电动转台控制系统及其控制方法

文档序号:536661 发布日期:2021-06-01 浏览:39次 >En<

阅读说明:本技术 电动转台控制系统及其控制方法 (Electric turntable control system and control method thereof ) 是由 谢光勤 于 2021-03-17 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种电动转台控制系统,包括第一接近开关、第二接近开关、主控以及用于控制步进电机运行的步进电机控制芯片;第一接近开关、第二接近开关以及步进电机控制芯片均与主控信号连接;转台周向间隔布置有传感位置,传感位置包括触发位置和非触发位置,每个触发位置和每个非触发位置的间隔相等且交替设置;第一接近开关和第二接近开关依次沿转台的顺时针旋转方向设置,第一接近开关和第二接近开关间隔一个传感位置。本发明主要解决电动转台之电机控制技术中存在的一系列问题;通过传感器与触发位置和非触发位置的配合,即可实现电动转台的启停、正反转和加减速功能,其功能完善,且不需要任何遥控器和硬件开关等外部控制机构,利于清洁。(The invention discloses an electric turntable control system which comprises a first proximity switch, a second proximity switch, a master control and a stepping motor control chip for controlling the operation of a stepping motor, wherein the first proximity switch is connected with the master control; the first proximity switch, the second proximity switch and the stepping motor control chip are all connected with the master control signal; sensing positions are circumferentially arranged at intervals on the rotary table, the sensing positions comprise triggering positions and non-triggering positions, and the intervals of the triggering positions and the non-triggering positions are equal and are alternately arranged; the first proximity switch and the second proximity switch are sequentially arranged along the clockwise rotation direction of the rotary table, and the first proximity switch and the second proximity switch are spaced by a sensing position. The invention mainly solves a series of problems in the motor control technology of the electric turntable; the functions of starting, stopping, forward and reverse rotation and acceleration and deceleration of the electric turntable can be realized by matching the sensor with the triggering position and the non-triggering position, the functions are complete, no external control mechanism such as a remote controller and a hardware switch is needed, and the cleaning is facilitated.)

电动转台控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及机电控制技术领域,具体为一种电动转台控制系统及其控制方法。

背景技术

当前,许多高端的餐桌均采用电动转台,常用的电动转台包括转台和电机,转台由电机驱动旋转,电动转台的电机控制方法主要有以下三种:

1、采用硬件开关控制:闭合开关使电机通电,转台即旋转,断开开关使电机断电,转台即停止旋转;

2、采用传感器控制:采用例如红外传感器或者电容传感器来检测转台的状态;电机停止时,人员拨动转台,使传感器发出信号,主控即控制电机开始旋转;电机运行时,人员按住转台,使传感器发出信号,主控即控制电机停止旋转;

3、采用遥控器控制:采用遥控器对主控发出各种信号,主控进而控制电机作相应的运行,例如电机的启停、正反转和加减速。

上述三种电机控制方法均有其弊端:采用硬件开关控制时,需要在餐桌上安装开关,影响餐桌外观,不利于清洁,且功能较为单一;采用传感器控制时,功能仍然较为单一;采用遥控器控制时,遥控器需要不时更换电池,且遥控器容易丢失。

综上所述,目前亟待一种电动转台控制系统及其控制方法,以解决现有技术中,电动转台之电机控制技术中存在的一系列问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种电动转台控制系统,使电动转台实现启停、正反转和加减速功能。

本发明的另一目的在于提供一种电动转台控制方法,配合电动转台控制系统使用,使电动转台实现启停、正反转和加减速功能。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种电动转台控制系统,应用在电动转台上,所述电动转台包括转台和步进电机,所述转台由所述步进电机驱动并能够沿顺时针或逆时针的方向旋转,包括第一接近开关、第二接近开关、主控以及用于控制所述步进电机运行的步进电机控制芯片;所述第一接近开关、所述第二接近开关以及所述步进电机控制芯片均与所述主控信号连接;所述转台周向间隔布置有传感位置,所述传感位置包括触发位置和非触发位置,每个所述触发位置和每个所述非触发位置的间隔相等且交替设置;所述第一接近开关和所述第二接近开关依次沿所述转台的顺时针旋转方向设置,且所述第一接近开关和所述第二接近开关间隔一个所述传感位置。

上述技术方案中,所述主控为微控制单元。

上述技术方案中,所述第一接近开关和所述第二接近开关均与所述主控的通用输入/输出引脚信号连接。

上述技术方案中,所述步进电机控制芯片的ENN引脚、STEP引脚以及DIR引脚均与所述主控的通用输入/输出引脚信号连接。

上述技术方案中,所述步进电机控制芯片的OA1引脚与所述步进电机的绕组A的端口1连接,所述步进电机控制芯片的OA2引脚与所述步进电机的绕组A的端口2连接,所述步进电机控制芯片的OB1引脚与所述步进电机的绕组B的端口1连接,所述步进电机控制芯片的OB2引脚与所述步进电机的绕组B的端口2连接。

上述技术方案中,该种电动转台控制系统还包括用于为所述主控和所述步进电机控制芯片供电的供电模块。

一种电动转台控制方法,应用了上述的电动转台控制系统,包括下述步骤:

S1、主控检测第一接近开关和第二接近开关是否同时发出触发信号;若是,则执行步骤S2;若否,则关闭步进电机;

S2、所述主控检测第一接近开关和第二接近开关发出的信号;若第一接近开关发出触发信号,第二接近开关发出非触发信号,则控制步进电机驱动转台逆时针旋转;若第二接近开关发出触发信号,第一接近开关发出非触发信号,则控制步进电机驱动转台顺时针旋转;

S3、继续执行步骤S1。

上述技术方案中,在步骤S2之后,还包括:步进电机正在驱动转台逆时针旋转时,若第一接近开关加速发出触发信号,第二接近开关加速发出非触发信号,则控制步进电机逆时针加速旋转;步进电机正在驱动转台顺时针旋转时,若第二接近开关加速发出触发信号,第一接近开关加速发出非触发信号,则控制步进电机顺时针加速旋转。

上述技术方案中,所述步进电机的运行状态每次发生改变后,均将所述步进电机改变后的运行状态保存至所述主控的存储器中;所述主控开启时,以所述存储器中保存的运行状态来驱动所述步进电机运行。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、该种电动转台控制系统,传感位置包括触发位置和非触发位置,每个触发位置和每个非触发位置的间隔相等且交替设置,第一接近开关和第二接近开关依次沿转台的顺时针旋转方向设置,且第一接近开关和第二接近开关间隔一个传感位置,通过传感器与触发位置和非触发位置的配合,即可实现电动转台的启停、正反转和加减速功能,其功能完善,且不需要任何遥控器和硬件开关等外部控制机构,利于清洁。

2、该种电动转台控制方法,通过检测第一接近开关和第二接近开关的信号,即可实现电动转台的启停、正反转和加减速功能,其功能完善,且不需要任何遥控器和硬件开关等外部控制机构,利于清洁。

附图说明

图1为应用本发明的电动转台的立体视图。

图2为应用本发明的电动转台的爆炸视图。

图3为应用本发明的电动转台去除转台后的立体视图。

图4为图3中的A局部放大图。

图5为本发明中的电动转台控制系统的电路原理图。

图6为本发明中的主控的局部电路原理图。

图7为本发明中的步进电机控制芯片的局部电路原理图。

图8为本发明中的供电模块的局部电路原理图。

图9为应用本发明的电动转台在逆时针旋转时的示意图。

图10为应用本发明的电动转台在顺时针旋转时的示意图。

附图标记为:1、转台;2、步进电机;3、传动环;4、轴承;5、齿轮;6、第一接近开关;7、第二接近开关;8、感应环;81、凸肋;82、凹槽;91、触发位置;92、非触发位置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4,本发明提供一种电动转台控制系统,应用在电动转台上,所述的电动转台包括转台1和步进电机2,转台1由步进电机2驱动并能够沿顺时针或逆时针的方向旋转;转台1底面固定有具有内齿的传动环3,该传动环3与转台1共轴,传动环3通过轴承4支撑在一平面上,步进电机2设置传动环3的内圈中,步进电机2的转轴套设有齿轮5,通过另一齿轮5在步进电机2的齿轮5和转台1的传动环3之间传动,从而驱动转台1旋转;在另一些可能的实施例中,步进电机2通过减速机驱动转台1旋转,即,步进电机2的转轴接入减速机,转台1的旋转中心设置在减速机的输出轴上;在又一些可能的实施例中,转台1通过轴承4支撑在一平面上,步进电机2的转轴和转台1的旋转中心各设置一个传动轮,通过皮带或者同步带在两个传动轮之间传动,从而驱动转台1旋转。

请参阅图5-图7,该种电动转台控制系统包括第一接近开关6、第二接近开关7、主控IC1以及用于控制步进电机2运行的步进电机控制芯片U1;第一接近开关6、第二接近开关7以及步进电机控制芯片U1均与主控IC1信号连接。

第一接近开关6和第二接近开关7均为光电式接近开关,第一接近开关6和第二接近开关7的感应头前方有物体接近时,则能够触发第一接近开关6和第二接近开关7;本实施例中,第一接近开关6和第二接近开关7被触发后,其信号输出端发出一个脉冲。

转台1周向间隔布置有传感位置,传感位置包括触发位置91和非触发位置92,每个触发位置91和每个非触发位置92的间隔相等且交替设置;第一接近开关6和第二接近开关7依次沿转台1的顺时针旋转方向设置,且第一接近开关6和第二接近开关7间隔一个传感位置;本实施例中,转台1下固定有感应环8,感应环8通过螺钉固定在转台1之下,感应环8与转台1共轴,感应环8与传动环3相固定,从而实现转台1与传动环3的固定,步进电机2驱动传动环3旋转时,感应环8和转台1也随传动环3共轴旋转;该感应环8上轴向设置有凸肋81和凹槽82,凸肋81和凹槽82等宽且交替设置,第一接近开关6和第二接近开关7沿转台1的顺时针旋转方向设置,凸肋81能够触发第一接近开关6和第二接近开关7,即对应触发位置91,凹槽82不能触发第一接近开关6和第二接近开关7,即对应非触发位置92,第一接近开关6和第二接近开关7之间相距一个凸肋81或者凹槽82的宽度距离,即令第一接近开关6和第二接近开关7间隔一个传感位置;本实施例中,第一接近开关6和第二接近开关7通过支架固定在支撑轴承4的平面上。

主控IC1为微控制单元(Micro Controller Unit,MCU),本实施例中,主控IC1是型号为15W408的单片机,其引脚1-5、引脚7、引脚9-16均为通用输入/输出引脚,引脚6为VCC引脚,引脚8为GND引脚,主控IC1搭载在一块印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)上,该印刷电路板上通过焊接的方式设置有连接器,以供主控IC1分别与第一接近开关6、第二接近开关7以及步进电机控制芯片U1信号连接。

步进电机控制芯片U1的型号为TMC2208 QFN28,步进电机控制芯片U1搭载在另一块印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)上,该印刷电路板上通过焊接的方式设置有连接器,以供步进电机控制芯片U1与主控IC1信号连接,并与步进电机2电性连接,步进电机控制芯片U1的部分引脚定义为:

引脚1:OB2,步进电机的绕组B的端口2输出端口;

引脚2:ENN,步进电机使能端口,该端口为高电平时,步进电机被设置为浮空;

引脚16:STEP,步进信号输入端口;

引脚19:DIR,方向信号输入端口;

引脚21:OA2,步进电机的绕组A的端口2输出端口;

引脚24:OA1,步进电机的绕组A的端口1输出端口;

引脚26:OB1,步进电机的绕组B的端口1输出端口。

第一接近开关6和第二接近开关7均与主控IC1的通用输入/输出引脚信号连接,具体来说,第一接近开关6和第二接近开关7的信号输出端接入搭载有主控IC1的印刷电路板之连接器上,并通过印刷电路板上的印刷电路,分别与主控IC1的引脚2以及引脚1连接,使主控IC1的引脚2和引脚1能够分别接收第一接近开关6和第二接近开关7的脉冲。

步进电机控制芯片U1的ENN引脚、STEP引脚以及DIR引脚均与主控IC1的通用输入/输出引脚信号连接,具体来说,搭载有主控IC1的印刷电路板之连接器与搭载有步进电机控制芯片U1的印刷电路板之连接器通过导线或者排线连接,并通过两块印刷电路板上的印刷电路,使步进电机控制芯片U1的引脚2(ENN引脚)与主控IC1的引脚13信号连接,使步进电机控制芯片U1的引脚16(STEP引脚)与主控IC1的引脚7信号连接,并使步进电机控制芯片U1的引脚19(DIR引脚)与主控IC1的引脚5信号连接。

步进电机控制芯片U1的OA1引脚与步进电机2的绕组A的端口1连接,步进电机控制芯片U1的OA2引脚与步进电机2的绕组A的端口2连接,步进电机控制芯片U1的OB1引脚与步进电机2的绕组B的端口1连接,步进电机控制芯片U1的OB2引脚与步进电机2的绕组B的端口2连接,具体来说,步进电机2的上述四个绕组端口,通过导线接入到搭载有步进电机控制芯片U1的印刷电路板之连接器P1上,并通过印刷电路板上的印刷电路,使步进电机控制芯片U1的引脚1、引脚21、引脚24以及引脚26分别与步进电机2的上述四个绕组端口对应连接,使步进电机控制芯片U1能够驱动并控制步进电机2运行。

请参阅图8,进一步地,该种电动转台控制系统还包括用于为主控IC1和步进电机控制芯片U1供电的供电模块;本实施例中,供电模块包括稳压芯片IC2,稳压芯片IC2的型号为HT7550,直流12V电压端口经过串联的二极管D1和电阻R7以及并联的电容C15、电容C18以及电容C9后,接入稳压芯片IC2的Vin引脚,稳压芯片IC2的Vout引脚接入VCC网络,以提供稳压的5V直流电源,从而为主控IC1和步进电机控制芯片U1供电;供电模块与主控IC1搭载在同一印刷电路板上,通过印刷电路为主控IC1供电,通过连接器和导线与搭载与步进电机控制芯片U1的印刷电路板连接后,为步进电机控制芯片U1供电。

请参阅图9和图10,本发明还提供一种电动转台控制方法,应用了上述的电动转台控制系统,其包括下述步骤:

S1、主控IC1检测第一接近开关6和第二接近开关7是否同时发出触发信号;若是,则执行步骤S2;若否,则关闭步进电机2。

若转台1在旋转中,则必然会旋转至同时触发第一接近开关6和第二接近开关7的位置,此时,第一接近开关6和第二接近开关7同时向主控IC1发出脉冲;若转台1被人手按住而无法旋转,则不能同时触发第一接近开关6和第二接近开关7,此时,主控IC1的引脚13保持为高电平输出,即令步进电机控制芯片U1的ENN引脚保持为高电平,步进电机2被设置为浮空,即被停止;即使转台1已到达同时触发第一接近开关6和第二接近开关7的位置,也只能使第一接近开关6和第二接近开关7同时发出一次脉冲,主控IC1在一段时间内未检测到第一接近开关6和第二接近开关7的下一次脉冲,此时,主控IC1的引脚13同样会保持为高电平输出,即令步进电机控制芯片U1的ENN引脚保持为高电平,步进电机2被设置为浮空,即被停止。

以该步骤,能够实现:转台1在旋转时,若被人手按住,则关闭步进电机2,从而停止转台1的旋转动作。

S2、主控IC1检测第一接近开关6和第二接近开关7发出的信号;若第一接近开关6发出触发信号,第二接近开关7发出非触发信号,则控制步进电机2驱动转台1逆时针旋转;若第二接近开关7发出触发信号,第一接近开关6发出非触发信号,则控制步进电机2驱动转台1顺时针旋转。

若第一接近开关6和第二接近开关7同时被触发并发出脉冲信号,而后第一接近开关6被再次触发并发出脉冲信号,第二接近开关7未被触发且保持静默,则表明转台1正在逆时针旋转,此时,主控IC1的引脚19保持一种电平,使得步进电机控制芯片U1的DIR引脚保持为该种电平,使步进电机2往驱动转台1逆时针旋转的方向运行,并且主控IC1的引脚16持续发出脉冲,使步进电机控制芯片U1的STEP引脚持续接收脉冲信号,从而使步进电机2保持运行。

若第一接近开关6和第二接近开关7同时被触发并发出脉冲信号,而后第一接近开关6未被触发且保持静默,第二接近开关7被再次触发并发出脉冲信号,则表明转台1正在顺时针旋转,此时,主控IC1的引脚19保持另一种电平,使得步进电机控制芯片U1的DIR引脚保持为该种电平,使步进电机2往驱动转台1顺时针旋转的方向运行,并且主控IC1的引脚16持续发出脉冲,使步进电机控制芯片U1的STEP引脚持续接收脉冲信号,从而使步进电机2保持运行。

以该步骤,能够实现:

1、转台1在静止时,若被人手推动,则使转台1向人手推动的方向旋转;

2、转台1在旋转时,若被人手反向推动,则使转台1改为向人手推动的方向旋转。

S3、继续执行步骤S1。

继续执行步骤S1,使主控IC1不断检测第一接近开关6和第二接近开关7是否同时发出触发信号,从而按照步骤S1和步骤S2所述,实现转台1的持续运行或者停止。

进一步地,在步骤S2之后,还包括:

步进电机2正在驱动转台1逆时针旋转时,若第一接近开关6加速发出触发信号,第二接近开关7加速发出非触发信号,则控制步进电机2逆时针加速旋转。

步进电机2正在驱动转台1逆时针旋转时,主控IC1记录两次第一接近开关6发出脉冲信号且第二接近开关7保持静默的时间间隔,若后续第一接近开关6发出脉冲信号且第二接近开关7保持静默的时间间隔缩短为先前的时间间隔的二分之一或以下,则表明转台1正在被人手加速推动,此时,主控IC1的引脚16加快发出脉冲,使步进电机控制芯片U1的STEP引脚加速接收脉冲信号,从而驱动步进电机2加速旋转,进而使转台1加速旋转。

步进电机2正在驱动转台1顺时针旋转时,若第二接近开关7加速发出触发信号,第一接近开关6加速发出非触发信号,则控制步进电机2顺时针加速旋转。

步进电机2正在驱动转台1顺时针旋转时,主控IC1记录两次第二接近开关7发出脉冲信号且第一接近开关6保持静默的时间间隔,若后续第二接近开关7发出脉冲信号且第一接近开关6保持静默的时间间隔缩短为先前的时间间隔的二分之一或以下,则表明转台1正在被人手加速推动,此时,主控IC1的引脚16加快发出脉冲,使步进电机控制芯片U1的STEP引脚加速接收脉冲信号,从而驱动步进电机2加速旋转,进而使转台1加速旋转。

进一步地,步进电机2的运行状态每次发生改变后,均将步进电机2改变后的运行状态保存至主控IC1的存储器中;主控IC1开启时,以存储器中保存的运行状态来驱动步进电机2运行;同时,亦可使主控IC1能够获知当前步进电机2的运行状态;本实施例中,存储器为主控IC1内置的EPROM,运行状态为步进电机2的运行方向和转速。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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