[实用新型]基于红外检测的磁悬浮控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮控制装置。

背景技术

如今磁悬浮技术发展日渐成熟，许多DIY爱好者也会制作一些磁悬浮作品。目前主流的磁悬浮控制装置的原理框图如图1所示。该磁悬浮控制装置包括测距传感器91、控制器92、线圈驱动电路93以及电磁线圈94。测距传感器91的输出端与控制器92的输入端电连接，控制器92的输出端与线圈驱动电路93的输入端电连接，线圈驱动电路93的输出端与电磁线圈94相连。

其中，测距传感器91用于对磁性悬浮物8所处的位置进行实时测距，控制器92根据测距传感器91检测到的距离通过一定的算法（例如PID算法），计算出应该施加到磁性悬浮物8上的外力大小和方向，然后通过线圈驱动电路93控制电磁线圈94产生磁场作用于磁性悬浮物8，从而使磁性悬浮物8保持稳定的悬浮状态。

现有的磁悬浮控制装置都是采用霍尔元件作为测距传感器。霍尔元件测量磁性物体距离的原理是通过测量周围的磁场强度完成的，所以使用这种传感器的缺点是受周围环境磁场的影响较大，另外使用霍尔元件的成本也较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种基于红外检测的磁悬浮控制装置，其在对磁性悬浮物所处的位置进行实时测距时不会受周围环境磁场的影响，且实施成本低。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

基于红外检测的磁悬浮控制装置，包括用于对磁性悬浮物所处的位置进行实时测距的测距传感器、控制器、线圈驱动电路以及电磁线圈；测距传感器的输出端与控制器的输入端电连接，控制器的输出端与线圈驱动电路的输入端电连接，线圈驱动电路的输出端与电磁线圈相连；其特点在于，测距传感器为红外测距传感器。

采用上述技术方案后，由于使用红外管测量物体距离的原理是检测物体反射红外光的强度，因此不会受周围环境磁场的影响，且实施成本较霍尔元件低出很多。

附图说明

图1是现有的磁悬浮控制装置的原理框图。

图2是根据本实用新型一实施例的磁悬浮控制装置的原理框图。

图3是根据本实用新型一实施例的红外测距传感器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

请参阅图2。根据本实用新型一实施例的基于红外检测的磁悬浮控制装置包括用于对磁性悬浮物8所处的位置进行实时测距的红外测距传感器1、控制器2、线圈驱动电路3以及电磁线圈4。红外测距传感器1的输出端与控制器2的输入端电连接，控制器2的输出端与线圈驱动电路3的输入端电连接，线圈驱动电路3的输出端与电磁线圈4相连。

红外测距传感器1的电路结构如图3所示。红外测距传感器包括电源输入引脚VCC、接地引脚GND、电压输出引脚OUT、红外发射管FD、红外接收管JD、第一调节电阻R1、第二调节电阻R2以及限流电阻R3。

第一调节电阻R1的一端分别与电源输入引脚VCC和第二调节电阻R2的一端相连，第一调节电阻R1的另一端与红外发射管FD的正极相连，红外发射管FD的负极与限流电阻R3的一端相连；第二调节电阻R2的另一端与红外接收管JD的集电极相连，红外接收管JD的发射极与限流电阻R3的另一端均与接地引脚GND相连；第二调节电阻R2的另一端与红外接收管JD的集电极的共接点与电压输出引脚OUT相连。

其中第一调节电阻R1的作用是调节红外发射管FD的工作电流，限流电阻R3用来限流，防止第一调节电阻R1调节失误造成红外发射管FD烧毁。第二调节电阻R2的作用是调节红外接收管JD的集电极电压。该电阻应当选取合适，调得过大会导致红外接收管JD工作在饱和状态，此时电压输出引脚OUT的输出电压会偏低；调得过小时红外接收管JD虽然处在放大区，但是电压输出引脚OUT的输出电压不能灵敏地随着距离变化而变化。电压输出引脚OUT的输出电压可以反映出当前的距离信息，对于图3的电路而言，磁性悬浮物8离红外管越近，电压输出引脚OUT的电压值越小，距离越远电压输出引脚OUT的电压值越大。

电磁线圈中电流导通的方向和大小不同，可以控制产生的磁场的方向和大小，从而控制磁性悬浮物8受力的方向和大小。在本实施例中，为实现双向导通，线圈驱动电路3采用了全桥驱动电路，实际使用的是L298N全桥驱动芯片。

在本实施例中，控制器2为MCU。

本实用新型采用红外测距传感器作为测距传感器，至少具有以下优点：1、成本较霍尔元件低很多；2、红外管测距原理决定它不会受周围环境磁场的影响。

以上描述是结合具体实施方式和附图对本实用新型所做的进一步说明。但是，本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方法来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内容的情况下根据实际使用情况进行推广、演绎，因此，上述具体实施例的内容不应限制本实用新型确定的保护范围。