基于无线遥控技术的微震电机震动转速控制电路设计

2010-09-18 20:46:20来源: 互联网

  本文介绍一种无线遥控微震电机震动转速控制电路,可以在无线遥控的方式下完成电机转速的启动、停止、加速、减速控制。

  电路原理

  微震电机(又称空心杯电机)具有体积小、震感明显的特点,常见的形状如图1所示。市场上有许多型号的产品,均为直流电压驱动工作。这里以 WZIS-6001A(B)型为例,其特性见表1。该电机在电压由2.0~3.8V变化时,随着电压的升高,电机的转速逐步升高(由7000~11 000rpm)。经实验测试,当电压产生0.3V的变化时,可以通过电机的震动感觉到电机转速的变化。

  

图1 微震电机的外形

 

  将2.0~3.8V的电压范围分成7个电压挡位,分别是2.0V、2.3V、2.6V、2.9V、3.2V、3.5V、3.8V。电机的额 定电流为40mA,要产生0.3V的电压差,可以通过7.5Ω的电阻来完成。见图2中相应的虚线部分,图中74HC138组成3-8译码电 路,其将A、B、C端的3位二进制输入转化为Y0~Y7的译码输出。

  

图2 电机转速档位控制电路

  当A、B、C为111时Y7=0,其他的Y0~Y6为1,Q8导通,Q2~Q7截止,电源VCC经Q8加到电机M1上,这时电机获得最高电压,有最高转速;

  当A、B、C为001时Y1=0,其他的Y0、Y2~Y7为1,Q2导通,Q3~Q8截止,电源VCC经Q2、R14~R19加到电机M1上,这时电机获得最低电压,有最低转速;

  当A、B、C为000时Y0=0,其他的Y1~Y7为1,Q2~Q8均截止,电机停止运转。

  图2中的R7~R13构成Q2~Q8的基极限流电阻,Q2~Q8工作在开关工作状态,C5为消除电机M1的自感应吸收电容。

  遥控操作转化为74HC138输入A、B、C电路

  为了实现按键控制转化为图2中74HC138输入A、B、C的电路,由CD40193构成加减双向计数器,CPU、CPD分别为加、减计数的时钟输入端,见图3中相应的虚线部分。

  当按键S1按下时,A+为高电平,在Q0、Q1、Q2均不为1时,U2C的输出为高电平,此时CLK经U2A到达U3 CD40193的CPU端,作为二进制加计数时钟,而S2未按下,A-为低电平,CLK不能经U2B到达U3 CD40193的CPD端,这时Q0、Q1、Q2产生由000~111的二进制加计数。在Q0=A、Q1=B、Q2=C时,为电机提供转速逐渐递增的驱动 信号。继续按S1,当加计数达Q0=1、Q1=1、Q2=1时,U2C的输出为低电平,此时U2A禁止CLK通过,其输出为高,U3 CD40193不再进行加计数。电机工作在最高速度,继续按S1时速度保持不变。此时只能由S2按键操作来改变电机转速。

  当按键S2按下时,A-为高电平,在Q0、Q1、Q2均不为0时,U5A的输出为高电平,CLK经U2B到达U3 CD40193的CPD端,作为二进制减计数时钟,同理S1未按下,CLK不能经U2C到达U3 CD40193的CPU端,对应的Q0、Q1、Q2产生由111~000的二进制减计数,为电机提供转速逐渐递减的驱动信号。当按S2到Q0=0、Q1= 0、Q2=0时,同理U5A输出低电平,U2B禁止CLK通过,U3 CD40193不进行减计数,电机为停转,继续按S2时,电机保持为停止状态不变。此时只能由S1按键操作来改变电机转速。电路中R8、C1的作用是:在 VCC开机接通瞬间,电容C1来不及充电,使U3 CD40193的预置端PL为低电平,将P0、P1、P2、P3的预置数0000异步预置到Q0、Q1、Q2、Q3。即保证在接通电源开机,且没有S1、 S2的按健动作时,电机不会发生误动作。

  CLK产生电路

  CLK产生电路如图3中相应的虚线部分所示。当S1、S2均无按键操作时,A+、A-均为低电平,U4B的输入5脚为低电平,使其输出为高 电平,这时CLK没有时钟脉冲输出,前述1.2的U3 CD40193将保持Q0、Q1、Q2的输出不变,即电机转速不变。当S1、S2之中有任一按键操作时,U4B的5脚为高电平,电路产生频率为1/ (1.4R5C2),即约2Hz的振荡时钟输出,为图3电路提供加/减计数时钟CLK。其中LED1为使用者提示速度变化。其每闪动一次,表示速度增加或 减少一级。

  

图3 操作转换、CLK产生的编解码电路

  无线收发与遥控编解码电路

  为实现图2电路与图3电路之间的无线遥控操作,在Q0、Q1、Q2到A、B、C之间引入无线发射与遥控编码电路,见图3中相应的虚线部分,无线接收与遥控解码电路见图4中相应的虚线部分。

  图3中,U1 SC2262为与PT2262有相同功能(减少无用引脚)的CMOS通用遥控编码器,F05E为3~12V供电的、含声表谐振器进行稳频的、可工作在 433MHz或315MHz的射频发射模块,其3脚IN端触发极在无输入信号时不发射。当其触发极有信号输入时,产生触发发射。每次触发便输出一串每秒3 次频率约1kHz的脉冲信号。其发射距离可以由改变R2与F05E上增加天线来改善,在不增加天线,且R2=47kΩ时,发射距离可达 12~15m左右。R2=10kΩ时,在工作频率为433MHz时,F05E上增加18cm的漆包线作为天线时,发射距离可达50m左右。

  其中,D1、D2、C4、C5、R3、R4、R11、Q1构成SC2262的编码输出有效控制,当S1、S2无按键操作时A+、A-为低电 平,Q1不导通,SC2262没有编码输出;有按键操作时,按键信号经C4、C5、R4、R11延时处理后使Q1导通,SC2262对Q0、Q1、Q2的 输入进行编码并输出到F05E发射。C4、C5、R4、R11延时的目的为消除按键的抖动

  图4中,J04V为超再生射频接收模块,SC2272SML3为与前SC2262配合的通用遥控解码IC,其与PT2272ML有相同功 能;均含有DIN端无新信号输入时D0、D1、D2保持前一次内容不变。J04V将接收到的射频信号恢复为数据信号送SC2272SML3解码,得到图2 中U3 74HC138所需的A、B、C信号。R2、D7为接收电路工作指示灯。  

图4 无线接收与遥控解码电路、档位控制电路和电源管理电路

  接收/电机驱动电路电源管理电路

  接收/电机驱动电路的电源管理电路见图4中相应的虚线部分。当SW1按下时,R3、C3与R4、C4组成两个积分电路,由CD4000系列 的特性知,当CLK(CD4013 PIN3)、R(CD4013 PIN4)电位上升到1/2VCC时,CD4013输出端发生改变。而CLK端到达的时间为SW1按下后的t1,R端到达的时间为SW1按下后的t2,由 图1有t1=R3C3ln2=1(s),t2=R4C4ln2=2.29(s)。即当SW1按下时间t:t1

  结束语

  本电路可以应用在医疗针灸的振动仪电路之中,也可以应用在各种保健电疗设备之中。

关键字:无线遥控  微震电机  转速  编码

编辑:金海 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2010/0918/article_3379.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
无线遥控
微震电机
转速
编码

小广播

独家专题更多

TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved