一種小車式金屬探測定位器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于金屬探測技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種小車式金屬探測定位器。
【背景技術(shù)】
[0002]因為生活中旅行、食品、藥品和冶金等方面對安全問題的要求越來越高，然而時常有金屬物質(zhì)的安全威脅來自這些方面，所以設(shè)計一種對人們的衣食住行進行保護和檢測的金屬探測器變得越來越重要。
[0003]傳統(tǒng)金屬探測定位器由LC正弦波振蕩電路組成其探頭，當有金屬物體在探頭附近移動或經(jīng)過時，金屬體內(nèi)產(chǎn)生渦流，引起振蕩電路正弦波幅值、頻率的變化，通過檢測該信號變化來檢測金屬物體是否存在。傳統(tǒng)的金屬探測器一般采用模擬電路設(shè)計，這種設(shè)計方式使得系統(tǒng)存在一些問題。比如:系統(tǒng)容易產(chǎn)生振蕩失真或停止振動的現(xiàn)象，并且抗干擾性能弱，從而導致系統(tǒng)不能正常工作;有的探測器測量靈敏度很低，不能達到使用要求;而靈敏度高的探測儀結(jié)構(gòu)復雜，成本較高，調(diào)試、安裝困難，不方便使用。
[0004]所以設(shè)計價格低、靈敏度、穩(wěn)定性高、抗干擾能力強的金屬探測儀具有重大的現(xiàn)實意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小車式金屬探測定位器。
[0006]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種小車式金屬探測定位器，包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換模塊、金屬探測器模塊、步進電機驅(qū)動器、有刷電機驅(qū)動器、步進電機、有刷電機、有刷電機限位開關(guān)、聲光報警模塊；其中，金屬探測器模塊通過電平轉(zhuǎn)換模塊與微控制器相連，步進電機通過步進電機驅(qū)動器與微控制器相連，有刷電機通過有刷電機驅(qū)動器與微控制器相連，聲光報警模塊與微控制器相連，有刷電機限位開關(guān)與微控制器相連；
[0008]所述微控制器型號為MSP430H49微控制器。
[0009]所述金屬檢測模塊選用型號為Bi5-M18-AP6X-H1141/L70的圖爾克接近開關(guān)，當金屬物體靠近圖爾克開關(guān)的感應面并且處于檢測范圍內(nèi)的距離時，圖爾克接近開關(guān)動作。
[0010]所述電平轉(zhuǎn)換模塊的作用:由于金屬檢測部分檢測到金屬后輸出的電壓信號是12V，而微控制器的工作電壓時3.3V，所以要利用電平轉(zhuǎn)換模塊將12V的電壓轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號給微控制器。當檢測到金屬時，輸出信號即A點的電壓為12V時，電路導通，所以檢測點B共地是低電平；當金屬探測器沒有信號輸出時，即沒有檢測到金屬物體的存在時A點的電壓為0，則不導通，檢測點B處的電壓為5V，高電平。從而實現(xiàn)開關(guān)電路的功能。
[0011]所述步進電機包括四個相同的型號為42BYGHW300的步進電機。
[0012]所述步進電機驅(qū)動器的型號為A4988步進電機驅(qū)動器。
[0013]所述有刷電機作為金屬檢測模塊的載體，可帶動金屬檢測模塊移動，有刷電機驅(qū)動器的型號為L298N有刷電機驅(qū)動器，MSP430H49微控制器通過L298N有刷電機驅(qū)動器控制有刷電機運轉(zhuǎn)，有刷電機帶動金屬檢測模塊在小車上橫向移動。
[0014]所述有刷電機限位開關(guān)設(shè)置在小車上，用于限制金屬檢測模塊在小車上的移動范圍，防止金屬檢測模塊脫軌。
[0015]所述聲光報警模塊包括蜂鳴器和LED燈，當系統(tǒng)中的金屬檢測模塊檢測定位到金屬的位置后微控制器接收到圖爾克接近開關(guān)的輸出信號，同時微控制器控制聲光報警模塊中的蜂鳴器響，LED燈亮。
[0016]本實用新型還包括電源模塊(圖中未標出)，電源模塊為各功能模塊提供電壓。
[0017]本實用新型通過微控制器控制步進電機精確轉(zhuǎn)速，使小車能夠完成運動任務，然后微控制器控制有刷電機運動，有刷電機帶動金屬檢測模塊在小車上橫向移動進行掃描，最后由金屬探測器模塊檢測金屬，再把檢測信號反饋給微控制器，實現(xiàn)金屬檢測快速精確定位的功能。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0019]圖2是本實用新型的MSP430H49微控制器的電路結(jié)構(gòu)示意圖，
[0020]圖3是本實用新型的金屬檢測模塊的電路原理圖，
[0021 ]圖4是本實用新型的L298N的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0023]如附圖1所示，本實用新型所涉及的一種小車式金屬探測定位器，包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換模塊、金屬探測器模塊、步進電機驅(qū)動器、有刷電機驅(qū)動器、步進電機、有刷電機、有刷電機限位開關(guān)、聲光報警模塊;其中，金屬探測器模塊通過電平轉(zhuǎn)換模塊與微控制器相連，步進電機通過步進電機驅(qū)動器與微控制器相連，有刷電機通過有刷電機驅(qū)動器與微控制器相連，聲光報警模塊與微控制器相連，有刷電機限位開關(guān)與微控制器相連。
[0024]如圖2所示，所述微控制器型號為MSP430H49微控制器。
[0025]所述金屬檢測模塊選用型號為Bi5-M18-AP6X-H1141/L70的圖爾克接近開關(guān)，這種接近開關(guān)不需要施加任何壓力和機械接觸就可以工作，當金屬物體靠近開關(guān)的感應面并且處于檢測范圍內(nèi)的距離時，圖爾克接近開關(guān)動作。
[0026]所述電平轉(zhuǎn)換模塊的作用:由于金屬檢測部分檢測到金屬后輸出的電壓信號是12V，而微控制器的工作電壓時3.3V，所以要利用電平轉(zhuǎn)換模塊將12V的電壓轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號給微控制器。如圖3所示，當檢測到金屬時，輸出信號即A點的電壓為12V時，電路導通，所以檢測點B共地是低電平；當金屬探測器沒有信號輸出時，即沒有檢測到金屬物體的存在時A點的電壓為0，則不導通，檢測點B處的電壓為5V，高電平。從而實現(xiàn)開關(guān)電路的功能。
[0027]所述步進電機包括四個相同的型號為42BYGHW300的步進電機，四個步進電機分別通過四個型號為A4988的步進電機驅(qū)動器與MSP430H49微控制器相連接，MSP430H49微控制器通過A4988步進電機驅(qū)動器控制42BYGHW300步進電機運轉(zhuǎn)，四個42BYGHW300步進電機帶動小車車體運動。
[0028]所述有刷電機作為金屬檢測模塊的載體，可帶動金屬檢測模塊移動，有刷電機通過型號為L298N的有刷電機驅(qū)動器與MSP430H49微控制器相連接，MSP430H49微控制器通過L298N有刷電機驅(qū)動器控制有刷電機運轉(zhuǎn)，有刷電機帶動金屬檢測模塊在小車上橫向移動。所述有刷電機限位開關(guān)設(shè)置在小車上，用于限制金屬檢測模塊在小車上的移動范圍，防止金屬檢測模塊脫軌。L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機驅(qū)動芯片。該芯片采用15引腳封裝。它具有的主要特點是:輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A;工作電壓高，最高工作電壓可達46V;額定功率25W。L298N的電路連接圖如圖4所示。
[0029]所述聲光報警模塊包括蜂鳴器和LED燈，當系統(tǒng)中的金屬檢測模塊檢測定位到金屬的位置后微控制器接收到圖爾克接近開關(guān)的輸出信號，同時微控制器控制聲光報警模塊中的蜂鳴器響，LED燈亮。
[0030]本實用新型還包括電源模塊(圖中未標出)，電源模塊為各功能模塊提供電壓。
[0031 ]小車運動，金屬檢測模塊開始檢測金屬，如果沒有檢測到金屬，輸出信號為OV，由電平轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成低電平信號給微控制器，則步進電機帶動小車前進一個步距角的距離，完成動作之后有刷電機帶動金屬檢測模塊關(guān)在小車橫向移動進行掃描，如果掃描未檢測到金屬物體的存在，那么重復動作，直至檢測到金屬物體，并精確定位之后，停止運動掃描。金屬檢測模塊與金屬的距離小于一定范圍時，就能檢測到金屬的存在，此時金屬檢測模塊的信號線會輸出一個12V的電壓信號，再由電平轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成高電平給微控制器，微控制器控制電機停止運動，聲光報警模塊進行報警。
[0032]以上對本實用新型做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本實用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種小車式金屬探測定位器，其特征在于，包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換模塊、金屬探測器模塊、步進電機驅(qū)動器、有刷電機驅(qū)動器、步進電機、有刷電機、有刷電機限位開關(guān)、聲光報警模塊;其中，金屬探測器模塊通過電平轉(zhuǎn)換模塊與微控制器相連，步進電機通過步進電機驅(qū)動器與微控制器相連，有刷電機通過有刷電機驅(qū)動器與微控制器相連，聲光報警模塊與微控制器相連，有刷電機限位開關(guān)與微控制器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測定位器，其特征在于:所述微控制器型號為MSP430H49微控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測定位器，其特征在于:所述金屬檢測模塊型號為Bi5-M18-AP6X-H1141/L70的圖爾克接近開關(guān)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測定位器，其特征在于:所述步進電機包括四個相同的型號為42BYGHW300步進電機。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測定位器，其特征在于:所述步進電機驅(qū)動器的型號為A4988步進電機驅(qū)動器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測定位器，其特征在于:所述有刷電機驅(qū)動器的型號為L298N有刷電機驅(qū)動器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測定位器，其特征在于:所述聲光報警模塊包括蜂鳴器和LED燈。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小車式金屬探測定位器，其特征在于:還包括電源模塊。
【專利摘要】本實用新型公開了一種小車式金屬探測定位器，包括微控制器、電平轉(zhuǎn)換模塊、金屬探測器模塊、步進電機驅(qū)動器、有刷電機驅(qū)動器、步進電機、有刷電機、有刷電機限位開關(guān)、聲光報警模塊；本實用新型通過微控制器控制步進電機精確轉(zhuǎn)速，使小車能夠完成運動任務，然后微控制器控制有刷電機運動，有刷電機帶動金屬檢測模塊在小車上橫向移動進行掃描，最后由金屬探測器模塊檢測金屬，再把檢測信號反饋給微控制器，實現(xiàn)金屬檢測快速精確定位的功能。
【IPC分類】G05B19/042, G01V3/00
【公開號】CN205176289
【申請?zhí)枴緾N201520498041
【發(fā)明人】劉華, 衛(wèi)勇, 宋欣, 束健偉, 高平, 師斌杰
【申請人】天津農(nóng)學院
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年7月10日