(dòng)掃描。金屬檢測(cè)模塊與金屬的距離小于一定范圍時(shí)，就能檢測(cè)到金屬的存在，此時(shí)金屬檢測(cè)模塊的信號(hào)線會(huì)輸出一個(gè)12V的電壓信號(hào)，再由電平轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成高電平給微控制器，微控制器控制電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，聲光報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。
[0032]以上對(duì)本實(shí)用新型做了示例性的描述，應(yīng)該說(shuō)明的是，在不脫離本實(shí)用新型的核心的情況下，任何簡(jiǎn)單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)的等同替換均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小車式金屬探測(cè)定位器，其特征在于，包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換模塊、金屬探測(cè)器模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、有刷電機(jī)、有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警模塊;其中，金屬探測(cè)器模塊通過(guò)電平轉(zhuǎn)換模塊與微控制器相連，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與微控制器相連，有刷電機(jī)通過(guò)有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與微控制器相連，聲光報(bào)警模塊與微控制器相連，有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)與微控制器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測(cè)定位器，其特征在于:所述微控制器型號(hào)為MSP430H49微控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測(cè)定位器，其特征在于:所述金屬檢測(cè)模塊型號(hào)為Bi5-M18-AP6X-H1141/L70的圖爾克接近開(kāi)關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測(cè)定位器，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)包括四個(gè)相同的型號(hào)為42BYGHW300步進(jìn)電機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測(cè)定位器，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為A4988步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測(cè)定位器，其特征在于:所述有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為L(zhǎng)298N有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測(cè)定位器，其特征在于:所述聲光報(bào)警模塊包括蜂鳴器和LED燈。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測(cè)定位器，其特征在于:還包括電源模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種小車式金屬探測(cè)定位器，包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換模塊、金屬探測(cè)器模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、有刷電機(jī)、有刷電機(jī)限位開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警模塊；本實(shí)用新型通過(guò)微控制器控制步進(jìn)電機(jī)精確轉(zhuǎn)速，使小車能夠完成運(yùn)動(dòng)任務(wù)，然后微控制器控制有刷電機(jī)運(yùn)動(dòng)，有刷電機(jī)帶動(dòng)金屬檢測(cè)模塊在小車上橫向移動(dòng)進(jìn)行掃描，最后由金屬探測(cè)器模塊檢測(cè)金屬，再把檢測(cè)信號(hào)反饋給微控制器，實(shí)現(xiàn)金屬檢測(cè)快速精確定位的功能。
【IPC分類】G05B19/042, G01V3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205176289
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520498041
【發(fā)明人】劉華, 衛(wèi)勇, 宋欣, 束健偉, 高平, 師斌杰
【申請(qǐng)人】天津農(nóng)學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日