发明名称 一种自适应光电式电子清纱器
摘要 本发明涉及一种自适应光电式电子清纱器。本发明包括电源管理模块、控制模块、RS485通讯模块、信号检测与接口模块、外部光源模块、报警显示与操作模块。控制模块给出驱动外部光源模块所需要的电压值,控制模块将光电传感器采集处理得到的最高模拟电压值经内部A/D模块转换成数字量,该值与系统设定的光亮值进行比较处理,来判断当前的光亮值是否符合预期的设定值,并根据此依据适当的调整输出的PWM方波的占空比,以调整光源模块的电压值。本发明进一步提高了采集准确度,同时芯片外围的报警显示电路给操作人员更加直观的信息。
申请公布号 CN102677237B 申请公布日期 2014.07.09
申请号 CN201210190043.1 申请日期 2012.06.11
申请人 杭州电子科技大学 发明人 赵晓东;贾孔昊;邹洪波;孔亚广;薛安克
分类号 D01H13/32(2006.01)I;G01N21/88(2006.01)I 主分类号 D01H13/32(2006.01)I
代理机构 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人 杜军
主权项 一种自适应光电式电子清纱器,包括电源管理模块、控制模块、RS485通讯模块、信号检测与接口模块、外部光源模块、报警显示与操作模块,其特征在于:电源管理模块包括第一电源模块和第二电源模块;第一电源模块包括第一电源管理芯片IC1,第一保险熔断器F1,第一滤波电解电容C1,第二滤波电容C2,第一防反接二极管VD1,第一滤波电感L1,第三滤波电解电容C3,第四滤波电容C4,第一分压电阻R1和第一发光二极管LED1;第一保险熔断器F1的一端接给定的24V总供电电源,第一保险熔断器F1的另一端接第一滤波电解电容C1的正极、第二滤波电容C2的一端以及第一电源管理芯片IC1的1号引脚;第一滤波电解电容C1的负极接地,第二滤波电容C2的另外一端接地;第一电源管理芯片IC1的3号引脚以及第一电源管理芯片IC1的5号引脚接地;第一电源管理芯片IC1的4号引脚接第一滤波电感L1的一端、第三滤波电解电容C3的正极、第四滤波电容C4的一端以及第一分压电阻R1的一端;第一滤波电感L1的另外一端接第一电源管理芯片IC1的2号引脚以及第一防反接二极管VD1的阴极,第一防反接二极管VD1的阳极接地;第三滤波电解电容C3的负极以及第四滤波电容C4的另外一端接地;第一分压电阻R1的另外一端接第一发光二极管LED1的阳极,第一发光二极管LED1的阴极接地,所述的第一电源管理芯片IC1的型号为LM2596;第二电源模块包括第五滤波电解电容C5,第六滤波电容C6,第二电源管理芯片IC3,第七滤波电解电容C7,第八滤波电容C8,第二分压电阻R2以及第二发光二极管LED2;第五滤波电解电容C5的正极接由第一电源模块所提供的5V工作电压、第六滤波电容C6的一端以及第二电源管理芯片IC3的3号引脚;第五滤波电解电容C5的负极接地,第六滤波电容C6的另外一端以及第二电源管理芯片IC3的1号引脚也接地;第二电源管理芯片IC3的2号引脚接第七滤波电解电容C7的正极、第八滤波电容C8的一端以及第二分压电阻R2的一端,第七滤波电解电容C7的负极接地;第八滤波电容C8的另外一端接地,第二分压电阻R2的另外一端接第二发光二极管LED2的阳极,第二发光二极管LED2的阴极接地,所述的第二电源管理芯片IC3型号为AMS1117‑3.3;控制模块包括控制芯片IC4,第二十滤波电容C20,第二十一滤波电容C21,第二十二滤波电容C22,第十三滤波电解电容C13,第十四滤波电容C14,第十五滤波电解电容C15,第十分压电阻R10,第十一分压电阻R11,第十二分压电阻R12,第十六滤波电容C16,第十七滤波电容C17,时钟晶振XTAL1以及串行接口J1;串行接口J1的1号脚接3.3V电源,串行接口J1的2号脚接第十一分压电阻R11的一端以及RS485通讯模块中芯片IC5的1号引脚,串行接口J1的3号引脚接第十二分压电阻R12的一端以及RS485通讯模块中芯片IC5的4号引脚,串行接口J1的4号引脚接地;第二十滤波电容C20、第二十一滤波电容C21以及第二十二滤波电容C22的一端接3.3V电源,第二十滤波电容C20、第二十一滤波电容C21以及第二十二滤波电容C22的另外一端均接地;第十三滤波电解电容C13的正极接3.3V电源、控制芯片IC4的32号引脚以及第十四滤波电容C14的一端,第十三滤波电解电容C13的负极接地;第十四滤波电容的另外一端接地;时钟晶振XTAL1的一端接控制芯片IC4的7号引脚以及第十六滤波电容C16的一端,时钟晶振XTAL1的另外一端接控制芯片IC4的8号引脚以及第十七滤波电容C17的一端;第十六滤波电容C16的另外一端以及第十七滤波电容C17的另外一端接地;第十五滤波电解电容C15的正极接3.3V供电电源,第十五滤波电解电容C15的负极接第十分压电阻R10的一端以及控制芯片IC4的3号引脚,第十分压电阻R10的另外一端接地;第十一分压电阻R11的另外一端接控制芯片IC4的4号引脚,第十二分压电阻R12的另外一端接控制芯片IC4的5号引脚;控制芯片IC4的1号引脚接RS485通讯模块中芯片IC5的3号引脚,控制芯片IC4的6号引脚接RS485通讯模块中芯片IC5的2号引脚,控制芯片IC4的12号引脚接检测与接口模块中接口J0的4号引脚,控制芯片IC4的13号引脚接检测与接口模块中接口J0的2号引脚,控制芯片IC4的14号引脚接外部光源模块中分压电阻R3的一端;控制芯片IC4的15号引脚接报警与操作模块中电阻R20的一端;控制芯片IC4的16号引脚接地;控制芯片IC4的17号引脚、18号引脚、19号引脚分别接报警与操作模块中分压电阻R19的一端,分压电阻R18的一端以及分压电阻R17的一端;控制芯片IC4的20号引脚和21号引脚均连接检测与接口模块中接口J0的7号引脚;控制芯片IC4的22号引脚接外部光源模块中限流电阻R8和限流电阻R9的一端;控制芯片IC4的23号引脚至30号引脚分别接显示模块中分压电阻R21的一端,分压电阻R22的一端,分压电阻R23的一端,分压电阻R24的一端,分压电阻R25的一端,分压电阻R26的一端,分压电阻R27的一端和分压电阻R28的一端,所述的控制芯片IC4型号为STC12C54;RS485通讯模块包括RJ45接口J2,RS485通讯芯片IC5,第十三分压电阻R13,第十四分压电阻R14,第十五上拉电阻R15,第十六下拉电阻R16,第十八滤波电容C18,第一瞬态电压抑制二极管TVS1,第二瞬态电压抑制二极管TVS2和第三瞬态电压抑制二极管TVS3;RJ45接口J2的1号脚和8号脚接5V的工作电源,RJ45接口J2的2号脚和7号脚接地,RJ45接口J2的3号脚和4号脚接第十三分压电阻R13的一端以及第十六下拉电阻R16的一端,RJ45接口J2的5号脚和6号脚接第十四分压电阻R14的一端以及第十五上拉电阻R15的一端;RS485通讯芯片IC5的1号引脚接控制模块中分压电阻R11的一端,RS485通讯芯片IC5的4号引脚接控制模块中分压电阻R12的一端,RS485通讯芯片IC5的2号脚接控制芯片IC4的6号引脚,RS485通讯芯片IC5的3号脚接控制芯片IC4的1号引脚;RS485通讯芯片IC5的5号引脚,第十六下拉电阻R16的另外一端以及第十八滤波电容C18的一端接地,RS485通讯芯片IC5的6号引脚接第十四分压电阻R14的另外一端,RS485通讯芯片IC5的7号引脚接第十三分压电阻R13的另外一端,第十五上拉电阻R15的另外一端以及RS485通讯芯片IC5的8号引脚接5V的工作电源以及第十八滤波电容C18的另外一端;第一瞬态电压抑制二极管TVS1的阳极,第二瞬态电压抑制二极管TVS2的阳极和第三瞬态电压抑制二极管TVS3阳极均接地,第一瞬态电压抑制二极管TVS1的阴极接RJ45接口J2的3号脚和4号脚,第二瞬态电压抑制二极管TVS2的阴极接RJ45接口J2的5号脚和6号脚,第三瞬态电压抑制二极管TVS3的阴极接5V工作电源,所述的RS485通讯芯片IC5型号为SN75176;信号检测与接口模块包括第一接口J0,第十九滤波电容C19,光电传感芯片IC0,第三十一分压电阻R31,第三十二分压电阻R32,第三十三分压电阻R33,第二十三滤波电容C23,第二十四滤波电容C24,第二十五滤波电容C25;光电传感芯片IC0的2号引脚接第三十二分压电阻R32的一端,第三十二分压电阻R32的另外一端接地;光电传感芯片IC0的3号引脚接第三十一分压电阻R31的一端;第三十一分压电阻R31的另外一端、光电传感芯片IC0的4号引脚和7号引脚、第二十四滤波电容C24的一端以及第二十五滤波电容C25的一端均接3.3V工作电源;第二十四滤波电容C24的另外一端以及第二十五滤波电容C25的另外一端均接地;光电传感芯片IC0的5号引脚接第二十三滤波电容C23的一端,第二十三滤波电容C23的另外一端接地;光电传感芯片IC0的6号引脚和9号引脚接地;光电传感芯片IC0的8号引脚接接口J0的7号脚,光电传感芯片IC0的10号引脚接第三十三分压电阻R33的一端,第三十三分压电阻R33的另外一端接地;光电传感芯片IC0的11号引脚接接口J0的2号脚,光电传感芯片IC0的12号引脚接接口J0的4号脚;第一接口J0的1号脚和5号脚接3.3V电源,第一接口J0的3号脚、6号脚和8号脚接地,第一接口J0的2号脚接控制芯片IC4的13号引脚,第一接口J0的4号脚接控制芯片IC4的12号引脚;第一接口J0的7号脚接控制芯片IC4的20号引脚、21号引脚以及第十九滤波电容C19的一端;第十九滤波电容C19的另外一端接地,所述的光电传感芯片IC0型号为P358PLCC;外部光源模块包括第三分压电阻R3,第四分压电阻R4,第五分压电阻R5,第九滤波电容C9,第十滤波电容C10,第十一滤波电容C11,运算放大器芯片IC2,第六分压电阻R6,第七分压电阻R7,第十二滤波电容C12,第一晶体三极管Q1,第六发光二极管LED0,第八限流电阻R8和第九限流电阻R9;集成运算放大器IC2的5号引脚和6号引脚接地,第三分压电阻R3的一端接控制芯片IC4的14号引脚,第三分压电阻R3的另外一端接第九滤波电容C9的一端以及第四分压电阻的R4一端,第九滤波电容C9的另外一端接地;第四分压电阻R4的另外一端接第十滤波电容C10的一端以及第五分压电阻R5的一端,第十滤波电容C10的另外一端接地;第五分压电阻R5的另外一端接第十一滤波电容C11的一端以及集成运算放大器IC2的3号引脚,第十一滤波电容C11的另外一端接地;集成运算放大器IC2的4号引脚接地,IC2的8号引脚接5V的工作电源;IC2的2号引脚接第七分压电阻R7的一端以及第十二滤波电容C12的一端;第七分压电阻R7的另外一端和第十二滤波电容C12的另外一端接第六发光二极管LED0的阳极和第一晶体三极管Q1的发射极;集成运算放大器IC2的1号引脚接第六分压电阻R6的一端,第六分压电阻R6的另外一端接第一晶体三极管Q1的基极,第一晶体三极管Q1的集电极接5V工作电源;第六发光二极管LED0的阴极接第八限流电阻R8的一端、第九限流电阻R9的一端以及控制芯片IC4的22号引脚,第八限流电阻R8的另外一端和第九限流电阻R9的另外一端接地,所述的运算放大器芯片IC2型号为LM2904;报警显示与操作模块包括第二十分压电阻R20,第一按钮KEY1,第二十九上拉电阻R29,第三十下拉电阻R30,第十七分压电阻R17,第十八分压电阻R18,第十九分压电阻R19,第三发光二极管LED3,第四发光二极管LED4,第五发光二极管LED5,七段数码管DS1,第二十一分压电阻R21,第二十二分压电阻R22,第二十三分压电阻R23,第二十四分压电阻R24,第二十五分压电阻R25,第二十六分压电阻R26,第二十七分压电阻R27和第二十八分压电阻R28;第二十分压电阻R20的一端接控制芯片IC4的15号引脚,第二十分压电阻R20的另外一端接第一按钮KEY1的一端以及第三十下拉电阻R30的一端,第一按钮KEY1的另外一端接第二十九上拉电阻R29的一端,第二十九上拉电阻R29的另外一端接3.3V工作电源,第三十下拉电阻R30的另外一端接地;第十七分压电阻R17的一端接控制芯片IC4的19号引脚,另外一端接第三发光二极管LED3的阳极,第十八分压电阻R18的一端接控制芯片IC4的18号引脚,另外一端接第四发光二极管LED4的阳极,第十九分压电阻R19的一端接控制芯片IC4的17号引脚,另外一端接第五发光二极管LED5的阳极;第三发光二极管LED3,第四发光二极管LED4,第五发光二极管LED5的阴极均接地;第二十一分压电阻R21的一端,第二十二分压电阻R22的一端,第二十三分压电阻R23的一端,第二十四分压电阻R24的一端,第二十五分压电阻R25的一端,第二十六分压电阻R26的一端,第二十七分压电阻R27的一端和第二十八分压电阻R28的一端分别接控制芯片IC4的23至30号引脚;第二十一分压电阻R21的另外一端接七段数码管DS1的1号脚,第二十二分压电阻R22的另外一端接七段数码管DS1的10号脚,第二十三分压电阻R23的另外一端接七段数码管DS1的8号脚,第二十四分压电阻R24的另外一端接七段数码管DS1的5号脚,第二十五分压电阻R25的另外一端接七段数码管DS1的4号脚,第二十六分压电阻R26的另外一端接七段数码管DS1的2号脚,第二十七分压电阻R27的另外一端接七段数码管DS1的3号脚,第二十八分压电阻R28的另外一端接七段数码管DS1的6号脚;七段数码管DS1的7号脚、七段数码管DS1的9号脚接3.3V工作电源,所述的七段数码管DS1型号为CPS03211。
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