一种电机控制电路的制作方法

1.本实用新型属于电路技术领域，具体涉及一种电机控制电路。


背景技术：

2.闸门作为水利系统基层的工程之一，在防洪抗灾中扮演了重要角色，闸门的可靠运行涉及到工程泄洪安全。现有的闸门控制系统中，大多采用继电器或接触器间接控制电机的启停运转，当选用单片机作为微处理器时，单片机通过控制继电器或接触器的触点的敞开和闭合来间接的控制电机的启停或者正反转，但是单片机的i/o口的电流一般不足以驱动继电器，也就会导致电机启动失败或者不可靠运行，存在巨大的安全隐患，此为现有技术的不足之处。
3.有鉴于此，本实用新型提供一种电机控制电路；以解决现有技术中存在的上述缺陷，是非常有必要的。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在单片机作为微处理器时可能无法可靠启动电机的缺陷，提供设计一种电机控制电路，以解决现有技术中存在的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型给出以下技术方案：
6.一种电机控制电路，包括主控芯片u1、继电器控制电路、功率放大电路、电流采集电路、485通讯电路、按键电路、gprs通讯电路、蓝牙电路、指示灯电路和用于向整个电机控制电路供电的电源电路；
7.继电器控制电路的输入端连接到主控芯片u1，继电器控制电路的输出端通过第一继电器输出接口p1和第二继电器输出接口p2连接到电机；功率放大电路的第一端连接到主控芯片u1，功率放大电路的第二端连接到第一外部接口p3、第二外部接口p4和第三外部接口p5，第一外部接口p3、第二外部接口p4和第四外部接口p6连接到485通讯电路的第一端，485通讯电路的第二端连接到主控芯片u1；电流采集电路的输入端连接到继电器控制电路，电流采集电路的输出端连接到主控芯片u1；按键电路的输入端通过第五外部接口p7连接到外部用于操作电机的若干功能按键，按键电路的输出端连接到主控芯片u1；主控芯片u1通过gprs通讯电路连接到上位机，主控芯片u1通过蓝牙电路连接到移动终端；指示灯电路连接到主控芯片u1的输出端。
8.作为优选，所述继电器控制电路包括正转控制电路和反转控制电路；
9.所述正转控制电路包括电阻r1、电阻r2、三极管q1、发光二极管led1、二极管d1、第一继电器y1，主控芯片u1通过电阻r1连接到三极管q1，三极管q1的集电极连接到电流采集电路、发光二极管led1的负极、二极管d1的正极和第一继电器y1的线圈的一端，第一继电器y1的线圈的另一端连接到12v电源，发光二极管led1的正极通过电阻r2连接12v电源，二极管d1的负极连接到12v电源，第一继电器y1的触点连接到第一继电器输出接口p1；
10.所述反转控制电路包括电阻r3、电阻r4、三极管q2、发光二极管led2、二极管d2、第
二继电器y2，主控芯片u1通过电阻r3连接到三极管q2，三极管q2的集电极连接到电流采集电路、发光二极管led2的负极、二极管d2的正极和第二继电器y2的线圈的一端，第二继电器y2的线圈的另一端连接到12v电源，发光二极管led2的正极通过电阻r4连接12v电源，二极管d2的负极连接到12v电源，第二继电器y2的触点连接到第二继电器输出接口p2，便于精准控制电机的运转方向。
11.作为优选，所述功率放大电路包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、三极管q3、三极管q4、三极管q5、场效应管q6、场效应管q7、场效应管q8、熔断器f1、熔断器f2、熔断器f3；
12.三极管q3通过电阻r5连接到主控芯片u1，三极管q3的集电极连接到场效应管q6的栅极，以及通过电阻r6连接到12v电源，场效应管q6的漏极连接12v电源，场效应管q6的源极通过熔断器f1连接到第一外部接口p3；三极管q4通过电阻r7连接到主控芯片u1，三极管q4的集电极连接到场效应管q7的栅极，以及通过电阻r8连接到12v电源，场效应管q7的漏极连接12v电源，场效应管q7的源极通过熔断器f2连接到第二外部接口p4；三极管q5通过电阻r9连接到主控芯片u1，三极管q5的集电极连接到场效应管q8的栅极，以及通过电阻r10连接到12v电源，场效应管q8的漏极连接12v电源，场效应管q8的源极通过熔断器f3连接到第三外部接口p5，避免单片机的i/o口的电流不足以驱动继电器。
13.作为优选，所述电流采集电路包括正转电流采集电路和反转电流采集电路；
14.所述正转电流采集电路包括第六外部接口p8、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电容c1、第一放大器u2、电容c2、电容c3，电阻r12的第一端连接到正转控制电路、电阻r11的第一端、第六外部接口p8的2引脚，电阻r12的第二端连接到第一放大器u2，电阻r11的第二端和第六外部接口p8的1引脚均接地，电容c1的第一端通过电阻r13连接到第一放大器u2，电容c1的第一端还连接到主控芯片u1，电容c1的第二端接地，电容c2的第一端和第一放大器u2的电源引脚均连接3.3v电源，电容c2的第二端接地，电容c3的第一端通过电阻r15连接到第一放大器u2，电容c3的第一端连接到主控芯片u1，电容c3的第二端接地，电阻r17的第一端通过电阻r14连接到第一放大器u2以及通过电阻r16接地，电阻r17的第二端连接供电接口p11；
15.所述反转电流采集电路包括第七外部接口p9、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电容c4、第二放大器u3、电容c5、电容c6、第八外部接口p10，电阻r19的第一端连接到反转控制电路、电阻r18的第一端、第七外部接口p9的2引脚，电阻r19的第二端连接到第二放大器u3，电阻r18的第二端和第七外部接口p9的1引脚均接地，电容c4的第一端通过电阻r20连接到第二放大器u3，电容c4的第一端连接到主控芯片u1，电容c4的第二端接地，电容c5的第一端和第二放大器u3的电源引脚均连接3.3v电源，电容c5的第二端接地，电容c6的第一端通过电阻r22连接到第二放大器u3，电容c6的第一端连接到主控芯片u1，电容c6的第二端接地，电阻r21的第一端连接到主控芯片u1，电阻r21的第二端通过电阻r23接地，电阻r21的第二端连接到第八外部接口p10的1引脚，第八外部接口p10的2引脚接地，精准采集到驱动电机的电流的大小。
16.作为优选，所述485通讯电路包括485供电电路、正转485通讯电路、反转485通讯电路和485隔离电路，485供电电路、正转485通讯电路、反转485通讯电路和485隔离电路均连接到主控芯片u1，所述485供电电路与正转485通讯电路的供电端、反转485通讯电路的供电
端连接，485隔离电路连接到反转485通讯电路，反转485通讯电路连接到正转485通信电路，便于实现该整个控制电路的内部通信以及该控制电路与外界的通信。
17.作为优选，所述电源电路包括12v电压转换电路、5v电压转换电路和3.3v电压转换电路，12v电压转换电路的输入端连接到供电接口p11，12v电压转换电路的输出端连接到5v电压转换电路的输入端，5v电压转换电路的输出端连接到3.3v电压转换电路，便于整合出为整个驱动电路供电的各个电源。
18.作为优选，所述按键电路包括停止按键电路、上升按键电路和下降按键电路，停止按键电路的输入端、上升按键电路的输入端和下降按键电路的输入端均通过第五外部接口p7连接到外部的功能按键，停止按键电路的输出端、上升按键电路的输出端和下降按键电路的输出端均连接到主控芯片。
19.作为优选，所述gprs通讯电路包括gprs芯片u4和电阻排r24，所述gprs芯片u4通过电阻排r24连接到主控芯片u1，实现该控制电路与上位机之间的通讯。
20.作为优选，所述指示灯电路包括电源指示电路、运行指示电路、关闭指示电路和警告指示电路，电源指示电路的输入端、运行指示电路的输入端、关闭指示电路的输入端和警告指示电路的输入端均连接到主控芯片u1，电源指示电路的输出端、运行指示电路的输出端、关闭指示电路的输出端和警告指示电路的输出端均通过第九外部接口p11连接到外部的若干功能指示灯，便于向工作人员提示该控制电路对应设备的工作状态。
21.作为优选，所述主控芯片u1采用型号为stm32f103vet6的单片机，节约成本。
22.本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过功率放大电路放大单片机的输出电流，保证所驱动的电机能够安全可靠的运行，同时通过电流采集电路采集电机运行的实时电流，实现实时监测，避免发生因电流过大而损坏设备的事故，便于及时发现并消除安全隐患，保证电机的可靠运行。
23.此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
24.由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
25.图1为该电机控制电路的关系框图。
26.图2为主控芯片的原理图。
27.图3为主控芯片的外围电路的原理图。
28.图4为电源电路的原理图。
29.图5为继电器控制电路的原理图。
30.图6为功率放大电路的原理图。
31.图7为485通讯电路的原理图。
32.图8为电流采集电路的原理图。
33.图9为按键电路的原理图。
34.图10为蓝牙电路的原理图。
35.图11为gprs通讯电路的原理图。
36.图12为指示灯电路的原理图。
37.1为继电器控制电路，2为功率放大电路，3为电流采集电路，4为485通讯电路，5为按键电路，6为gprs通讯电路，7为蓝牙电路，8为指示灯电路，9为电源电路，10为电机。
具体实施方式
38.下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型进行详细阐述，以下实施例是对本实用新型的解释，而本实用新型并不局限于以下实施方式。
39.如图1所示，本实用新型提供一种电机控制电路，包括主控芯片u1、继电器控制电路1、功率放大电路2、电流采集电路3、485通讯电路4、按键电路5、gprs通讯电路6、蓝牙电路7、指示灯电路8和用于向整个电机控制电路供电的电源电路9。
40.如图2和图3所示，所述主控芯片u1采用型号为stm32f103vet6的单片机，也可选用其他型号的单片机，主控芯片u1的外围还连接有外围电路，外围电路包括晶振电路、复位电路、芯片供电电路、下载接口p13、存储芯片u9和蜂鸣器电路，主控芯片u1的51
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54引脚与存储芯片u9连接，主控芯片u1的87引脚连接有蜂鸣器电路；晶振电路包括第一晶振x1、电容c7、电容c8、第二晶振x2、电容c9、电容c10，复位电路包括电容c11、电容c12，芯片供电电路包括电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、电容c18、电容c19、电容c20、电阻r30、电池bat、电容c21、二极管d3、二极管d4，存储芯片u9还连接有电阻r31和电容c22, 蜂鸣器电路包括电阻r32、三极管q11和蜂鸣器b1。
41.如图4所示，所述电源电路9包括12v电压转换电路、5v电压转换电路和3.3v电压转换电路，12v电压转换电路包括场效应管q12、瞬态二极管tvs1、电解电容c23、第一电压转换芯片u5、电解电容c24，5v电压转换电路包括电容c25、电阻r33、电阻r34、第二电压转换芯片u6、电容c26、电感l1、电阻r35、电阻r36、电容c27、电容c28，3.3v电压转换电路包括第三电压转换芯片u7、电容c29、电解电容c30、电容c31，12v电压转换电路的输入端连接到供电接口p11，12v电压转换电路的输出端连接到5v电压转换电路的输入端，5v电压转换电路的输出端连接到3.3v电压转换电路；12v电压转换电路的第一电压转换芯片u5输出12v,给功率放大电路、继电器控制电路和gprs通讯电路12v供电，5v电压转换电路的第二电压转换芯片u6输出5v，给485通讯电路5v电路，3.3v电压转换电路的第三电压转换芯片u7输出3.3v，给主控芯片u1、指示灯电路和蓝牙电路3.3v供电，便于整合出为整个驱动电路供电的各个电源。
42.如图5所示，继电器控制电路的输入端连接到主控芯片u1，继电器控制电路的输出端通过第一继电器输出接口p1和第二继电器输出接口p2连接到用于驱动闸门的电机10；所述继电器控制电路1包括正转控制电路和反转控制电路；所述正转控制电路包括电阻r1、电阻r2、三极管q1、发光二极管led1、二极管d1、第一继电器y1，主控芯片u1通过电阻r1连接到三极管q1，三极管q1的集电极连接到电流采集电路、发光二极管led1的负极、二极管d1的正极和第一继电器y1的线圈的一端，第一继电器y1的线圈的另一端连接到12v电源，发光二极管led1的正极通过电阻r2连接12v电源，二极管d1的负极连接到12v电源，第一继电器y1的触点连接到第一继电器输出接口p1；所述反转控制电路包括电阻r3、电阻r4、三极管q2、发光二极管led2、二极管d2、第二继电器y2，主控芯片u1通过电阻r3连接到三极管q2，三极管q2的集电极连接到电流采集电路、发光二极管led2的负极、二极管d2的正极和第二继电器y2的线圈的一端，第二继电器y2的线圈的另一端连接到12v电源，发光二极管led2的正极通
过电阻r4连接12v电源，二极管d2的负极连接到12v电源，第二继电器y2的触点连接到第二继电器输出接口p2；对第一继电器y1的触点和第二继电器y2的触点设置互锁，避免触点短路和动作冲突。
43.如图6所示，功率放大电路的第一端连接到主控芯片u1，功率放大电路的第二端连接到第一外部接口p3、第二外部接口p4和第三外部接口p5，第一外部接口p3、第二外部接口p4和第四外部接口p6连接到485通讯电路的第一端，485通讯电路的第二端连接到主控芯片u1；所述功率放大电路2包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、三极管q3、三极管q4、三极管q5、场效应管q6、场效应管q7、场效应管q8、熔断器f1、熔断器f2、熔断器f3；三极管q3通过电阻r5连接到主控芯片u1，三极管q3的集电极连接到场效应管q6的栅极，以及通过电阻r6连接到12v电源，场效应管q6的漏极连接12v电源，场效应管q6的源极通过熔断器f1连接到第一外部接口p3；三极管q4通过电阻r7连接到主控芯片u1，三极管q4的集电极连接到场效应管q7的栅极，以及通过电阻r8连接到12v电源，场效应管q7的漏极连接12v电源，场效应管q7的源极通过熔断器f2连接到第二外部接口p4；三极管q5通过电阻r9连接到主控芯片u1，三极管q5的集电极连接到场效应管q8的栅极，以及通过电阻r10连接到12v电源，场效应管q8的漏极连接12v电源，场效应管q8的源极通过熔断器f3连接到第三外部接口p5，避免单片机的i/o口的电流不足以驱动继电器。
44.如图7所示，所述485通讯电路4包括485供电电路、正转485通讯电路、反转485通讯电路和485隔离电路，485供电电路包括电阻r37、电阻r38、三极管q13、场效应管q14，正转485通讯电路包括电阻排r39、第一485通讯芯片u10、电容c32、电阻r40、电阻r41、电阻r42、电阻r43、稳压二极管tvs2，反转485通讯电路包括电阻排r44、第二485通讯芯片u11、电容c33、电阻r45、电阻r46、电阻r47、电阻r48、稳压二极管tvs3，485隔离电路包括电阻r49、485隔离芯片u12，485供电电路、正转485通讯电路、反转485通讯电路和485隔离电路均连接到主控芯片u1，所述485供电电路与正转485通讯电路的供电端、反转485通讯电路的供电端连接，485隔离电路连接到反转485通讯电路，反转485通讯电路连接到正转485通信电路，便于实现该整个控制电路的内部通信以及该控制电路与外界的通信。
45.如图8所示，电流采集电路的输入端连接到继电器控制电路，电流采集电路的输出端连接到主控芯片u1；所述电流采集电路3包括正转电流采集电路和反转电流采集电路；所述正转电流采集电路包括第六外部接口p8、电阻r11、电阻r12、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、电阻r17、电容c1、第一放大器u2、电容c2、电容c3，电阻r12的第一端连接到正转控制电路、电阻r11的第一端、第六外部接口p8的2引脚，电阻r12的第二端连接到第一放大器u2，电阻r11的第二端和第六外部接口p8的1引脚均接地，电容c1的第一端通过电阻r13连接到第一放大器u2，电容c1的第一端还连接到主控芯片u1，电容c1的第二端接地，电容c2的第一端和第一放大器u2的电源引脚均连接3.3v电源，电容c2的第二端接地，电容c3的第一端通过电阻r15连接到第一放大器u2，电容c3的第一端连接到主控芯片u1，电容c3的第二端接地，电阻r17的第一端通过电阻r14连接到第一放大器u2以及通过电阻r16接地，电阻r17的第二端连接供电接口p11；所述反转电流采集电路包括第七外部接口p9、电阻r18、电阻r19、电阻r20、电阻r21、电阻r22、电阻r23、电容c4、第二放大器u3、电容c5、电容c6、第八外部接口p10，电阻r19的第一端连接到反转控制电路、电阻r18的第一端、第七外部接口p9的2引脚，电阻r19的第二端连接到第二放大器u3，电阻r18的第二端和第七外部接口p9的1引脚均
接地，电容c4的第一端通过电阻r20连接到第二放大器u3，电容c4的第一端连接到主控芯片u1，电容c4的第二端接地，电容c5的第一端和第二放大器u3的电源引脚均连接3.3v电源，电容c5的第二端接地，电容c6的第一端通过电阻r22连接到第二放大器u3，电容c6的第一端连接到主控芯片u1，电容c6的第二端接地，电阻r21的第一端连接到主控芯片u1，电阻r21的第二端通过电阻r23接地，电阻r21的第二端连接到第八外部接口p10的1引脚，第八外部接口p10的2引脚接地，精准采集到驱动电机的电流的大小。
46.如图9所示，按键电路的输入端通过第五外部接口p7连接到外部用于操作电机的若干功能按键，按键电路的输出端连接到主控芯片u1；所述按键电路5包括停止按键电路、上升按键电路和下降按键电路，停止按键电路包括电阻r50、电容c34和二极管d5，上升按键电路包括电阻r51、电容c35和二极管d6，下降按键电路包括电阻r52、电容c36和二极管d7，停止按键电路的输入端、上升按键电路的输入端和下降按键电路的输入端均通过第五外部接口p7连接到外部的功能按键，停止按键电路的输出端、上升按键电路的输出端和下降按键电路的输出端均连接到主控芯片。
47.如图10所示，蓝牙电路7包括蓝牙芯片u8、电阻r25、电阻r26、电阻r27、电阻r28、电阻r29、三极管q9、场效应管q9，主控芯片u1通过电阻r25连接到三极管q9，三极管q9的集电极连接到蓝牙芯片u8，主控芯片u1的83引脚和80引脚分别通过电阻r26和电阻r27连接到蓝牙芯片u8，蓝牙芯片u8还连接有第十外部接口p12，主控芯片u1通过电阻r26连接到三极管q10，三极管q10通过电阻r28连接到5v电源，三极管q10的集电极连接到场效应管q9的栅极，场效应管q9的漏极连接到5v电源，场效应管q9的源极连接到第十外部接口p12，主控芯片u1通过蓝牙电路连接到移动终端；该控制电路通过蓝牙电路和gprs电路能够实现远程操控或者远程查阅电机的运行状态。
48.如图11所示，主控芯片u1通过gprs通讯电路连接到上位机，所述gprs通讯电路6包括gprs芯片u4和电阻排r24，所述gprs芯片u4通过电阻排r24连接到主控芯片u1，实现该控制电路与上位机之间的通讯。
49.如图12所示，指示灯电路8连接到主控芯片u1的输出端，所述指示灯电路包括电源指示电路、运行指示电路、关闭指示电路和警告指示电路，电源指示电路包括发光二极管led3和电阻r53，运行指示电路包括电阻r54、电阻r55、电容c37、光电耦合器lp1、电阻r56和发光二极管led4，关闭指示电路包括电容c38、电阻r57、电阻r58、光电耦合器lp2、电阻r59和发光二极管led5，警告指示电路包括电阻r60、电阻r61、电容c39、光电耦合器lp3、电阻r62、电容c40和发光二极管led6，电源指示电路的输入端、运行指示电路的输入端、关闭指示电路的输入端和警告指示电路的输入端均连接到主控芯片u1，电源指示电路的输出端、运行指示电路的输出端、关闭指示电路的输出端和警告指示电路的输出端均通过第九外部接口p11连接到外部的若干功能指示灯，便于向工作人员提示该控制电路对应设备的工作状态。
50.本实用新型也能够通过第一继电器输出接口p1和第二继电器输出接口p2连接到其他用途的电机。
51.以上公开的仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本实用新型原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本实用新型的保护范围内。