基于無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)的微震電機震動(dòng)轉速控制電路設計

　　本文介紹一種無(wú)線(xiàn)遙控的微震電機震動(dòng)轉速控制電路，可以在無(wú)線(xiàn)遙控的方式下完成電機轉速的啟動(dòng)、停止、加速、減速控制。

　　電路原理

　　微震電機(又稱(chēng)空心杯電機)具有體積小、震感明顯的特點(diǎn)，常見(jiàn)的形狀如圖1所示。市場(chǎng)上有許多型號的產(chǎn)品，均為直流電壓驅動(dòng)工作。這里以 WZIS-6001A(B)型為例，其特性見(jiàn)表1。該電機在電壓由2.0～3.8V變化時(shí)，隨著(zhù)電壓的升高，電機的轉速逐步升高(由7000～11 000rpm)。經(jīng)實(shí)驗測試，當電壓產(chǎn)生0.3V的變化時(shí)，可以通過(guò)電機的震動(dòng)感覺(jué)到電機轉速的變化。

　　圖1 微震電機的外形

　　將2.0～3.8V的電壓范圍分成7個(gè)電壓擋位，分別是2.0V、2.3V、2.6V、2.9V、3.2V、3.5V、3.8V。電機的額 定電流為40mA，要產(chǎn)生0.3V的電壓差，可以通過(guò)7.5Ω的電阻來(lái)完成。見(jiàn)圖2中相應的虛線(xiàn)部分，圖中74HC138組成3-8譯碼電 路，其將A、B、C端的3位二進(jìn)制輸入轉化為Y0～Y7的譯碼輸出。

　　圖2 電機轉速檔位控制電路

　　當A、B、C為111時(shí)Y7=0，其他的Y0～Y6為1，Q8導通，Q2～Q7截止，電源VCC經(jīng)Q8加到電機M1上，這時(shí)電機獲得最高電壓，有最高轉速;

　　當A、B、C為001時(shí)Y1=0，其他的Y0、Y2～Y7為1，Q2導通，Q3～Q8截止，電源VCC經(jīng)Q2、R14～R19加到電機M1上，這時(shí)電機獲得最低電壓，有最低轉速;

　　當A、B、C為000時(shí)Y0=0，其他的Y1～Y7為1，Q2～Q8均截止，電機停止運轉。

　　圖2中的R7～R13構成Q2～Q8的基極限流電阻，Q2～Q8工作在開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，C5為消除電機M1的自感應吸收電容。

　　遙控操作轉化為74HC138輸入A、B、C電路

　　為了實(shí)現按鍵控制轉化為圖2中74HC138輸入A、B、C的電路，由CD40193構成加減雙向計數器，CPU、CPD分別為加、減計數的時(shí)鐘輸入端，見(jiàn)圖3中相應的虛線(xiàn)部分。

　　當按鍵S1按下時(shí)，A+為高電平，在Q0、Q1、Q2均不為1時(shí)，U2C的輸出為高電平，此時(shí)CLK經(jīng)U2A到達U3 CD40193的CPU端，作為二進(jìn)制加計數時(shí)鐘，而S2未按下，A-為低電平，CLK不能經(jīng)U2B到達U3 CD40193的CPD端，這時(shí)Q0、Q1、Q2產(chǎn)生由000～111的二進(jìn)制加計數。在Q0=A、Q1=B、Q2=C時(shí)，為電機提供轉速逐漸遞增的驅動(dòng) 信號。繼續按S1，當加計數達Q0=1、Q1=1、Q2=1時(shí)，U2C的輸出為低電平，此時(shí)U2A禁止CLK通過(guò)，其輸出為高，U3 CD40193不再進(jìn)行加計數。電機工作在最高速度，繼續按S1時(shí)速度保持不變。此時(shí)只能由S2按鍵操作來(lái)改變電機轉速。

　　當按鍵S2按下時(shí)，A-為高電平，在Q0、Q1、Q2均不為0時(shí)，U5A的輸出為高電平，CLK經(jīng)U2B到達U3 CD40193的CPD端，作為二進(jìn)制減計數時(shí)鐘，同理S1未按下，CLK不能經(jīng)U2C到達U3 CD40193的CPU端，對應的Q0、Q1、Q2產(chǎn)生由111～000的二進(jìn)制減計數，為電機提供轉速逐漸遞減的驅動(dòng)信號。當按S2到Q0=0、Q1= 0、Q2=0時(shí)，同理U5A輸出低電平，U2B禁止CLK通過(guò)，U3 CD40193不進(jìn)行減計數，電機為停轉，繼續按S2時(shí)，電機保持為停止狀態(tài)不變。此時(shí)只能由S1按鍵操作來(lái)改變電機轉速。電路中R8、C1的作用是：在 VCC開(kāi)機接通瞬間，電容C1來(lái)不及充電，使U3 CD40193的預置端PL為低電平，將P0、P1、P2、P3的預置數0000異步預置到Q0、Q1、Q2、Q3。即保證在接通電源開(kāi)機，且沒(méi)有S1、 S2的按健動(dòng)作時(shí)，電機不會(huì )發(fā)生誤動(dòng)作。

　　CLK產(chǎn)生電路

　　CLK產(chǎn)生電路如圖3中相應的虛線(xiàn)部分所示。當S1、S2均無(wú)按鍵操作時(shí)，A+、A-均為低電平，U4B的輸入5腳為低電平，使其輸出為高 電平，這時(shí)CLK沒(méi)有時(shí)鐘脈沖輸出，前述1.2的U3 CD40193將保持Q0、Q1、Q2的輸出不變，即電機轉速不變。當S1、S2之中有任一按鍵操作時(shí)，U4B的5腳為高電平，電路產(chǎn)生頻率為1/ (1.4R5C2)，即約2Hz的振蕩時(shí)鐘輸出，為圖3電路提供加/減計數時(shí)鐘CLK。其中LED1為使用者提示速度變化。其每閃動(dòng)一次，表示速度增加或 減少一級。

　　圖3 操作轉換、CLK產(chǎn)生的編解碼電路

　　無(wú)線(xiàn)收發(fā)與遙控編解碼電路

　　為實(shí)現圖2電路與圖3電路之間的無(wú)線(xiàn)遙控操作，在Q0、Q1、Q2到A、B、C之間引入無(wú)線(xiàn)發(fā)射與遙控編碼電路，見(jiàn)圖3中相應的虛線(xiàn)部分，無(wú)線(xiàn)接收與遙控解碼電路見(jiàn)圖4中相應的虛線(xiàn)部分。