一種集成多通信方式的舵機控制實驗裝置的制作方法

本發明一種舵機實驗裝置，特別涉及一種集成多通信方式的舵機控制實驗裝置。

背景技術：

舵機是一種重要執行機構，它能夠根據控制信號的脈沖寬度轉動相應的角度，且轉動的角度跟脈沖寬度屬于比例關系，舵機在很多領域都有使用，如農業機械、工業設備、光伏電子領域等。在實際教學中，學校的學生需要學習舵機控制，但是缺少專業的實驗裝置，并且舵機控制的通信方式都比較單一，局限性較大。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單、適用范圍廣的集成多通信方式的舵機控制實驗裝置。

本發明解決上述問題的技術方案是：一種集成多通信方式的舵機控制實驗裝置，包括微處理器、舵機、信號切換單元，所述信號切換單元包括通信接口、手動切換開關、通信電平轉換單元和電子模擬開關，所述通信接口、手動切換開關、通信電平轉換單元、電子模擬開關、微處理器依次串接，微處理器與舵機相連。

上述集成多通信方式的舵機控制實驗裝置，還包括反饋單元，反饋單元包括光電擋板和光電傳感器，光電擋板安裝在舵機上，光電傳感器正對光電擋板設置，光電傳感器的信號輸出端與微處理器相連。

上述集成多通信方式的舵機控制實驗裝置，還包括人機交互單元，人機交互單元包括鍵盤和顯示器，鍵盤、顯示器分別與微處理器相連。

上述集成多通信方式的舵機控制實驗裝置，所述通信電平轉換單元包括rs232電平轉換電路和rs485電平轉換電路，所述通信接口經手動切換開關后分別與rs232電平轉換電路、rs485電平轉換電路的一端相連，rs232電平轉換電路、rs485電平轉換電路的另一端分別經電子模擬開關后連接微處理器。

上述集成多通信方式的舵機控制實驗裝置，所述手動切換開關采用三刀雙擲開關e-ten302，三刀雙擲開關包括第一至第三公共接線點、第一至第六輸出接線點，其中第一公共接線點和第二公共接線點分別連接通信接口，第三公共接線點接電源，第一輸出接線點、第三輸出接線點分別連接rs232電平轉換電路，第五輸出接線點懸空，第二輸出接線點、第四輸出接線點分別連接rs485電平轉換電路，第六輸出接線點連接電子模擬開關。

上述集成多通信方式的舵機控制實驗裝置，所述電子模擬開關采用ch440。

本發明的有益效果在于：

1、本發明的通信電平轉換單元包括rs232電平轉換電路和rs485電平轉換電路，做調試類試驗采用rs232通信，做應用類試驗時采用rs485通信，針對不同的實驗內容可以通過手動切換開關手動切換不同的通信方式，既簡單又靈活。

2、本發明設有人機交互單元，顯示器采用數碼管顯示，鍵盤采用獨立按鍵輸入，不與其他裝置通信時可以進行本地顯示和調整舵機的參數，擴展了電路的實驗功能。

3、本發明設有反饋單元，反饋單元包括光電擋板和光電傳感器，光電擋板安裝在舵機上，光電傳感器正對光電擋板設置，光電傳感器的信號輸出端與微處理器相連；舵機轉動帶動光電擋板轉動，光電擋板的轉動使得光電傳感器得到相應的脈沖信號，經過處理后反饋回微處理器，形成控制閉環回路，可以進行各種控制實驗，并檢測舵機的輸出精度。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖。

圖2為本發明的電路圖。

圖3為電子模擬開關的邏輯功能圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，本發明包括微處理器、舵機、信號切換單元、反饋單元、人機交互單元，所述信號切換單元包括通信接口、手動切換開關、通信電平轉換單元和電子模擬開關，所述通信接口、手動切換開關、通信電平轉換單元、電子模擬開關、微處理器依次串接，微處理器與舵機相連。人機交互單元包括鍵盤和顯示器，鍵盤、顯示器分別與微處理器相連。

所述通信電平轉換單元包括rs232電平轉換電路和rs485電平轉換電路，所述通信接口經手動切換開關后分別與rs232電平轉換電路、rs485電平轉換電路的一端相連，rs232電平轉換電路、rs485電平轉換電路的另一端分別經電子模擬開關后連接微處理器。rs232和rs485是電氣標準，主要區別就是邏輯如何表示。rs232使用-12v表示邏輯1，12v表示邏輯0，全雙工，因為使用絕對電壓表示邏輯，由于干擾，導線電阻等原因，通訊距離不遠，低速時最多也就能傳輸幾十米。rs485是在rs232后推出，采用差分信號負邏輯，以兩線間的電壓差為-(2~6)v表示邏輯"1”以兩線間的電壓差為+(2~6)v表示；邏輯"0"。rs-485最大的通信距離可以達到千米，最大傳輸速率為10mbps。做調試類試驗采用rs232通信，做應用類試驗時采用rs485通信，針對不同的實驗內容可以通過手動切換開關手動切換不同的通信方式，既簡單又靈活。

所述手動切換開關采用三刀雙擲開關e-ten302，三刀雙擲開關包括第一至第三公共接線點、第一至第六輸出接線點，其中第一公共接線點和第二公共接線點分別連接通信接口，第三公共接線點接電源，第一輸出接線點、第三輸出接線點分別連接rs232電平轉換電路，第五輸出接線點懸空，第二輸出接線點、第四輸出接線點分別連接rs485電平轉換電路，第六輸出接線點連接電子模擬開關。

反饋單元包括光電擋板和光電傳感器，光電擋板安裝在舵機上，光電傳感器正對光電擋板設置，光電傳感器的信號輸出端與微處理器相連。

本發明以微處理器為核心，連接其他裝置來傳輸舵機參數時，信號從通信接口輸入輸出，通過撥動三刀雙擲開關切換不同的檔位，三刀雙擲開關一部分控制通信電平轉換單元與通信接口的連接，三刀雙擲開關另一部分控制電子模擬開關，通過電子模擬開關控制通信電平轉換單元和微處理器的連接。微處理器根據通信傳輸過來的指令或者鍵盤輸入的指令產生相應的pwm波，控制舵機轉動。舵機的轉動帶動光電擋板的轉動，光電擋板的轉動使得光電傳感器得到相應的脈沖信號，經過處理后反饋回微處理器，微處理器進行顯示或者通過通信接口反饋給其他裝置。

如圖2所示，通信接口采用標準d型數據接口連接器db9；手動切換開關采用三刀雙擲開關e-ten302，它有2個檔位；通信電平轉換單元的主芯片采用max232和max485；電子模擬開關采用ch440，它是4通道低阻寬帶雙向電子模擬開關芯片。由通信接口db9連接外部通信設備，連接后通過三刀雙擲開關s1切換通信連接，2個檔位，當三刀雙擲開關s1撥到位置1時，三刀雙擲開關s1的三個公共接線點分別連接第一、第三、第五輸出接線點，db9的第3腳和第2腳分別與max232的第7腳和第8腳相連，同時控制電子模擬開關u3的第1腳為低電平；當三刀雙擲開關s1撥到位置2時，三刀雙擲開關s1的三個公共接線點分別連接第二、第四、第六輸出接線點，db9的第3腳和第2腳分別與max485的第6腳和第7腳相連，同時控制電子模擬開關u3的第1腳為高電平。通信信號經過通信電平轉換單元后送入電子模擬開關ch440的輸入端，ch440包含4通道單刀雙擲模擬開關，高帶寬，低導通電阻，可以用于視頻或者其他信號二選一切換。它的內部功能框圖如圖3所示，15腳為en控制端低電平有效，第1腳為選擇輸入端，當其為低電平時選擇輸入為s1的端口輸出：微處理器的txd、rxd引腳與max232的txd、rxd相連接；當為高電平時選擇輸入為s2的端口輸出。通過撥動三刀雙擲開關s1處于位置1和位置2，選擇不同的信號傳輸通道使得該裝置可以實現多種通信方式。