一种电机堵转检测电路和智能门锁的制作方法

1.本技术属于门锁技术领域，尤其涉及一种电机堵转检测电路和智能门锁。


背景技术：

2.电机堵转是指由于电机负载过大、电机拖动的机械故障、轴承损坏扫堂等原因引起的电机无法启动或停止转动的现象。电机堵转时功率因数极低，电流(即堵转电流)最高可达额定电流的7倍，时间稍长就会烧坏电机。
3.目前，判断电机是否发生堵转的方式，一般是直接将阻值较大的采样电阻串接在电机的驱动回路中，获取采样电阻两端的电压值来确定电机是否发生堵转，但是这种方式会使电机的驱动功率产生较大衰减。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种电机堵转检测电路和智能门锁，旨在解决传统的电机堵转判断方式会使驱动功率产生较大衰减的问题。
5.为了实现上述目的，第一方面，本技术实施例提供了一种电机堵转检测电路，包括串联在电机驱动模块中的采样模块以及放大控制模块，所述采样模块包括阻值为毫欧级的采样电阻；
6.所述采样模块用于获取所述电机驱动模块中的采样电压；
7.所述放大控制模块用于将所述采样电压进行放大，并将放大后的采样电压与预设电压范围比较，确定所述电机是否发生堵转。
8.在第一方面的一种可能的实施方式中，所述放大控制模块包括运算放大器u2和mcu单元，所述运算放大器u2的正输入端连接采样电阻r1的一端，所述运算放大器u2的负输入端并联第二电阻r2的一端和第三电阻r3的一端，所述采样电阻r1的另一端和所述第二电阻r2的另一端均接地，所述运算放大器u2的输出端连接所述第三电阻r3的另一端和所述mcu单元的采样引脚。
9.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述放大控制模块还包括第四电阻r4和第六电容c6，所述运算放大器u2的输出端连接所述第四电阻r4的一端，所述第四电阻r4的另一端和所述第六电容c6的一端均连接所述mcu单元的采样引脚，所述第六电容c6的另一端接地。
10.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述放大控制模块还包括第五电容c5，所述运算放大器u2的正电源引脚连接电源电压vcc和所述第五电容c5的一端，所述第五电容c5的另一端接地。
11.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述采样电阻的阻值范围为1-1000mω
±
1％。
12.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述电机堵转检测电路还包括电机驱动模块，所述电机驱动模块包括驱动芯片u1，所述驱动芯片u1的ina引脚和inb引脚分别连接
第一控制信号ina和第二控制信号inb，所述驱动芯片u1的vdd引脚连接器件电压vdd，所述驱动芯片u1的outa引脚和outb引脚分别连接电机mt1的两端，所述驱动芯片u1的pgnd引脚输出驱动电流。
13.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述电机驱动模块还包括连接所述驱动芯片u1的电源引脚的滤波电容，所述滤波电容用于对所述电源进行滤波。
14.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述滤波电容包括第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，所述驱动芯片u1的vcc引脚连接第一电容c1的一端和电源电压vcc，所述驱动芯片u1的vdd引脚连接所述第二电容c2的一端和所述第三电容c3的一端，所述第一电容c1的另一端、第二电容c2的另一端和第三电容c3的另一端均接地。
15.在第一方面的另一种可能的实施方式中，所述电机驱动模块还包括第四电容c4，所述第四电容c4的两端分别连接所述驱动芯片u1的outa引脚和outb引脚，所述第四电容c4用于钳位保护所述电机。
16.第二方面，本技术实施例提供了一种智能门锁，包括所述的电机堵转检测电路。
17.本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的电机堵转检测电路，通过毫欧级的采样电阻获取采样电压，并将采样电压进行放大后与预设电压范围比较，确定电机是否发生堵转，从而使采样电阻可以采用极小阻值，极大地减少了采样电压对电机驱动电压的占用，降低了对电机驱动功率的衰减，采样精度高，适用范围广。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为传统电机堵转检测电路的电路示意图；
20.图2为本技术实施例提供的电机堵转检测电路的结构示意图；
21.图3为本技术实施例提供的电机堵转检测电路的电路示意图。
22.其中，图中各附图标记：
23.1-采样模块，2-放大控制模块，3-电机驱动模块。
具体实施方式
24.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
25.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
26.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有
特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.图1为传统电机堵转检测电路的电路示意图，如图1所示，目前，传统的电机堵转检测电路，一般是直接将采样电阻串联在电机的驱动回路中，获取采样电阻两端的采样电压，并将采样电压与预设电压范围进行比较，当采样电压超过预设电压范围时，则判定电机发生堵转。但是传统采样电阻的阻值一般较大，会较大地损耗电机的驱动电压，使电机的驱动功率产生较大衰减。例如，当电机的供电电压为6v、驱动电流(即pg引脚端)为0.5a时，阻值为2ω的采样电阻r1两端则占用1v电压，电机m两端的电压被衰减1v电压后，实际只剩5v电压，导致电机的驱动功率被衰减，同时，驱动电流越大，供电电压被衰减越大，电机的驱动功率越小。
29.针对上述问题，本技术通过将阻值较小的毫欧级的采样电阻获取采样电压，并将采样电压进行放大后与预设电压范围比较，以确定电机是否发生堵转，从而减少了采样电压对电机驱动电压的占用，降低了对电机驱动功率的衰减，采样精度高，适用范围广。
30.图2为本技术一实施例提供的电机堵转检测电路的结构示意图，如图2所示，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：包括串联在电机驱动模块中的采样模块1以及放大控制模块2，采样模块1包括阻值为毫欧级的采样电阻；采样模块1用于获取电机驱动模块中的采样电压；放大控制模块2用于将采样电压进行放大，并将放大后的采样电压与预设电压范围比较，确定电机是否发生堵转。
31.本技术实施例中，采样模块1根据采样电阻两端的电压获取电机驱动模块中的采样电压，采样电阻的阻值为毫欧级，获取的采样电压为毫伏级，经过放大控制模块2放大预设倍数后，可与预设电压范围进行比较，若放大后的采样电压超过预设电压范围，则判断电机发生堵转。采用阻值较小的毫欧级的采样电阻对驱动电压的占用较小，同时可获得更高精度的采样电压，从而更有利于确定电机是否发生堵转。
32.具体地，采样电阻r1的阻值范围为1-1000mω
±
1％，相对于传统的2ω，大大降低了对电机驱动功率的衰减。
33.图3为本技术实施例提供的电机堵转检测电路的电路示意图，如图3所示，示例性地，放大控制模块2可以包括运算放大器u2和mcu单元，运算放大器u2的正输入端连接采样电阻r1的一端，运算放大器u2的负输入端并联第二电阻r2的一端和第三电阻r3的一端，采样电阻r1的另一端和第二电阻r2的另一端均接地，运算放大器u2的输出端连接第三电阻r3的另一端和mcu单元的采样引脚采集的模拟信号转换成数字信号的值(analog-to-digital converter，adc值)。
34.本技术实施例中，通过采样电阻r1调整驱动电压的被衰减功率，通过运算放大器u2将采样电阻r1两端的采样电压进行放大，通过第二电阻r2和第三电阻r3作为负反馈放大电阻，调整运算放大器u2的放大倍数，通过mcu单元的采样引脚adc采集采样电压的数值。其中，运算放大器u2的型号为rs321b。
35.示例性地，放大控制模块2还可以包括第四电阻r4和第六电容c6，运算放大器u2的
输出端连接第四电阻r4的一端，第四电阻r4的另一端和第六电容c6的一端均连接mcu单元的采样引脚，第六电容c6的另一端接地。
36.本技术实施例中，通过第四电阻r4和第六电容c6组成稳压电路，稳定从运算放大器u2输出至mcu单元的电压。
37.示例性地，放大控制模块2还可以包括第五电容c5，运算放大器u2的正电源引脚连接电源电压vcc和第五电容c5的一端，第五电容c5的另一端接地。
38.本技术实施例中，通过第五电容c5实现滤波作用，降低交流脉动波纹系数，提升高效平滑直流输出。
39.示例性地，电机堵转检测电路还包括电机驱动模块3，电机驱动模块3包括驱动芯片u1，驱动芯片u1的ina引脚和inb引脚分别连接第一控制信号ina和第二控制信号inb，驱动芯片u1的vdd引脚连接器件电压vdd，驱动芯片u1的outa引脚和outb引脚分别连接电机mt1的两端，驱动芯片u1的pgnd引脚输出驱动电流。
40.本技术实施例中，当第一控制信号ina和第二控制信号inb的输入为0:1时，则电机为正转；当第一控制信号ina和第二控制信号inb的输入为1:0，则电机为反转；当第一控制信号ina和第二控制信号inb的输入为0:0时，则电机为待机。驱动电流的路径为：由器件电压vdd(即6v)经驱动芯片u1控制电机正反转后，由驱动芯片u1的pgnd引脚输出驱动电流pg，再经采样电阻r1流入大地。其中，驱动芯片u1的型号为hg40f15。
41.示例性地，电机驱动模块3还可以包括连接驱动芯片u1的电源引脚的滤波电容，滤波电容用于对电源进行滤波。
42.本技术实施例中，通过滤波电容对输入驱动芯片u1的电源进行滤波，降低交流脉动波纹系数，提升高效平滑直流输出。
43.示例性地，滤波电容可以包括第一电容c1、第二电容c2和第三电容c3，驱动芯片u1的vcc引脚连接第一电容c1的一端和电源电压vcc，驱动芯片u1的vdd引脚连接第二电容c2的一端和第三电容c3的一端，第一电容c1的另一端、第二电容c2的另一端和第三电容c3的另一端均接地。
44.本技术实施例中，通过第一电容c1实现对电源电压vcc的滤波作用，通过第二电容c2和第三电容c3实现对器件电压vdd的滤波作用，从而使输入到驱动芯片u1的电源稳定。
45.示例性地，电机驱动模块3还可以包括第四电容c4，第四电容c4的两端分别连接驱动芯片u1的第outa引脚和outb引脚，第四电容c4用于钳位保护电机。
46.本技术实施例中，通过第四电容c4对并联在第四电容c4两端的电机实现钳位保护，防止突变电流损坏电机mt1。
47.本技术公开了一种智能门锁，包括电机堵转检测电路。
48.本技术实施例中，智能门锁中一般都会设有电机，根据实际情况需要控制电机的正反转，进而达到开门或锁门的目的。采用采样模块1内毫欧级的采样电阻结合驱动电流获得采样电压，并通过放大控制模块2将采样电压进行放大后与预设电压范围比较，确定电机是否发生堵转。当采样电压超过预设电压范围时，则表示智能门锁内的电机发生堵转，需要停止供电或者尝试反方向转动，防止长时间堵转产生过高的堵转电流，烧毁电机或大量消耗智能门锁内的电池电量。
49.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程
的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
50.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。
51.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
52.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
53.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的电机堵转检测电路，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电机堵转检测电路实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
54.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
55.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
56.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。