專利名稱：一種交流電機(jī)位置觸點(diǎn)式檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及交流電機(jī)位置觸點(diǎn)式檢測技術(shù)，尤其是涉及用于單片機(jī)的交流電機(jī)位置觸點(diǎn)式檢測電路。
背景技術(shù)：
在一些電器設(shè)備中，需要檢測交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)所到達(dá)的位置。如洗衣機(jī)排水閥，需要檢測該交流電機(jī)是否運(yùn)行到使排水閥完全開啟的位置，以決定交流電機(jī)是否繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)有技術(shù)中，上述交流電機(jī)位置檢測是通過觸點(diǎn)開關(guān)實(shí)現(xiàn)的。該觸點(diǎn)開關(guān)的檢測觸點(diǎn)與交流電機(jī)的電源線分離。當(dāng)交流電機(jī)未運(yùn)行到預(yù)定位置時，該觸點(diǎn)開關(guān)閉合(或斷開)。當(dāng)交流電機(jī)運(yùn)動到所需位置時，該觸點(diǎn)開關(guān)斷開(或閉合)。這樣，就向控制線路發(fā)出信號，控制線路根據(jù)該信號控制交流電機(jī)運(yùn)動。
目前，出現(xiàn)了與交流電機(jī)共零線或共火線連接的觸點(diǎn)開關(guān)。家用電器廣泛使用單片機(jī)作為控制器件，對于上述與交流電機(jī)共零線或共火線的觸點(diǎn)開關(guān)，由于單片機(jī)輸入端需要與強(qiáng)電部分隔離，因此無法直接接入單片機(jī)。
實(shí)用新型內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題在于將所述交流電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)的閉合、斷開情況以合適的方式輸入到單片機(jī)，從而使單片機(jī)可以根據(jù)該觸點(diǎn)開關(guān)的檢測結(jié)果對交流電機(jī)的運(yùn)動進(jìn)行控制。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于上述交流電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)的檢測電路以及檢測方法。
所述的檢測電路包括電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)、單片機(jī)，所述電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)的一端接電機(jī)第一電源線，另一端為檢測端；還包括光耦合器，其發(fā)光器件一端連接該觸點(diǎn)開關(guān)的檢測端，另一端連接電機(jī)的第二電源線；其光接收器件輸出端接單片機(jī)輸入端。
優(yōu)選地，所述光耦合器件的發(fā)光器件為發(fā)光二極管；還包括與該發(fā)光二極管串接的限流電阻。
優(yōu)選地，上述電路還包括與所述光耦合器件的發(fā)光二極管反向并聯(lián)的二極管。
優(yōu)選地，上述電路還包括與所述光耦合器件的發(fā)光二極管同向串聯(lián)的二極管。
優(yōu)選地，上述電路還包括與所述光耦合器件的發(fā)光二極管反向并聯(lián)的二極管。
優(yōu)選地，上述電路中所述光耦合器件的光接收器件為光觸發(fā)三極管。
優(yōu)選地，所述光觸發(fā)三極管輸出端以上拉方式與單片機(jī)輸入端之間連接。
優(yōu)選地，所述光觸發(fā)三極管輸出端還可以以下拉方式與單片機(jī)輸入端之間連接。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果是首先，本實(shí)用新型提供的檢測電路使用光耦合器件實(shí)現(xiàn)所述交流電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)的檢測電路與單片機(jī)控制電路之間的電隔離，從而保證單片機(jī)的電氣安全。
其次，本實(shí)用新型提供的觸點(diǎn)信號檢測辦法，采用檢測脈沖的方式來檢測觸點(diǎn)開關(guān)的斷開、閉合狀態(tài)，該方法符合單片機(jī)的信號要求，易于為單片機(jī)接收并用作控制信號。
此外，在本實(shí)用新型的優(yōu)選方案中，采用與光電耦合器中的發(fā)光二極管同向串聯(lián)二極管，或與該發(fā)光二極管反向并聯(lián)二極管的方法，可以為所述發(fā)光二極管提供充分的反向電壓保護(hù)。


圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例電路圖；
圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的位置檢測觸點(diǎn)閉合、斷開時單片機(jī)接收的電平的示意圖；圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例單片機(jī)判斷位置檢測觸點(diǎn)狀態(tài)的流程圖；圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電路圖；圖5是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的電路圖；圖6是本實(shí)用新型第四實(shí)施例的電路圖；圖7是本實(shí)用新型第五實(shí)施例的電路圖；圖8是本實(shí)用新型第六實(shí)施例的電路圖；圖9是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的電路圖；圖10是本實(shí)用新型第七實(shí)施例的位置檢測觸點(diǎn)閉合、斷開時單片機(jī)接收的電平的示意圖；圖11是本實(shí)用新型第七實(shí)施例單片機(jī)判斷位置檢測觸點(diǎn)狀態(tài)的流程圖；圖12是本實(shí)用新型第八實(shí)施例的電路圖；圖13是本實(shí)用新型第九實(shí)施例的電路圖；圖14是本實(shí)用新型第十實(shí)施例的電路圖；圖15是本實(shí)用新型第十一實(shí)施例的電路圖；圖16是本實(shí)用新型第十二實(shí)施例的電路圖。
具體實(shí)施方式
請參照圖1，為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電路圖。
本實(shí)施例的交流電機(jī)位置檢測電路用于檢測交流電機(jī)M的位置。該檢測電路包括位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)K、光耦合器件U1和單片機(jī)(圖未示)。
位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)K一端與交流電機(jī)零線端連接，另一端為檢測端。
該位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)K的檢測觸點(diǎn)(圖未示)在交流電機(jī)M運(yùn)行到不同位置時分別處于閉合、斷開的狀態(tài)。當(dāng)交流電機(jī)M未運(yùn)行到預(yù)定位置時，該檢測觸點(diǎn)閉合；當(dāng)交流電機(jī)M運(yùn)行到預(yù)定位置時，該位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)K的檢測觸點(diǎn)斷開。
光耦合器件U1的發(fā)光器件為發(fā)光二極管D。該發(fā)光二極管D陽極連接于交流電機(jī)M的火線，陰極與所述位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)K的檢測端連接。
該光耦合器件的光接收器件為NPN型光電三極管T。該三極管T在未觸發(fā)時處于截至狀態(tài)；被觸發(fā)時飽和導(dǎo)通。
本實(shí)施例中該光耦合器件U1的輸出端與單片機(jī)輸入端口之間為下拉方式連接。具體連接方式是所述光耦合器件U1的光電三極管T發(fā)射極通過一電阻R3連接單片機(jī)輸入端。同時，所述光電三極管T發(fā)射極通過一電阻R2連接到地線。所述光電三極管的集電極連接電源Vcc。
電阻R2的作用在于使該光電三極管T飽和導(dǎo)通時，其發(fā)射極獲得高電平。
電阻R3的作用在于限制進(jìn)入單片機(jī)的電流，保護(hù)單片機(jī)的輸入端。
當(dāng)所述光電三極管T未被觸發(fā)時，該光電三極管T截至，其發(fā)射極電位鉗制于地電位，單片機(jī)輸入端接收到低電平；當(dāng)所述光電三極管T被觸發(fā)時，該光電三極管T飽和導(dǎo)通，電源電壓Vcc加到所述光電三極管T的發(fā)射極，單片機(jī)輸入端接收到高電平。
此外，由于光電耦合器U1的發(fā)光二極管D承受交流電壓，因此其周期性承擔(dān)反向電壓，容易損壞該二極管。為保護(hù)發(fā)光二極管D，本實(shí)施例電路中還接有限流電阻R1、二極管D1、二極管D2。
所述限流電阻R1以及二極管D2串接于位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)K的檢測端與所述光耦合器件U1的發(fā)光二極管D的陰極之間。
所述限流電阻R1的作用在于，降低通過所述光耦合器件U1的發(fā)光二極管D的電流，保護(hù)所述發(fā)光二極管D。
所述二極管D2與光耦合器件的發(fā)光二極管D同向串聯(lián)，其作用是與該發(fā)光二極管D共同承擔(dān)反向電壓，避免該發(fā)光二極管D反向擊穿。該二極管D2還可接在該支路其它位置，只要與所述光耦合器U1的發(fā)光二極管D串連，即可對該發(fā)光二極管D起到保護(hù)作用。
所述二極管D1的陽極連接二極管D2陰極，其陰極連接交流電機(jī)M火線端。該二極管D1的作用在于，當(dāng)反向電壓加于所述光耦合器件U1的發(fā)光二極管時，該二極管D1提供旁路，降低加在發(fā)光二極管D上的反向電壓。
如上所述，由于位置檢測觸點(diǎn)在交流電機(jī)M旋轉(zhuǎn)到預(yù)定位置將處于斷開狀態(tài)，而在其它情況下該觸點(diǎn)閉合。因此，檢測交流電機(jī)M位置就是檢測位置檢測觸點(diǎn)K的閉合、斷開狀態(tài)。
圖2示出單片機(jī)檢測輸入信號點(diǎn)在位置檢測觸點(diǎn)K處于閉合、斷開時接收的電平情況。
圖中A段表示單片機(jī)檢測輸入信號點(diǎn)接收到頻率與交流電源相同的方波信號，此時位置檢測觸點(diǎn)閉合。
這是由于，位置檢測觸點(diǎn)閉合，交流電壓通過火線端和檢測端加于檢測線路。此時，光耦合器件的發(fā)光二極管隨著交流電的相位變化而周期性的導(dǎo)通或截至。所述發(fā)光二極管導(dǎo)通時，將發(fā)光；光耦合器件的光電三極管被觸發(fā)而飽和導(dǎo)通，此時控制電路電源電壓Vcc從光電三極管集電極加到發(fā)射極，使單片機(jī)的輸入端接收到高電平。當(dāng)所述發(fā)光二極管截至?xí)r，不發(fā)光，所述光耦合器件的光電三極管截至，則其發(fā)射極電位為低電平，使單片機(jī)的輸入端接收到低電平。隨著加在交流電動機(jī)M的交流電相位的周期性變化，單片機(jī)輸入端接收到周期性變化的方波。
圖中B段表示單片機(jī)輸入端接收到低電平，此時位置檢測觸點(diǎn)斷開。
這是由于，所述位置檢測觸點(diǎn)斷開時，沒有電流通過火線端和檢測端加于檢測線路，光耦合器件的發(fā)光二極管始終不導(dǎo)通，相應(yīng)的，所述光電三極管始終截至，因此單片機(jī)輸入端始終接收低電平。
因此，根據(jù)獲得的不同輸入，單片機(jī)可以判斷出所述位置檢測觸點(diǎn)的關(guān)斷、閉合情況。
請參見圖3，檢測所述位置檢測觸點(diǎn)狀態(tài)的方法如下。
步驟S11，上電初始化。
步驟S12，單片機(jī)接收輸入端信號，判斷其是否為高電平。如果是，則進(jìn)入步驟S17；如果否，則進(jìn)入步驟S13。
步驟S13，單片機(jī)計(jì)時，并進(jìn)入步驟S14。
步驟S14，單片機(jī)接收輸入端信號，判斷是否出現(xiàn)高電平。如果出現(xiàn)，則進(jìn)入步驟S17；如果未出現(xiàn)，則進(jìn)入步驟S15。
步驟S15，判斷計(jì)時結(jié)果是否達(dá)到電源周期。如果達(dá)到，則進(jìn)入步驟S16，如果未達(dá)到，則返回步驟S13。
步驟S16，得出檢測結(jié)果為位置檢測觸點(diǎn)斷開，進(jìn)入步驟S18。
步驟S17，得出檢測結(jié)果為位置檢測觸點(diǎn)閉合，進(jìn)入步驟S18。
步驟S18，判斷過程結(jié)束。
由于只有位置檢測觸點(diǎn)閉合時，才可能出現(xiàn)高電平，因此出現(xiàn)高電平，即可立即判斷該位置觸點(diǎn)閉合。相反，由于低電平在位置檢測觸點(diǎn)閉合、斷開時都可能出現(xiàn)，因此，必須等待一個電源周期，只有這段時間內(nèi)始終未檢測到高電平，方可判斷位置檢測觸點(diǎn)斷開。
本實(shí)施例僅說明了一種電路連接方式，以及對應(yīng)該種電路連接方式的檢測方法。實(shí)際上，在不脫離本實(shí)用新型原理的情況下，對電路可以做許多變化。
以下實(shí)施例與本實(shí)用新型第一實(shí)施例有若干不同，同樣可以解決本實(shí)用新型的技術(shù)問題。
圖4為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例。該實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于沒有在電機(jī)火線與二極管D2的陰極之間反向并聯(lián)二極管D1。此時，只有二極管D2與光耦合器件的發(fā)光二極管同向串聯(lián)，由于光耦合器件內(nèi)的發(fā)光二極管比二極管D1有大的多的反向漏電流，使得反向電壓幾乎全部加在了二極管D1兩端，從而有效保護(hù)光耦合器件。
圖5為本實(shí)用新型第三實(shí)施例。該實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于沒有與光耦合器件U1的發(fā)光二極管D同向串聯(lián)的二極管D2，只在電機(jī)火線與二極管D2的陰極之間反向并聯(lián)二極管D1，該二極管在發(fā)光二極管D處于反向截至?xí)r，構(gòu)成旁路，降低加于發(fā)光二極管D的反向電壓，保護(hù)發(fā)光二極管D。
圖6為本實(shí)用新型第四實(shí)施例，該實(shí)施例與第一實(shí)施利的區(qū)別在于，其光耦合器件U1的三極管T的發(fā)射極與單片機(jī)輸入端之間不串接電阻R3，而直接連接。
圖7為本實(shí)用新型的第五實(shí)施例。該實(shí)施例與第二實(shí)施例之間的區(qū)別在于，其光耦合器件U1的三極管T的發(fā)射極與單片機(jī)輸入端之間不串接電阻R3，而直接連接。
圖8為本實(shí)用新型的第六實(shí)施例。該實(shí)施例與第三實(shí)施例之間的區(qū)別在于，其光耦合器件U1的三極管T的發(fā)射極與單片機(jī)輸入端之間不串接電阻R3，而直接連接。
圖9為本實(shí)用新型的第七實(shí)施例，該實(shí)施例與第一實(shí)施例不同在于，其光耦合器件U1的三極管T與單片機(jī)檢測信號輸入端之間的連接采用上拉方式連接。
該實(shí)施例中，所述三極管T的發(fā)射極直接接地；所述三極管T的集電極通過電阻R3連接單片機(jī)輸入觸點(diǎn)；同時，該集電極與電源正極Vcc之間串接電阻R2。
采用上述上拉方式連接時，其對應(yīng)于位置檢測觸點(diǎn)的波形如圖10所示。圖中A段為位置檢測觸點(diǎn)閉合時的情況，此時單片機(jī)檢測信號輸入點(diǎn)接收到脈沖信號。圖中B段為位制檢測觸點(diǎn)斷開的情況，此時單片機(jī)檢測信號輸入端接收到高電平。
由于采用上述上拉式電路時，位置檢測觸點(diǎn)斷開時單片機(jī)接收到的信號為高電平，與第一實(shí)施例至第六實(shí)施例的情況不同，因此，此時采用的檢測方法也有所不同。
圖11為采用上拉方式時的檢測方法流程圖。從圖中可以看出，與第一實(shí)施例的檢測方法不同，此時以是否出現(xiàn)低電平來判斷觸點(diǎn)是否閉合。
圖12至圖16為本實(shí)用新型第八實(shí)施例至第十二實(shí)施例的電路圖。上述實(shí)施例除輸出采用上拉方式外，其電路圖其它部份分別與第二實(shí)施例至第六實(shí)施例相同。由于采用上拉方式輸出，其檢測方法與第七實(shí)施例相同。
本實(shí)用新型第一實(shí)施例至第六實(shí)施例采用下拉方式輸出，此時以高電平作為判斷觸點(diǎn)是否閉合的信號；本實(shí)用新型第七實(shí)施例至第十二實(shí)施例采用上拉方式輸出，此時以低電平作為判斷觸點(diǎn)是否閉合的信號。因此，無論出現(xiàn)何種信號，都有一電平，可用于判斷位置檢測觸點(diǎn)是否閉合，此電平可稱為第一電平。
以上實(shí)施例均為交流電機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)到預(yù)定位置時，位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)閉合；交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到預(yù)定位置時，位置檢測觸點(diǎn)斷開。位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)還可以設(shè)置為交流電機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)到預(yù)定位置時，位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)斷開；交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到預(yù)定位置時，位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)閉合。此時同樣可以以上述檢測電路及方法進(jìn)行檢測，但要選擇不同的第一電平。
同樣，以上實(shí)施例中，位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)K與電機(jī)均為共零線連接，實(shí)際上，該位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)K還可以與電機(jī)共火線連接。其檢測方式與上述實(shí)施例無本質(zhì)的區(qū)別。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種交流電機(jī)位置觸點(diǎn)式檢測電路，包括電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)、單片機(jī)，所述電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)開關(guān)的一端接電機(jī)第一電源線，另一端為檢測端；其特征在于，還包括光耦合器，其發(fā)光器件一端連接該觸點(diǎn)開關(guān)的檢測端，另一端連接電機(jī)的第二電源線；其光接收器件輸出端接單片機(jī)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于所述光耦合器件的發(fā)光器件為發(fā)光二極管；還包括與該發(fā)光二極管串接的限流電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于還包括與所述光耦合器件的發(fā)光二極管反向并聯(lián)的二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于還包括與所述光耦合器件的發(fā)光二極管同向串聯(lián)的二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其特征在于還包括與所述光耦合器件的發(fā)光二極管反向并聯(lián)的二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于所述光耦合器件的光接收器件為光觸發(fā)三極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于所述光觸發(fā)三極管輸出端以上拉方式與單片機(jī)輸入端之間連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于所述光觸發(fā)三極管輸出端以下拉方式與單片機(jī)輸入端之間連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種交流電機(jī)位置觸點(diǎn)式檢測電路，包括交流電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)、單片機(jī)、光耦合器；所述位置檢測觸點(diǎn)的一端接電機(jī)第一電源線，另一端為檢測端；所述光耦合器的發(fā)光器件的一端與所述電機(jī)位置檢測觸點(diǎn)的檢測端連接，另一端與電機(jī)的第二電源線連接；其光接收器件輸出端接單片機(jī)輸入端。
文檔編號G05D3/00GK2800646SQ20052010734
公開日2006年7月26日 申請日期2005年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月25日
發(fā)明者姜德志, 李志罡, 黃靜莉, 王德盛 申請人:海爾集團(tuán)公司, 青島海爾科技有限公司