基于紅外檢測的磁懸浮控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及磁懸浮控制裝置。
【背景技術】
[0002]如今磁懸浮技術發展日漸成熟，許多DIY愛好者也會制作一些磁懸浮作品。目前主流的磁懸浮控制裝置的原理框圖如圖1所示。該磁懸浮控制裝置包括測距傳感器91、控制器92、線圈驅動電路93以及電磁線圈94。測距傳感器91的輸出端與控制器92的輸入端電連接，控制器92的輸出端與線圈驅動電路93的輸入端電連接，線圈驅動電路93的輸出端與電磁線圈94相連。
[0003]其中，測距傳感器91用于對磁性懸浮物8所處的位置進行實時測距，控制器92根據測距傳感器91檢測到的距離通過一定的算法(例如PID算法)，計算出應該施加到磁性懸浮物8上的外力大小和方向，然后通過線圈驅動電路93控制電磁線圈94產生磁場作用于磁性懸浮物8，從而使磁性懸浮物8保持穩定的懸浮狀態。
[0004]現有的磁懸浮控制裝置都是采用霍爾元件作為測距傳感器。霍爾元件測量磁性物體距離的原理是通過測量周圍的磁場強度完成的，所以使用這種傳感器的缺點是受周圍環境磁場的影響較大，另外使用霍爾元件的成本也較高。

【發明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種基于紅外檢測的磁懸浮控制裝置，其在對磁性懸浮物所處的位置進行實時測距時不會受周圍環境磁場的影響，且實施成本低。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案是:
[0007]基于紅外檢測的磁懸浮控制裝置，包括用于對磁性懸浮物所處的位置進行實時測距的測距傳感器、控制器、線圈驅動電路以及電磁線圈；測距傳感器的輸出端與控制器的輸入端電連接，控制器的輸出端與線圈驅動電路的輸入端電連接，線圈驅動電路的輸出端與電磁線圈相連；其特點在于，測距傳感器為紅外測距傳感器。
[0008]采用上述技術方案后，由于使用紅外管測量物體距離的原理是檢測物體反射紅外光的強度，因此不會受周圍環境磁場的影響，且實施成本較霍爾元件低出很多。
【附圖說明】
[0009]圖1是現有的磁懸浮控制裝置的原理框圖。
[0010]圖2是根據本實用新型一實施例的磁懸浮控制裝置的原理框圖。
[0011]圖3是根據本實用新型一實施例的紅外測距傳感器的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0013]請參閱圖2。根據本實用新型一實施例的基于紅外檢測的磁懸浮控制裝置包括用于對磁性懸浮物8所處的位置進行實時測距的紅外測距傳感器1、控制器2、線圈驅動電路3以及電磁線圈4。紅外測距傳感器I的輸出端與控制器2的輸入端電連接，控制器2的輸出端與線圈驅動電路3的輸入端電連接，線圈驅動電路3的輸出端與電磁線圈4相連。
[0014]紅外測距傳感器I的電路結構如圖3所示。紅外測距傳感器包括電源輸入引腳VCC、接地引腳GND、電壓輸出引腳0UT、紅外發射管FD、紅外接收管JD、第一調節電阻R1、第二調節電阻R2以及限流電阻R3。
[0015]第一調節電阻Rl的一端分別與電源輸入引腳VCC和第二調節電阻R2的一端相連，第一調節電阻Rl的另一端與紅外發射管FD的正極相連，紅外發射管FD的負極與限流電阻R3的一端相連；第二調節電阻R2的另一端與紅外接收管JD的集電極相連，紅外接收管JD的發射極與限流電阻R3的另一端均與接地引腳GND相連；第二調節電阻R2的另一端與紅外接收管JD的集電極的共接點與電壓輸出引腳OUT相連。
[0016]其中第一調節電阻Rl的作用是調節紅外發射管FD的工作電流，限流電阻R3用來限流，防止第一調節電阻Rl調節失誤造成紅外發射管FD燒毀。第二調節電阻R2的作用是調節紅外接收管JD的集電極電壓。該電阻應當選取合適，調得過大會導致紅外接收管JD工作在飽和狀態，此時電壓輸出引腳OUT的輸出電壓會偏低；調得過小時紅外接收管JD雖然處在放大區，但是電壓輸出引腳OUT的輸出電壓不能靈敏地隨著距離變化而變化。電壓輸出引腳OUT的輸出電壓可以反映出當前的距離信息，對于圖3的電路而言，磁性懸浮物8離紅外管越近，電壓輸出引腳OUT的電壓值越小，距離越遠電壓輸出引腳OUT的電壓值越大。
[0017]電磁線圈中電流導通的方向和大小不同，可以控制產生的磁場的方向和大小，從而控制磁性懸浮物8受力的方向和大小。在本實施例中，為實現雙向導通，線圈驅動電路3采用了全橋驅動電路，實際使用的是L298N全橋驅動芯片。
[0018]在本實施例中，控制器2為MCU。
[0019]本實用新型采用紅外測距傳感器作為測距傳感器，至少具有以下優點:1、成本較霍爾元件低很多；2、紅外管測距原理決定它不會受周圍環境磁場的影響。
[0020]以上描述是結合【具體實施方式】和附圖對本實用新型所做的進一步說明。但是，本實用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方法來實施，本領域技術人員可以在不違背本【實用新型內容】的情況下根據實際使用情況進行推廣、演繹，因此，上述具體實施例的內容不應限制本實用新型確定的保護范圍。
【主權項】
1.基于紅外檢測的磁懸浮控制裝置，包括用于對磁性懸浮物所處的位置進行實時測距的測距傳感器、控制器、線圈驅動電路以及電磁線圈；所述測距傳感器的輸出端與所述控制器的輸入端電連接，所述控制器的輸出端與線圈驅動電路的輸入端電連接，所述線圈驅動電路的輸出端與電磁線圈相連；其特征在于，所述的測距傳感器為紅外測距傳感器。2.根據權利要求1所述的磁懸浮控制裝置，其特征在于，所述紅外測距傳感器包括電源輸入引腳、接地引腳、電壓輸出引腳、紅外發射管、紅外接收管、第一調節電阻、第二調節電阻以及限流電阻； 所述第一調節電阻的一端分別與所述電源輸入引腳和所述第二調節電阻的一端相連，第一調節電阻的另一端與所述紅外發射管的正極相連，紅外發射管的負極與所述限流電阻的一端相連；所述第二調節電阻的另一端與所述紅外接收管的集電極相連，紅外接收管的發射極與所述限流電阻的另一端均與所述接地引腳相連；所述第二調節電阻的另一端與所述紅外接收管的集電極的共接點與所述電壓輸出引腳相連。3.根據權利要求1或2所述的磁懸浮控制裝置，其特征在于，所述的線圈驅動電路為全橋驅動電路。4.根據權利要求1或2所述的磁懸浮控制裝置，其特征在于，所述的控制器為MCU。
【專利摘要】本實用新型公開了基于紅外檢測的磁懸浮控制裝置，包括用于對磁性懸浮物所處的位置進行實時測距的測距傳感器、控制器、線圈驅動電路以及電磁線圈；測距傳感器的輸出端與所述控制器的輸入端電連接，控制器的輸出端與線圈驅動電路的輸入端電連接，線圈驅動電路的輸出端與電磁線圈相連；其特點是，測距傳感器為紅外測距傳感器。采用上述技術方案后，由于使用紅外管測量物體距離的原理是檢測物體反射紅外光的強度，因此不會受周圍環境磁場的影響，且實施成本較霍爾元件低出很多。
【IPC分類】G01C3/00, H02N15/00
【公開號】CN204906230
【申請號】CN201520630757
【發明人】倪世佳
【申請人】上海鼎為電子科技（集團）有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月20日