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基于直線電機的自動門單片機系統硬件設計

基于直線電機的自動門單片機系統硬件設計

設計的自動門為平開式,采用單邊型220V~250V三相扁平型直線感應電動機,長初級短次級,次級固定在門上,初級固定在門框上。微處理器采用at89s52作為控制芯片,有一些對直線電機的控制采用單片機疊加CPLD或DSP處理器完成,考慮到自動門系統的實用性,盡可能采用簡單控制方法,節省開發費用。

自動門.png

自動門人體信號采用熱釋電紅外傳感器RE200B以及信號處理芯片EG4001。RE200B傳感器含濾光鏡片可以通過7-10um 的人體紅外線中心波長,吸收其他波長的光波;為了增大檢測范圍,傳感器前端安裝菲涅爾透鏡,最遠可檢測到10米以上的行人,雙向鑒幅器可有效抑制干擾,該傳感器反應速度快,特別適用于公共場所、家庭過道。一般自動門熱釋電傳感器信號處理芯片常采用BISS0001,它有16個引腳,內部拓撲結構復雜,外面電路復雜,能耗大。本文選用EG4001 芯片,它為8腳芯片,工作電源+2.3v+6v,封裝形式SOP8和DIP8。采用5v工作電源供電時,靜態工作電流小于75μA,功耗低;具有高輸入阻抗運算放大器,可與多種傳感器匹配;能進行雙向鑒幅處理,可有效抑制干擾;內設延時時間定時器和封鎖時間定時器,改變振蕩器頻率即可設定定時延時時間;外圍元器件少,只需配置第一級運放的增益和振蕩器的rc器件即能可靠工作,成本低、功耗小,外圍電路簡單,電路如圖1所示,電路芯片引腳3禁止觸發端、引腳4重復觸發模式為由單片機控制。

自動門單片機收到人體接近信號后,發出指令驅動6個IGBT,IGBT 選用FGA15N120,最大耐壓值1200V,最大電流15A,完全可以滿足電路要求,采用如圖2所示結構。一般IGBT 驅動電路采用IR2130、或者驅動M57962AL,本文設計的電路考慮應用成本的最小化,見圖3,該電路是IGBT驅動電路,共需要4套由7818產生的18v獨立電源,其中三個下管公用一套電源。驅動電路各六套,電路結構基本相似,對地輸出電壓18v~-6.2v,驅動IGBT實測輸出電壓為11.8v~-6v,對其中一路進行分析:1.電路采用光耦TLP521 隔離,LM311 作為信號的放大,驅動S8050、S8550 組成的三極管放大電路,增大驅動電路功率,穩壓二極管IN7435A穩壓數值是6.2v,滿足IGBT導通關斷需求;2.當自動門單片機輸出低電平時,LM311 輸出高電平,S8050 導通,S8550 截至,輸出+12V 左右的信號驅動IGBT;當單片機輸出高電平時,LM311 輸出低電平,S8050 截至,S8550 導通,輸出-6v 左右的信號使IGBT 截至;3.電阻R的大小選擇影響IGBT的動態特性,R值越小IGBT 的開關速度越快。4.過壓保護采用IGBT 并聯電容消除浪涌,反向并聯二極管;過流保護采用圖2所示的電路。

玻璃自動門.png


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