本實用新型專利技術公開了一種智能電位器，其特征在于：設置有電位發生機構、單片機和輸出電路，單片機上設置有電位信號輸入接口、電位信號輸出接口以及串行數據通信接口，電位信號輸入接口與電位發生機構的輸出端連接，電位信號輸出接口與輸出電路連接，串行數據通信接口與下載器連接，單片機通過下載器與PC機實現串口通信，在輸出電路的輸出端輸出電位信號。其顯著效果是：結構簡單、實施方便，通過設置單片機，利用下載器將單片機與PC機連接，用戶可以在PC機上修改單片機的輸入輸出關系，使得電位發生機構輸出的電位信號可以根據用戶自身需求按照某一特定曲線向外輸出，從而提高電位器的自適應能力，擴大電位器的應用范圍。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種電位器，具體地講，是一種具有可編程功能的智能電位器。
技術介紹
常見的電位器是指具有引出端、阻值可按某種變化規律調節的電阻元件。它通常由電阻體和可移動的電刷或滑動系統組成，當電刷沿電阻體移動時，在輸出端即獲得與位移量成一定關系的電阻值或電壓。即當電阻體的兩個固定觸電之間外加一個電壓時，通過轉動或滑動系統改變觸點在電阻體上的位置，在動觸點與固定觸點之間便可得到一個與動觸點位置成一定關系的電壓。目前使用的電位器一般為觸點式電位器，由電阻膜和觸點構成，直接調節觸點在電阻膜上所處的位置，可調整電阻的大小，從而調整電位的高低。中國專利號為02217324. 2，名稱為“無觸點電位器”的技術專利公開了一種無觸點電位器，它是由傳感系統和電路分析轉換系統構成，它的傳感系統是由感應線圈和感應體組成，感應線圈是一個螺線管線圈，感應體是一根導磁體，感應體靠近感應線圈，感應體與感應線圈之間的相對位置可操縱移動。該技術專利通過調整感應體與感應線圈之間相對位置達到調整電位的目的，它是一種無磨損的電位器，適合需頻繁調速的電機、電動縫紉機等行業。中國專利號為200820096190. 1，名稱為“用于執行機構的霍爾電位器”的技術專利公開了一種用于執行機構的霍爾電位器，包括穿過外殼的轉軸，與轉軸連動的磁鋼，與磁鋼對應的將磁通量轉換為電壓信號的霍爾元件，連接霍爾元件的執行反正切(ATAN)運算的信號處理電路。該信號處理電路為，順序連接的模數轉換器(A/D)、數字信號處理器(DSP)、數模轉換器(D/A)或數字輸出電路。霍爾元件為霍爾陣列，并與所述信號處理電路集成為一體的霍爾芯片，利用霍爾原理實現電位改變。從上述介紹可以看出，不論是觸點式電位器、非觸點式電位器還是霍爾電位器，電位器輸出的電位信號在出廠時已經被固定，用戶要想對電位信號進行修正，必須外設其他電路進行轉換，而且固化后的電位信號常常由于電位器內部結構磨損或元件老化引起誤差，用戶使用極不方便。
技術實現思路
本技術的目的是提出一種智能電位器，解決現有電位器輸出電位信號難以修正的缺陷，達到用戶自適應效果。為達到上述目的，本技術所采用的技術方案如下一種智能電位器，其關鍵在于設置有電位發生機構、單片機和輸出電路，所述單片機上設置有電位信號輸入接口、電位信號輸出接口以及串行數據通信接口，所述電位信號輸入接口與電位發生機構的輸出端連接，所述電位信號輸出接口與輸出電路連接，所述串行數據通信接口與下載器連接，單片機通過下載器與PC機實現串口通信，在輸出電路的輸出端輸出電位信號。普通的電位器沒有設置單片機，電位信號由電位發生機構直接輸出，輸出的信號往往在出廠時被固化，以線性輸出為例，電位信號只會隨著轉動角度的改變呈線性變換，如果用戶要在某一特定轉角得到一個特定的電位信號，則需要外接處理電路，不但增加了成本，而且增加電路板的面積，無法滿足設備小型化需求。本技術在電位器內設置一塊單片機，通過單片機對電位發生機構輸出的初始電位信號進行處理，通過輸出電路輸出最終的電位信號，電位信號的輸入輸出關系可以通過PC機和下載器進行更改，用戶在PC機的人機交互界面上可以直接更改單片機內部的程序，使得電位器最終輸出的電位信號滿足自身應用需求。為了滿足一些特殊應用場景，所述單片機還設置有開關信號輸出接口。所述開關信號輸出接口輸出的信號為觸發型開關信號或連續型PWM信號。當電位信號達到某一閾值是，電位器自身輸出開關信號，控制外部設備工作，提升電位器功能，降低外部控制電路的設計成本。開關信號輸出接口也可以輸出PWM信號，利用PWM直接控制電機等設備。開關信號與PWM信號的切換，通過單片機內部的貯存參數進行控制。 由于電位器結構較多，可以是觸點式、滑片式以及本文
技術介紹
中所描述的電感式等等，本設計重點考慮轉軸式，電位發生機構由霍爾元件、永磁體以及轉軸組成，永磁體安裝在轉軸內并隨著轉軸轉動，霍爾元件接收永磁體的磁場分布信號并輸出該磁場分布信號相對應的電信號。通過霍爾效應,利用霍爾兀件和永磁體產生電位信號，相對于觸點式電位器而言，避免了器件之間的摩擦和磨損，對于電感式電位器而言，又避免了磁芯設計的困難，實施比較容易。在電路設計過程中，所述輸出電路設置有一塊用于電壓跟隨的運算放大芯片，單片機輸出的電位信號經過運算放大芯片后再向外輸出，提高了輸出信號的穩定性和抗干擾能力。本技術的顯著效果是結構簡單、實施方便，通過設置單片機，利用下載器將單片機與PC機連接,用戶可以在PC機上修改單片機的輸入輸出關系,使得電位發生機構輸出的電位信號可以根據用戶自身需求按照某一特定曲線向外輸出，從而提高電位器的自適應能力，擴大電位器的應用范圍。附圖說明圖I是本技術的電路原理框圖；圖2是本技術的安裝結構示意圖；圖3是本技術的電路原理圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例對本技術作進一步的說明。如圖I所示一種智能電位器，設置有電位發生機構I、單片機2和輸出電路3，所述單片機2上設置有電位信號輸入接口、電位信號輸出接口以及串行數據通信接口 TX、RX，所述電位信號輸入接口與電位發生機構I的輸出端連接，所述電位信號輸出接口與輸出電路3連接，所述串行數據通信接口 TX、RX與下載器4連接，單片機2通過下載器4與PC機5實現串口通信，在輸出電路3的輸出端Vout輸出電位信號，在單片機2還設置有開關信號輸出接口 K，電位器通過電源正極VCC和電源負極GND分別為電位發生機構I、單片機2以及輸出電路3供電，所述開關信號輸出接口輸出的信號為觸發型開關信號或連續型PWM信號。如圖2所示在實施過程中，電位發生機構I由霍爾元件11、永磁體12以及轉軸13組成，永磁體12安裝在轉軸13內并隨著轉軸13轉動，霍爾元件11接收永磁體12的磁場分布信號并輸出該磁場分布信號相對應的電信號。 如圖3所示在電路設計過程中，所述輸出電路3設置有一塊用于電壓跟隨的運算 放大芯片，霍爾元件11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現在線編程。本設計中直接利用MLX90360的模擬輸出端將其傳感信號送入單片機2中，在單片機2內部設置一組輸入-輸出對照表，利用單片機2對霍爾元件11輸出的信號再做一次運算和處理，確定其輸入輸出關系，在單片機2輸出的電位信號經過輸出電路3后由電位信號輸出腳Vout輸出，該輸出電路3中的運算放大芯片為LMV321并采用電壓跟隨器的方式連接，在運算放大芯片和單片機輸出管腳之間還通過電阻R6、R7以及電容C7、C8組成一個簡易的低通濾波電路，輸出電路3對單片機2輸出的電位信號進行濾波處理，提高了電位器的穩定性和抗干擾能力。本技術的工作原理是將電位器中的電位發生機構I與單片機2連接，利用單片機2的可編程特性，通過下載器4實現單片機2與PC機5之間的串行通信，用戶可以在PC機5的人機交互界面上直接更改單片機2內部的處理算法，使得電位發生機構I輸出的電位信號可以按照用戶自定義的線性關系進行輸出，降低了對電位發生機構I的精度需求，滿足用戶特定的應用需求，提聞電本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種智能電位器，其特征在于：設置有電位發生機構(1)、單片機(2)和輸出電路(3)，所述單片機(2)上設置有電位信號輸入接口、電位信號輸出接口以及串行數據通信接口，所述電位信號輸入接口與電位發生機構(1)的輸出端連接，所述電位信號輸出接口與輸出電路(3)連接，所述串行數據通信接口與下載器(4)連接，單片機(2)通過下載器(4)與PC機(5)實現串口通信，在輸出電路(3)的輸出端輸出電位信號。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李廷，鄧紅梅，蔣勤舟，
申請(專利權)人：重慶諾柏恩自動化技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：
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