1.一种用于检测直流电机堵转的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、使用双通道运算放大器检测直流电机工作输出的正弦波信号,并对正弦波信号作差、放大;
S2、利用电压跟随电路提供一个静态工作点,将正弦波信号偏移到零点之上使其始终为正信号;
S3、将处理的正弦波信号传输到单路施密特触发缓冲器中,整形为方波信号,即PWM信号;
S4、将PWM信号传输到配置输入捕获定时器的主控芯片中,采用上升沿捕获PWM信号;
S5、直流电机未启动时,不输出PWM信号;直流电机处于启动状态时,捕获到PWM信号后进入对应的输入捕获中断函数,定义一个滚动数组,添加占空比计算函数,计算直流电机的实时PWM占空比;
S6、在主函数中调用电机检测判断函数,并配置通用定时器,对滚动数组中的数值进行判断;
S7、通过电机检测判断函数返回的标志位判断直流电机的状态。
2.根据权利要求1所述的用于检测直流电机堵转的方法,其特征在于,步骤S4中,捕获检测PWM信号的频率设置为100Hz;配置输入捕获定时器的具体内容为:使用TIM_2_CH1 作为输入捕获的通道,设置定时器2输入捕获中断,完成初始化TIM2输入捕获参数,设置上升沿捕获,配置输入不分频、不滤波,使能TIM_2_CH1 输入捕获中断。
3.根据权利要求1所述的用于检测直流电机堵转的方法,其特征在于,步骤S5中,输入捕获中断函数的具体内容为:定时器捕获PWM信号的频率设置为100Hz;出现PWM信号时,定时器进入输入捕获中断函数,若直流电机正常运转,则将滚动数组全部赋值为1;若直流电机发生堵转,则将滚动数组全部赋值为2;每次进入中断后,清除对应中断标志位。
4.根据权利要求1所述的用于检测直流电机堵转的方法,其特征在于,步骤S6中,电机检测判断函数的调用频率设置为20Hz;电机检测判断函数的具体内容为:将配置后的电机检测判断函数放入到while(1)循环中,通过if条件判断直流电机的状态:(1)当直流电机处于启动状态时,进一步if条件判断,若滚动数组里的值都为1,则说明直流电机正常运转,此时返回直流电机正常运行标志位;若滚动数组里的值不为1,则进入else条件判断滚动数组里的值是否都为2,若滚动数组里的值都为2,则说明直流电机发生堵转,此时返回电机发生堵转标志位;
(2)当直流电机未启动时,返回直流电机未启动标志位。
5.根据权利要求1所述的用于检测直流电机堵转的方法,其特征在于,步骤S7中,若返回电机发生堵转标志位,则关闭 PWM 波输出或者关闭直流电机开关。
6.一种用于检测直流电机堵转的装置,其特征在于,由外壳和内部模块组成;
所述外壳具有ABS材料3D打印外包装(1)和检测信号线入口(2);
所述内部模块包括信号处理模块和MCU主控模块,所述信号处理模块包括双通道运算放大器和单路施密特触发缓冲器,用于获取正弦波信号并整形为方波信号,即PWM信号;所述MCU主控模块通过配置输入捕获的定时器用于捕获对应IO口检测到的PWM信号,进入输入捕获中断函数,通过电机检测判断函数返回的标志位判断直流电机的状态。
7.根据权利要求6所述的用于检测直流电机堵转的装置,其特征在于,所述信号处理模块由型号为 MEB358ASG双通道运算放大器和型号为 SN74LVC1G17DBVR 单路施密特触发缓冲器组成,双通道运算放大器的负INA 和正INA信号检测口与直流电机的信号线相连接,单路施密特触发缓冲器的接口Y与 MCU 主控模块上的定时器IO口相连接。
8.根据权利要求6所述的用于检测直流电机堵转的装置,其特征在于,所述MCU主控模块为STM32F103C8T6主控芯片。
9.根据权利要求6所述的用于检测直流电机堵转的装置,其特征在于,MCU主控模块中,直流电机处于启动状态时,输入捕获中断函数中的定时器捕获PWM信号的频率设置为
100Hz;捕获到PWM信号时,定时器进入输入捕获中断函数,定义全局变量的一个数组为滚动数组,若直流电机正常运转,则将滚动数组全部赋值为1;若直流电机发生堵转,则将滚动数组全部赋值为2;每次进入中断之后,清除对应中断标志位。
10.根据权利要求6所述的用于检测直流电机堵转的装置,其特征在于,MCU主控模块中,电机检测判断函数的调用频率设置为20Hz,将配置后的电机检测判断函数放入到while(1)循环中,通过if条件判断直流电机的状态:(1)当直流电机处于启动状态时,进一步if条件判断,若滚动数组里的值都为1,则说明直流电机正常运转,此时返回直流电机正常运行标志位;若滚动数组里的值不为1,则进入else条件判断滚动数组里的值是否都为2,若滚动数组里的值都为2,则说明直流电机发生堵转了,此时返回电机发生堵转标志位;
(2)当直流电机未启动时,返回直流电机未启动标志位;
若返回电机发生堵转标志位,则关闭 PWM 波输出或者关闭直流电机开关。