接觸式電子門(mén)擋的研制

應(yīng)豪 趙幸鈺 劉鴻陽(yáng)

摘 要：本項(xiàng)目研究一種觸摸式電子門(mén)擋裝置，是利用無(wú)線信號(hào)接收觸摸信號(hào)之后傳遞給電氣控制裝置，電氣控制裝置進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而控制滑塊系統(tǒng)，滑塊系統(tǒng)中的齒輪帶動(dòng)齒條的平行運(yùn)動(dòng)，齒條末端的齒舌伸出門(mén)體單元，達(dá)到阻擋防盜門(mén)的意外關(guān)閉。這種門(mén)擋裝置是可以阻止門(mén)因外界因素（如對(duì)流空氣，循環(huán)風(fēng)等）有弊的進(jìn)行非人為閉合的一種裝置，因其可確保門(mén)不會(huì)意外閉合，保持門(mén)的張開(kāi)狀態(tài)，且并不影響原來(lái)門(mén)的開(kāi)合方式，防止由于出門(mén)送客，倒垃圾等短暫離家且尚未帶鑰匙的情況，避免門(mén)由于意外關(guān)閉造成的生命及財(cái)產(chǎn)損失。

關(guān)鍵詞：接觸式;智能;門(mén)擋

大多數(shù)小區(qū)防盜門(mén)用戶在使用防盜門(mén)時(shí)，由于出門(mén)送客，倒垃圾，等短暫離家且尚且未帶鑰匙的情況，防盜門(mén)由于非人為因素導(dǎo)致意外關(guān)閉，給日常生活帶來(lái)不便，有甚者會(huì)因?yàn)槿藛T的無(wú)法進(jìn)入造成的火災(zāi)，煤氣泄漏災(zāi)害等災(zāi)害，門(mén)擋裝置一直以來(lái)廣受大家的歡迎。但是市場(chǎng)上現(xiàn)有的門(mén)擋裝置由于需要人力調(diào)節(jié)才能處于理想的擋門(mén)狀態(tài)，所以市面上的門(mén)擋裝置并不能解決由于意外鎖門(mén)的問(wèn)題，且不具備人性化的設(shè)計(jì)，故該設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。（1）電源（2）電氣控制裝置（3）齒舌（4）齒條（5）齒輪（6）電動(dòng)機(jī)。電源供給整個(gè)系統(tǒng)能源，電氣控制裝置接收觸摸信號(hào)的高低電平之后，判斷是否有觸摸反應(yīng)，控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)則帶動(dòng)齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使齒條向右運(yùn)動(dòng)，齒舌伸出，沒(méi)有觸摸信號(hào)時(shí)，則電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，控制齒舌的收回，此時(shí)防盜門(mén)可以正常開(kāi)關(guān)。

1.電源：

1.1觸摸傳感器傳遞電源

觸摸傳感器和無(wú)線發(fā)射模塊的電源一并由兩塊額定電壓1.5V，額定電流3A的堿性紐扣串聯(lián)供給。

2.2電子門(mén)擋運(yùn)動(dòng)單元電源

可由5.5V聚合物鋰電池供給，最大放電電流1A，額定容量1500mAh

2.電氣控制裝置

2.1觸摸傳感器

觸碰傳感器由一個(gè)基于觸檢測(cè)的電容式電動(dòng)型觸摸開(kāi)關(guān)模塊，常態(tài)下，模塊輸出低電平，模式為低功耗模式，當(dāng)手指觸摸相應(yīng)位置時(shí)，模塊會(huì)輸出高電平，模式切換為快速模式：當(dāng)持續(xù)12秒沒(méi)有觸摸時(shí)，模式又切換為低功耗模式，觸摸傳感器的高低電平信號(hào)傳輸給觸摸信號(hào)發(fā)射接收模塊，由此將觸摸信號(hào)傳達(dá)給單片機(jī)控制模塊。

2.2信號(hào)發(fā)射接收模塊

觸碰信號(hào)發(fā)射接收模塊由RX-C6超外差無(wú)線接收模塊組成，是一種ISM頻段的接收模塊，此模塊設(shè)置為電動(dòng)模式，觸摸傳感器的高低電平信號(hào)作為有效信號(hào)輸入無(wú)線發(fā)射模塊，有有效信號(hào)的輸入，相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)有輸出，有效信號(hào)沒(méi)有后自動(dòng)停止輸出，無(wú)線接收模塊接收信號(hào)將其傳達(dá)給單片機(jī)控制模塊。

2.3單片機(jī)控制模塊

電氣控制模塊由一個(gè)51單片機(jī)組成，連接無(wú)線信號(hào)接收模塊傳來(lái)的信號(hào)，將其處理，控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)接收低電平時(shí)，控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒輪的正轉(zhuǎn)，由此帶動(dòng)齒條的伸出。當(dāng)單片機(jī)接收低電平時(shí)，控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)齒輪的反轉(zhuǎn)，由此帶動(dòng)齒條的收縮。

3.滑塊系統(tǒng)

3.1步進(jìn)電機(jī)

步進(jìn)電機(jī)使用兩相步進(jìn)電機(jī)，42步，額定電壓2.8V額定電流1.7A，扭矩0.4Nm，能夠通過(guò)電流脈動(dòng)來(lái)精確控制轉(zhuǎn)動(dòng)亮的電機(jī)，電流脈沖由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元供給。

3.2齒輪齒條齒舌傳動(dòng)系統(tǒng)

步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)則直接控制齒輪的正反轉(zhuǎn)，齒輪帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)伸縮齒舌。傳動(dòng)系統(tǒng)直接體現(xiàn)的是門(mén)擋的工作狀態(tài)，也是執(zhí)行作用的最直觀體現(xiàn)。齒舌伸出則門(mén)體無(wú)法進(jìn)行關(guān)閉，保證門(mén)體為人離手的狀態(tài)。齒舌收縮，則門(mén)體可進(jìn)行正常關(guān)閉開(kāi)始，保證防盜門(mén)的使用。

本產(chǎn)品可以做多種選擇，當(dāng)前市面上有許多類(lèi)型防盜門(mén)，有內(nèi)開(kāi)式和外開(kāi)式，對(duì)于外開(kāi)式防盜門(mén)，將自動(dòng)門(mén)擋的盒體安裝在門(mén)體單元室內(nèi)一側(cè)的上邊緣處或者安裝在門(mén)框的外側(cè)邊緣處，在兩側(cè)把手處安裝有觸摸傳感器，只要手觸摸，齒舌就可實(shí)現(xiàn)收縮，不影響正常使用，若短暫的外出，沒(méi)有關(guān)閉防盜門(mén)，此時(shí)，齒舌沒(méi)有觸摸信號(hào)，齒舌將保持伸出的狀態(tài)，可以阻擋門(mén)體單元的閉合，達(dá)到意外關(guān)門(mén)的事故。當(dāng)防盜門(mén)為內(nèi)開(kāi)始，可將電子門(mén)擋盒體安裝在門(mén)體單元外側(cè)或者門(mén)框內(nèi)側(cè)的邊緣處，都可以達(dá)到預(yù)計(jì)的效果。

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