專利名稱：一種多引腳電位器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新 型涉及一種電位器，具體地講，是一種具有可編程功能的多引腳電位器。
背景技術(shù)：
電位器是具有引出端、阻值可按某種變化規(guī)律調(diào)節(jié)的電阻元件。它通常由電阻體和可移動(dòng)的電刷或滑動(dòng)系統(tǒng)組成，當(dāng)電刷沿電阻體移動(dòng)時(shí)，在輸出端即獲得與位移量成一定關(guān)系的電阻值或電壓。即當(dāng)電阻體的兩個(gè)固定觸電之間外加一個(gè)電壓時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)改變觸點(diǎn)在電阻體上的位置，在動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)之間便可得到一個(gè)與動(dòng)觸點(diǎn)位置成一定關(guān)系的電壓。目前使用的電位器一般為觸點(diǎn)式電位器，由電阻膜和觸點(diǎn)構(gòu)成，直接調(diào)節(jié)觸點(diǎn)在電阻膜上所處的位置，可調(diào)整電阻的大小，從而調(diào)整電位的高低。中國(guó)專利號(hào)為02217324. 2，名稱為“無觸點(diǎn)電位器”的實(shí)用新型專利公開了一種無觸點(diǎn)電位器，它是由傳感系統(tǒng)和電路分析轉(zhuǎn)換系統(tǒng)構(gòu)成，它的傳感系統(tǒng)是由感應(yīng)線圈和感應(yīng)體組成，感應(yīng)線圈是一個(gè)螺線管線圈，感應(yīng)體是一根導(dǎo)磁體，感應(yīng)體靠近感應(yīng)線圈，感應(yīng)體與感應(yīng)線圈之間的相對(duì)位置可操縱移動(dòng)。該實(shí)用新型專利通過調(diào)整感應(yīng)體與感應(yīng)線圈之間相對(duì)位置達(dá)到調(diào)整電位的目的，它是一種無磨損的電位器，適合需頻繁調(diào)速的電機(jī)、電動(dòng)縫紉機(jī)等行業(yè)。中國(guó)專利號(hào)為200820096190. 1，名稱為“用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的霍爾電位器”的實(shí)用新型專利公開了一種用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的霍爾電位器，包括穿過外殼的轉(zhuǎn)軸，與轉(zhuǎn)軸連動(dòng)的磁鋼，與磁鋼對(duì)應(yīng)的將磁通量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的霍爾元件，連接霍爾元件的執(zhí)行反正切(ATAN)運(yùn)算的信號(hào)處理電路。該信號(hào)處理電路為，順序連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)或數(shù)字輸出電路?；魻栐榛魻栮嚵?，并與所述信號(hào)處理電路集成為一體的霍爾芯片，利用霍爾原理實(shí)現(xiàn)電位改變。從上述介紹可以看出，不論是觸點(diǎn)式電位器、非觸點(diǎn)式電位器還是霍爾電位器，電位器的引腳通常只設(shè)有2 3根，輸出的電位信號(hào)往往是由電阻分壓特性、電磁感應(yīng)特性或者是霍爾效應(yīng)直接得到的，在電位器中沒有設(shè)置附加電路作變換和處理，不但對(duì)電位器結(jié)構(gòu)和材質(zhì)要求過高，而且電位信號(hào)對(duì)用戶的自適應(yīng)能力不好，用戶難以根據(jù)自己需求修改電位器的輸出信號(hào)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種多引腳電位器，解決現(xiàn)有電位器引腳過少的問題，從而可以在電位器內(nèi)部增加附加電路提高電位器的示意能力，用戶可以根據(jù)自身需求修改附加電路中的處理算法，擴(kuò)大電位器應(yīng)用范圍。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下—種多引腳電位器，電位器引腳包括電源正腳VCC、電源負(fù)腳GND和電位信號(hào)輸出腳Vout，其關(guān)鍵在于還包括串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX。通過在電位器上引出串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX，用戶可以利用這兩個(gè)引腳并根據(jù)自身需求修改電位器內(nèi)部的處理算法，提高電位器的應(yīng)用范圍。為了滿足一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景，電位器引腳還包括開關(guān)信號(hào)輸出腳K，當(dāng)電位信號(hào)達(dá)到某一閾值是，電位器自身輸出開關(guān)信號(hào)，控制外部設(shè)備工作，降低了外部控制電路的設(shè)計(jì)成本。所述開關(guān)信號(hào)輸出腳K輸出的信號(hào)也可以為PWM信號(hào)，輸出連續(xù)的PWM波形，用于控制PWM輸入型設(shè)備。作為進(jìn)一步描述，所述電位器引腳從殼體向外引出，在殼體內(nèi)設(shè)置有電位發(fā)生機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的軸身從殼體向外伸出，通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸改變電位發(fā)生機(jī)構(gòu)發(fā)出的電位信號(hào)。由于電位器結(jié)構(gòu)較多，可以是觸點(diǎn)式、劃片式以及本文背景技術(shù)中所描述的電感 式等等，本設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮轉(zhuǎn)軸式，通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的改變來控制電位發(fā)生機(jī)構(gòu)發(fā)出的電位信號(hào)。對(duì)于電位發(fā)生機(jī)構(gòu)而言，其形式也多種多樣，本實(shí)用新型所述電位發(fā)生機(jī)構(gòu)由處理電路、霍爾元件以及永磁體組成，永磁體安裝在所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)并隨著轉(zhuǎn)軸連動(dòng)，永磁體向外發(fā)出磁信號(hào)，霍爾元件接收永磁體的磁信號(hào)并輸出該磁信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，處理電路接收霍爾元件輸出的電信號(hào)并通過電位信號(hào)輸出腳Vout輸出該電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電位信號(hào)。通過霍爾效應(yīng),利用霍爾兀件和永磁體產(chǎn)生電位信號(hào)，相對(duì)于觸點(diǎn)式電位器而言，避免了器件之間的摩擦和磨損，對(duì)于電感式電位器而言，又避免了磁芯設(shè)計(jì)的困難，實(shí)施比較容易。在電路設(shè)計(jì)過程中，所述處理電路中設(shè)置有單片機(jī)，單片機(jī)的輸入端與霍爾元件的輸出端連接，單片機(jī)的一個(gè)輸出端連向電位信號(hào)輸出腳Vout，單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX分別向外引出，單片機(jī)和霍爾元件的工作電源由電源正腳VCC和電源負(fù)腳GND提供，在單片機(jī)上還引出有開關(guān)信號(hào)輸出端K。通過單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)輸入-輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換關(guān)系是通過單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置的輸入-輸出對(duì)照表以及相應(yīng)的算法確定的，根據(jù)不同用戶的需要，可以通過單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX改寫單片機(jī)內(nèi)部的處理算法，從而提高了電位器的自適應(yīng)能力。本實(shí)用新型的顯著效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)施方便，通過設(shè)置串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX，使得電位器具有可編程功能，用戶能夠根據(jù)自身需要，修改電位器的輸入-輸出關(guān)系，從而提高電位器的自適應(yīng)能力，擴(kuò)大電位器的應(yīng)用范圍。
圖I是本實(shí)用新型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的電路原理框圖；圖3是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖I所示一種多引腳電位器，電位器引腳包括電源正腳VCC、電源負(fù)腳GND、電位信號(hào)輸出腳Vout、串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX。[0024]電源正腳VCC和電源負(fù)腳GND主要為電位器內(nèi)部電路供電，通過電位信號(hào)輸出腳Vout向外輸出電位信號(hào)，用戶通過串行串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX可以修改電位器內(nèi)部的運(yùn)算算法，使得輸出的電位信號(hào)滿足自身需求，這樣，電位器生產(chǎn)廠家可以大批量的生產(chǎn)同一輸出特性的電位器，用戶根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的改變以及自身的需求再來修改，從而提高了電位器的適應(yīng)能力。對(duì)于一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景，電位器引腳還設(shè)置有開關(guān)信號(hào)輸出腳K，當(dāng)電位信號(hào)達(dá)到某一閾值是，電位器自身輸出開關(guān)信號(hào)，控制外部設(shè)備工作，降低了外部控制電路的設(shè)計(jì)成本，也可以將開關(guān)信號(hào)輸出腳K定義成一個(gè)PWM輸出腳，輸出連續(xù)的PWM信號(hào)，用于控制PWM輸入型設(shè)備。在實(shí)施過程中，所述電位器引腳從殼體I向外引出，在殼體I內(nèi)設(shè)置有電位發(fā)生機(jī)構(gòu)2和轉(zhuǎn)軸3，轉(zhuǎn)軸3的軸身從殼體I向外伸出，通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸3改變電位發(fā)生機(jī)構(gòu)2發(fā)出的電位信號(hào)。對(duì)于電位發(fā)生機(jī)構(gòu)而言，其形式也多種多樣，本實(shí)用新型所述電位發(fā)生機(jī)構(gòu)2由處理電路21、霍爾元件22以及永磁體23組成，永磁體23安裝在所述轉(zhuǎn)軸3內(nèi)并隨著轉(zhuǎn)軸3連動(dòng)，永磁體23向外發(fā)出磁信號(hào)，霍爾元件22接收永磁體23的磁信號(hào)并輸出該磁信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，處理電路21接收霍爾元件22輸出的電信號(hào)并通過電位信號(hào)輸出腳Vout輸出該電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電位信號(hào)。如圖2所示在電路設(shè)計(jì)過程中，所述處理電路21中設(shè)置有單片機(jī)211，單片機(jī)211的輸入端與霍爾兀件22的輸出端連接,單片機(jī)211的一個(gè)輸出端連向電位信號(hào)輸出腳Vout，單片機(jī)211的串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX分別向外引出，單片機(jī)211和霍爾元件22的工作電源由電源正腳VCC和電源負(fù)腳GND提供，在單片機(jī)211上還引出有開關(guān)信號(hào)輸出端K。如圖3所示在具體實(shí)施過程中，霍爾元件22采用Melexis公司提供的三軸霍爾可編程傳感器芯片MLX90360，該芯片具有可編程的模擬或者PWM輸出，其線性或角度位置傳感信號(hào)可以直接連接到控制電路，芯片還可以通過輸出接口直接實(shí)現(xiàn)在線編程。本設(shè)計(jì)中直接利用MLX90360的模擬輸出端將其傳感信號(hào)送入單片機(jī)211中，在單片機(jī)211內(nèi)部設(shè)置一組輸入-輸出對(duì)照表，利用單片機(jī)211對(duì)霍爾元件22輸出的信號(hào)再做一次運(yùn)算和處理，確定其輸入輸出關(guān)系。在單片機(jī)211輸出端與電位信號(hào)輸出腳Vout之間還設(shè)置有一個(gè)輸出電路212,該輸出電路212由相應(yīng)的限流濾波電路和一塊集成運(yùn)放芯片LMV321組成，將集成運(yùn)放芯片LMV321作為電壓跟隨器使用，從而提高了輸出信號(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。單片機(jī)211的2號(hào)引腳通過限流電阻R3向外引出，作為開關(guān)信號(hào)輸出腳K，根據(jù)單片機(jī)211內(nèi)部的處理算法，當(dāng)霍爾元件22輸出的感應(yīng)信號(hào)達(dá)到某一閾值時(shí)，單片機(jī)211可以通過2號(hào)引腳向外輸出開關(guān)信號(hào)，通過開關(guān)信號(hào)和電位信號(hào)的組合，可以實(shí)現(xiàn)某些特殊場(chǎng)景的應(yīng)用。本實(shí)用新型的工作原理是在電位器的處理電路21中設(shè)置單片機(jī)211，將單片機(jī)211的串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX向外引出，通過單片機(jī)211可以實(shí)現(xiàn)輸入-輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換關(guān)系是通過單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置的輸入-輸出對(duì)照表以及相應(yīng)的算法確定的，根據(jù)不同用戶的需要，可以通過單片機(jī)211的串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX改寫單片機(jī)211內(nèi)部的處理算法，從而提高了電位器的適應(yīng)能力。
權(quán)利要求1.一種多引腳電位器，電位器引腳包括電源正腳VCC、電源負(fù)腳GND和電位信號(hào)輸出腳Vout，其特征在于還包括串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種多引腳電位器，其特征在于電位器引腳還包括開關(guān)信號(hào)輸出腳K。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多引腳電位器,其特征在于所述開關(guān)信號(hào)輸出腳K輸出的信號(hào)為PWM信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種多引腳電位器，其特征在于所述電位器引腳從殼體⑴向外引出，在殼體⑴內(nèi)設(shè)置有電位發(fā)生機(jī)構(gòu)⑵和轉(zhuǎn)軸(3),轉(zhuǎn)軸(3)的軸身從殼體(I)向外伸出，通過轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸(3)改變電位發(fā)生機(jī)構(gòu)(2)發(fā)出的電位信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多引腳電位器，其特征在于所述電位發(fā)生機(jī)構(gòu)(2)由 處理電路(21)、霍爾元件(22)以及永磁體(23)組成，永磁體(23)安裝在所述轉(zhuǎn)軸(3)內(nèi)并隨著轉(zhuǎn)軸(3)連動(dòng)，永磁體(23)向外發(fā)出磁信號(hào)，霍爾元件(22)接收永磁體(23)的磁信號(hào)并輸出該磁信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，處理電路(21)接收霍爾元件(22)輸出的電信號(hào)并通過電位信號(hào)輸出腳Vout輸出該電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電位信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多引腳電位器，其特征在于所述處理電路(21)中設(shè)置有單片機(jī)(211)，單片機(jī)(211)的輸入端與霍爾元件(22)的輸出端連接，單片機(jī)(211)的一個(gè)輸出端連向電位信號(hào)輸出腳Vout，單片機(jī)(211)的串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX分別向外引出，單片機(jī)(211)和霍爾元件(22)的工作電源由電源正腳VCC和電源負(fù)腳GND提供，在單片機(jī)(211)上還引出有開關(guān)信號(hào)輸出端K。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多引腳電位器，電位器引腳包括電源正腳VCC、電源負(fù)腳GND和電位信號(hào)輸出腳Vout，其特征在于還包括串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX。其顯著效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)施方便，通過設(shè)置串行數(shù)據(jù)發(fā)送腳TX和串行數(shù)據(jù)接收腳RX，使得電位器具有可編程功能，用戶能夠根據(jù)自身需要，修改電位器的輸入-輸出關(guān)系，從而提高電位器的自適應(yīng)能力，擴(kuò)大電位器的應(yīng)用范圍。
文檔編號(hào)H01C10/00GK202758695SQ201220410759
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者李廷, 鄧紅梅, 蔣勤舟 申請(qǐng)人:重慶諾柏恩自動(dòng)化技術(shù)有限公司