一种无线可调节信号发生装置的制作方法

1.本发明涉及信号发生器领域，具体是一种无线可调节信号发生装置。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.用于化工生产的一些机械设备由于工作环境的特殊性需要远程控制。现在的远程控制开关功能单一，只能控制启停，并且一般是一对一的工作模式，即一个远程开关控制一个机械设备。


技术实现要素：

4.为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种无线可调节信号发生装置，提供了可调节模拟信号的输出、开关量的控制输出，可用于机械设备的速度控制、启停、正反方向等控制以及多种无源控制，实现多种控制功能，该装置具有频段调节匹配功能，可实现一控多的功能。
5.为了解决所述技术问题，一种无线可调节信号发生装置，包括主控单元、按键输入电路、显示屏、通信电路、模拟调速信号输出电路、开关量输出电路和推拉信号输出电路，按键输入电路与主控单元的输入端相连，通过按键输入电路向主控单元输入速度调节、方向调节、启停控制、通信匹配信号，通信电路连接于主控单元与被控机械设备之间，通过通信电路实现接收装置和发送装置的频率匹配，开关量输出电路、调速信号输出电路和推拉信号输出电路连接于主控单元与被控机械设备之间，向被控机械设备输出模拟调速信号、开关量、推拉信号，从而实现被控机械设备的速度调节、启停控制和方向调节。
6.进一步的，所述通信电路采用射频芯片e22-400t22s，射频芯片e22-400t22s的输入端与主控电路相连，与主控电路相连的射频芯片作为发射装置，被控机械设备上设有射频芯片作为接收装置，通信通信电路实现接收装置和发送装置的频率匹配。
7.进一步的，模拟调速信号输出电路包括pwm信号、ad信号和放大器lmv321m5，pwm信号、ad信号由主控单元产生，pwm信号经电阻r16、r17连接至放大器lmv321m5的同相输入端，ad经电阻r23连接至放大器lmv321m5的反相输入端，放大器lmv321m5的输出端输出0-5v的模拟量至被控机械设备。
8.进一步的，电阻r16与地之间设有并联的滤波电容c12、c13，电阻r17与地之间这有并联的滤波电容c14、c15，电阻23与地之间设有滤波电容c16，放大器lmv321m5的输出端连接有自复式保险丝，并且放大器lmv321m5的输出端与地之间连接有瞬态抑制二极管d7。
9.进一步的，推拉信号输出电路包括推拉方向信号、三极管q2和瞬态抑制二极管d6，推拉方向信号由主控单元产生，经过电阻r9连接至三极管q2的基极，三极管q2的集电极经电阻r7连接+5v电源，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极作为输出端连接至被控机
械设备，瞬态抑制二极管d6连接在三极管q2的集电极。
10.进一步的，开关量输出电路有两路，一路包括开关量信号rly_1、三极管q3、二极管d5和继电器k1，开关量信号rly_1由主控单元产生，经电阻r11连接至三极管q3的基极，三极管q3的集电极连接二极管d5的正极和继电器k1线圈的一端，+12v电源连接二极管d5的负极和继电器k1线圈的另一端，三极管q3的发射极接地，继电器k1的触点连接至被控机械设备，另一路包括开关量信号rly_2、三极管q5、二极管d8和继电器k2，开关量信号rly_2由主控单元产生，经电阻r20连接至三极管q5的基极，三极管q5的集电极连接二极管d8的正极和继电器k2线圈的一端，+12v电源连接二极管d8的负极和继电器k2线圈的另一端，三极管q5的发射极接地，继电器k2的触点连接至被控机械设备。
11.进一步的，主控单元采用stm32系列单片机。
12.本发明的有益效果：1、改变了以往单一的开关控制功能，该发明有提供了可调节模拟信号的输出，开关量的控制输出。
13.2、可用于机械设备的速度控制、启停等控制，实现多种控制功能。
14.3、具有频段调节匹配功能，可实现一控多的功能。
15.4、可编辑功能，装置配有多个无源控制接电，可通过显示界面编辑实现多点控制。
16.5、多种功能集成一体，便捷，通用性强。
附图说明
17.图1为本发明信号发生装置主控单元原理图；图2为本发明信号发生装置按键输入电路图；图3为本发明信号发生装置显示屏原理图；图4为本发明信号发生装置通信电路原理图；图5为本发明信号发生装置模拟调速信号输出电路原理图；图6为本发明信号发生装置推拉信号输出电路原理图；图7为本发明信号发生装置开关量输出电路原理图；图8为本发明信号发生装置电源电路原理图；图9为阶梯信号升速示意图；图10为斜坡启动信号升速示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
19.实施例1本实施例公开一种无线可调节信号发生装置，包括主控单元、按键输入电路、显示屏、通信电路、模拟调速信号输出电路、开关量输出电路和推拉信号输出电路，按键输入电路与主控单元的输入端相连，通过按键输入电路向主控单元输入速度调节、方向调节、启停控制、通信匹配信号，通信电路连接于主控单元与被控机械设备之间，通过通信电路实现接收装置和发送装置的频率匹配，开关量输出电路、调速信号输出电路和推拉信号输出电路连接于主控单元与被控机械设备之间，向被控机械设备输出模拟调速信号、开关量、推拉信号，从而实现被控机械设备的速度调节、启停控制和方向调节。
20.如图1所示，主控单元采用stm32系列单片机，具体是stm32f030c8t6, 集成了以48mhz频率运行的高性能arm cortex-m0 32位risc内核、高速嵌入式存储器（高达256kb的闪存和高达32kb的sram)，以及广泛的增强型外设和i/o。提供标准通信接口（最多两个i2c、最多两个spi和最多六个usart）、一个12位adc、七个通用16位定时器和一个高级控制pwm定时器。可在-40至+85
°
c的温度范围内工作，电源电压为2.4至3.6v。
21.如图2所示，为本实施例所述按键输入电路示意图，采用1*11薄膜按键，按键key1-key11分别经过1k电阻，连接至主控单元写入开关量信号，另一端连接按键。如图3所示，为本实施例所述显示屏线路示意图，显示屏采用芯片12864，vss和vdd为显示屏的电源3.3v，rs为通信接口，db0-db7为显示输出接口，reset为复位输入。
22.如图4所示，本实施例所述通信电路采用射频芯片e22-400t22s，射频芯片e22-400t22s的输入端与主控电路相连，与主控电路相连的射频芯片作为发射装置，被控机械设备上设有射频芯片作为接收装置，通信通信电路实现接收装置和发送装置的频率匹配。 e22-400t22s sx1268射频芯片的无线串口模块（uart），具有多种传输模式，工作（410.125-493.125mhz）频段（默认433.125mhz），lora扩频技术，ttl电平输出，兼容3.3v与5v的io电压。支持自动中继组网，多级中继适用于超远距离通信，同一区域运行多个网络。
23.如图5所示，模拟调速信号输出电路包括pwm信号、ad信号和放大器lmv321m5，pwm信号、ad信号由主控单元产生，pwm信号经电阻r16、r17连接至放大器lmv321m5的同相输入端，ad信号经电阻r23连接至放大器lmv321m5的反相输入端，放大器lmv321m5的输出端输出0-5v的模拟量至被控机械设备。电阻r16与地之间设有并联的滤波电容c12、c13，电阻r17与地之间这有并联的滤波电容c14、c15，电阻23与地之间设有滤波电容c16，放大器lmv321m5的输出端连接有自复式保险丝，并且放大器lmv321m5的输出端与地之间连接有瞬态抑制二极管d7。工作时，pwm和ad vout/2为主控单元数字量输入，经过放大电路lmv321m5，基于5v的基准电压，转换为量程为0-5v的模拟量输出。0-5v的模拟量输出对应不同的速度。
24.如图6所示，推拉信号输出电路包括推拉方向信号、三极管q2和瞬态抑制二极管d6，推拉方向信号由主控单元产生，经过电阻r9连接至三极管q2的基极，三极管q2的集电极经电阻r7连接+5v电源，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极作为输出端连接至被控机械设备，瞬态抑制二极管d6连接在三极管q2的集电极。推拉方向信号dir经三极管q2发送至被控机械设备，推拉方向信号dir为高时，三极管q2导通，其集电极输出+5v，被控设备正转，推拉方向信号dir为低时，三极管q2截止，其集电极输出0v，被控设备反转。
25.如图7所示，开关量输出电路有两路，一路包括开关量信号rly_1、三极管q3、二极管d5和继电器k1，开关量信号rly_1由主控单元产生，经电阻r11连接至三极管q3的基极，三极管q3的集电极连接二极管d5的正极和继电器k1线圈的一端，+12v电源连接二极管d5的负极和继电器k1线圈的另一端，三极管q3的发射极接地，继电器k1的触点连接至被控机械设备，另一路包括开关量信号rly_1、三极管q5、二极管d8和继电器k2，开关量信号rly_2由主控单元产生，经电阻r20连接至三极管q5的基极，三极管q5的集电极连接二极管d8的正极和继电器k2线圈的一端，+12v电源连接二极管d8的负极和继电器k2线圈的另一端，三极管q5的发射极接地，继电器k2的触点连接至被控机械设备。rly_1和rly_2为主控单元输出的开关量信号，为高电平或低电平，开关量信号为高电平时，三极管导通，+12v电源施加在继电器线圈，线圈吸合，相应的常开触点闭合，常闭触点断开，被控设备开始工作，开关量信号为
低电平时，三极管截止，+12v电源断开，线圈释放，被控设备停止工作。
26.如图8所示，为本发明电源电路示意图，电源输入12v，输出5v和3.3v；c1、l1、c2、c3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰电源转换芯片lm2596的引脚vi是直流电压输入端，其最高值可达40v，最低值为4.5v；引脚vo是开关管发射极开路输出端，也就是直流电压输出端。最高输出为37v，最低值为1.2v；引脚gnd是输入输出公共端，即接地端；引脚fb是稳压取样电压输入端，该脚一般与输出电压相连，通过ic内部分压网络监控输出电压的大小。当输出电压增大或者减小时，该脚电压同比例增大或者减小，经与内部基准稳压值1.23v相比较，内部放大器可自动调节振荡器的输出占空比，使输出电压减小或者增大。从而使输出电压稳定在额定值上；引脚onoff是使能控制端，控制着输出端电压的有无，当该脚高于1.23v时，内部开关管被关断，输出电压为ov，当低于1.23v时，输出为额定电压，在实际使用中，该脚一般接地或者通过外接元件置于低于1.23v的电压上。通过电源转换芯片lm2596将+12v转换成+5v，通过电源转换芯片reg1117进一步将+5v转换成3.3v。
27.本实施例所述信号发生装置通过以上方案实现了以下功能：其一：增加速度控制，通过输出0-5v的电压信号，实现对机械设备的调速控制，并配备档速调节，分为4个挡。其二：增加方向控制，实现对机械设备正向或反向运行。其三：配有显示面板显示，可实时显示档位、方向、频道信息；其四：发射装置可实现与接收装置的频率匹配功能，当发射装置和多个接收装置频率一致时，实现一控多功能，实现多个机械设备的同步控制；其五：可编辑功能，装置配有多个无源控制接电，可通过显示界面编辑实现多点控制。
28.所述其一功能，显示面板上设有1-4档位作为图1主控单元的数据输入，当按下显示面板1档，通过图2按键控制电路，传递给图1主控单元，接收信号，通过逻辑算法ad转换和da转换，通过图5电路输出1v的电压信号，提供给机械设备，以此类推实现不同速度的控制；所属其二功能，显示面板推和拉档位，当按下不同方向，通过图5按键控制电路，传递给主控单元，接收信号，通过逻辑算法，通过图7电路输出开关量信号，提供给机械设备，实现正向或是反向的控制。
29.所述其三功能，显示面板数据通过图1主控单元，逻辑程序控制图3显示电路，提供用户数据查看。
30.所述其四功能，通过图4电路，实现接收装置和发送装置的频率匹配，一个遥控控制器可控制多个遥控接收器，具有频率匹配功能。接收距离 300 米-500 米。长按联控按钮 5s，联控指示灯亮，通过“+”、
“‑”
键更改频道号码（1-4），这时长按遥控控制器相应“1”、“2”、“3”、“4”键，可进行与遥控控制器的匹配，匹配完毕，有声音提示，同时联控指示灯熄灭。
31.所述其五功能，通过显示面板电路，长按1、2、3或4，时间5秒以上，可开启对无源点的控制，长按哪一个点，那一个点作为无源点的启动开关，实现开关量点的控制。
32.本实施例所述速度控制方式有两种，一是阶梯信号升速，按下档位建，0.5v信号递增，每次间隔0.5秒，直至最终所需档位信号输出，如图9所示。二是斜坡启动信号升速，长按档位建3秒，触发，输出信号成直线上升，直至最终所需档位信号输出，如图10所示。
33.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需
要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种无线可调节信号发生装置，其特征在于：包括主控单元、按键输入电路、显示屏、通信电路、模拟调速信号输出电路、开关量输出电路和推拉信号输出电路，按键输入电路与主控单元的输入端相连，通过按键输入电路向主控单元输入速度调节、方向调节、启停控制、通信匹配信号，通信电路连接于主控单元与被控机械设备之间，通过通信电路实现接收装置和发送装置的频率匹配，开关量输出电路、调速信号输出电路和推拉信号输出电路连接于主控单元与被控机械设备之间，向被控机械设备输出模拟调速信号、开关量、推拉信号，从而实现被控机械设备的速度调节、启停控制和方向调节。2.根据权利要求1所述的无线可调节信号发生装置，其特征在于：所述通信电路采用射频芯片e22-400t22s，射频芯片e22-400t22s的输入端与主控电路相连，与主控电路相连的射频芯片作为发射装置，被控机械设备上设有射频芯片作为接收装置，通过通信电路实现接收装置和发送装置的频率匹配。3.根据权利要求1所述的无线可调节信号发生装置，其特征在于：模拟调速信号输出电路包括pwm信号、ad信号和放大器lmv321m5，pwm信号、ad信号由主控单元产生，pwm信号经电阻r16、r17连接至放大器lmv321m5的同相输入端，ad信号经电阻r23连接至放大器lmv321m5的反相输入端，放大器lmv321m5的输出端输出0-5v的模拟量至被控机械设备。4.根据权利要求3所述的无线可调节信号发生装置，其特征在于：电阻r16与地之间设有并联的滤波电容c12、c13，电阻r17与地之间这有并联的滤波电容c14、c15，电阻23与地之间设有滤波电容c16，放大器lmv321m5的输出端连接有自复式保险丝，并且放大器lmv321m5的输出端与地之间连接有瞬态抑制二极管d7。5.根据权利要求1所述的无线可调节信号发生装置，其特征在于：推拉信号输出电路包括推拉方向信号、三极管q2和瞬态抑制二极管d6，推拉方向信号由主控单元产生，经过电阻r9连接至三极管q2的基极，三极管q2的集电极经电阻r7连接+5v电源，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极作为输出端连接至被控机械设备，瞬态抑制二极管d6连接在三极管q2的集电极。6.根据权利要求1所述的无线可调节信号发生装置，其特征在于：开关量输出电路有两路，一路包括开关量信号rly_1、三极管q3、二极管d5和继电器k1，开关量信号rly_1由主控单元产生，经电阻r11连接至三极管q3的基极，三极管q3的集电极连接二极管d5的正极和继电器k1线圈的一端，+12v电源连接二极管d5的负极和继电器k1线圈的另一端，三极管q3的发射极接地，继电器k1的触点连接至被控机械设备，另一路包括开关量信号rly_2、三极管q5、二极管d8和继电器k2，开关量信号rly_2由主控单元产生，经电阻r20连接至三极管q5的基极，三极管q5的集电极连接二极管d8的正极和继电器k2线圈的一端，+12v电源连接二极管d8的负极和继电器k2线圈的另一端，三极管q5的发射极接地，继电器k2的触点连接至被控机械设备。7.根据权利要求1所述的无线可调节信号发生装置，其特征在于：主控单元采用stm32系列单片机。

技术总结
本发明公开一种无线可调节信号发生装置，包括主控单元、分别与主控单元相连的按键输入电路、显示屏、通信电路、模拟调速信号输出电路、开关量输出电路和推拉信号输出电路，通过按键输入电路向主控单元输入速度调节、方向调节、启停控制、通信匹配信号，通过通信电路实现接收装置和发送装置的频率匹配，开关量输出电路、调速信号输出电路和推拉信号输出电路连接于主控单元与被控机械设备之间，向被控机械设备输出模拟调速信号、开关量、推拉信号，从而实现被控机械设备的速度调节、启停控制和方向调节。本发明可用于机械设备的速度控制、启停、正反方向等控制，并且具有频段调节匹配功能，可实现一控多的功能。实现一控多的功能。实现一控多的功能。


技术研发人员：刘宪杰 相立峰 李树增
受保护的技术使用者：鲁西工业装备有限公司
技术研发日：2023.01.13
技术公布日：2023/6/7